污泥脫水絮凝劑消耗的控制措施
技術支持
國電仙女河污水處理廠是東北地區(qū)處理規(guī)模較大的污水處理廠之一，匯水面積為44平方公里。污水廠主要處理本市鐵西地區(qū)城工業(yè)廢水和生活污水，其中工業(yè)廢水約占40%。水廠污泥處理系統(tǒng)采用離心脫水方式，將污泥含水率降低至80%以下后外運。
水廠污泥處理情況：沉淀池內的污泥通過排泥泵（Q=60m3/h，H=5m）由S3D池排入一、二期污泥緩沖池，緩沖池內各設攪拌器1臺，保持污泥濃度比較均勻。經脫水間內的污泥切割機將污泥中較大的纖維物質等打碎，再經污泥提升泵提升進入離心脫水機，通過加入絮凝劑使污泥與水迅速分離，再經螺旋輸送機將脫水后的污泥輸送到污泥運輸車內外運，污泥系統(tǒng)設計出泥量為400噸/日。
1 水廠污泥濃縮脫水成套設備工藝流程
1.1 成套設備組成
污泥濃縮脫水成套設備主要包括：臥螺離心機、污泥切割機、污泥進料泵、絮凝劑自動投配系統(tǒng)、電磁流量計、無軸螺旋輸送機、電控系統(tǒng)。
1.2 工藝流程
待處理污泥經污泥切割機由污泥進料泵輸入臥螺離心機，絮凝劑在臥螺離心機進料口前加入污泥管道中，污泥量和絮凝劑用量分別由電磁流量計計量。經臥螺離心機脫水后的泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至泥斗或車上，而分離液則排回原污水處理系統(tǒng)進濃縮脫水。
1.3 主要工藝技術條件
污泥進泥濃度：2%。
污泥脫水后含水率：75～80%。
離心機處理能力：35～40m3/h。
分離液懸浮物：1000mg/L。
污泥有機成分：≤65%。
2 絮凝劑用量波動因素
降低污泥含水率的過程中絮凝劑發(fā)揮著關鍵作用，同時其費用也在水廠的運行成本占有一定的比重。影響絮凝劑投加量的因素很多，包括進泥濃度、稀釋藥劑濃度、投加比等，所以投加量很難進行精細的掌控，導致上下波動較大，費用時而較高。經過一段時間的穩(wěn)定運行，根據不同運行條件下對各項參數的檢測，我們發(fā)現水廠污泥脫水耗藥率與稀釋藥劑濃度、溫度、污泥濃度和污泥有機分四個參數明顯相關。
2.1 絮凝劑用量投加的實驗
我廠污泥脫水的用藥（絮凝劑）由供貨公司運輸至儲藥池內，經藥泵提升到溶藥攪拌裝置，通過與水的混合攪拌，達到稀釋的目的。因此在進泥濃度正常為2%和保證出泥達標75～80%要求的前提下，藥劑的投加量確定。
（1）對藥廠原藥含固率化驗：對原藥進廠一共化驗7次，平均濃度為1.89%，低含固量濃度為1.73%，高含固率濃度為2.18%.
（2）取一段時間設備運行：在原藥平均濃度為1.89%和離心脫水機扭矩不變的前提下，一臺機組時間繼電器的時間設為30分鐘運轉3分鐘，稀釋藥濃度為0.45%；另取一段時間，設定的數值為30分鐘運轉4分鐘，稀釋濃度為0.61%。
（3）加藥泵加藥時間（加藥時間/間隔時間）為10-20s/3min，2臺藥泵，化驗出泥含水率分別為77.4%和78.3%。
從實驗中可以看出，原藥濃度的稀釋即時間繼電器時間間隔和藥泵的運轉時間的參數設定，是掌握脫水機泥和藥的投加比的重要因素。
2.2 氣溫與絮凝劑消耗的分析
藥劑的上機濃度值為2‰～4‰之間，絮凝劑稀釋以及提升到離心脫水機的過程中無加熱裝置，污泥進入離心脫水機前也無加熱裝置，因此絮凝劑與污泥混合時的溫度完全取決于氣溫。
2010年9月至2011年9月，共13個月的時間，每個月對脫泥間的月平均氣溫及平均藥耗進行了統(tǒng)計，發(fā)現隨著氣溫的升高，污泥脫水耗藥率相應降低，由于考慮到其它參數對藥耗的影響，將氣溫分為三個階段：-20℃～0℃、0℃～20℃、20℃以上。通過對比發(fā)現，這三個階段藥耗平均值有明顯差異，氣溫越低藥耗越高。
2.3 污泥濃度與絮凝劑消耗的實驗
由于采用曝氣生物濾池工藝，無二沉池，因此生化處理部分的污泥與初沉污泥一起均在高效反應沉淀池內的斜管沉淀處排放至污泥緩沖池。污泥緩沖池內設有攪拌裝置，經攪拌后由污泥泵提升至離心脫水機。在正常運行條件下，緩沖池內的污泥濃度正常應為1%～4%左右。
根據2011年1-9月份每日污泥上機濃度與藥耗情況，將污泥濃度分為＜1%、1%-2%、2%-3%、3%-4%、＞4%進行每日藥耗分類，計算出不同污泥濃度區(qū)間內的平均藥耗。當污泥濃度小于1%的情況下藥耗明顯增加，而污泥濃度在1%-3%左右藥耗基本比較平穩(wěn)，隨著污泥濃度繼續(xù)升高，藥耗也有明顯增加的趨勢。
2.4 污泥有機分含量與絮凝劑消耗的檢測
污泥有機分是指可揮發(fā)性懸浮固體占污泥總懸浮固體的百分比，水廠的污泥為初沉污泥與活性污泥的混合液，其有機成分含量主要取決于進水水質，由于水廠來水中生活污水約占60%，工業(yè)廢水約占40%，上游企業(yè)主要包括制藥廠、化工廠等。當進水污染物濃度較高，尤其是COD值較高時，會造成污泥的有機含量升高，水廠的污泥有機分含量一般在40%-70%之間。2011年1-9月份，水廠共有36天進行了緩沖池污泥有機分檢測，并對檢測當日噸干泥藥耗進行了統(tǒng)計，將污泥有機分從低到高分為三個階段，40%-50%、50%-60%、60%-70%，可以看出隨著污泥有機分不斷升高，藥耗有明顯增加的趨勢。
3 對絮凝劑消耗的控制措施
在水廠實際運行過程中，為做到節(jié)能降耗，有效控制藥耗指標，結合離心脫水機的運轉特性，水廠制定了明確的節(jié)能降耗管理辦法：
（1）調整好進入緩沖罐的排泥時間工藝參數，確保離心機上機進泥濃度控制在2%左右。
（2）藥劑的上機量可通過藥劑稀釋裝置前的加藥泵控制，正常情況下加藥泵為間隔開啟，通過調整加藥泵的開啟和間隔時間調整每日用藥量。
加藥泵的開啟時間在一定范圍內調節(jié)，在確保以下兩個目標的前提下盡可能降低加藥時間。目標一是污泥脫水后干泥含水率在75%-80%；二是脫水后的上清液控制在1000mg/l以下，但不能過低，否則將導致絮凝劑浪費。
（3）由于季節(jié)不同，對絮凝劑的效能影響較大，因此，冬季對污泥脫水車間強化保暖，對加藥箱、管線及離心機進泥管路安裝電伴熱裝置，使污泥脫水控制系統(tǒng)溫度保持在0-20℃之間。冬季噸干泥耗藥系統(tǒng)在0.4-0.5kg/噸干泥，夏季噸干泥耗藥系統(tǒng)在0.2-0.3kg/噸干泥。
（4）不同的污泥成分導致噸干泥耗藥變化較大，正常水質條件下保障污泥有機成分約為50-60%，污泥有機成分超過65%將導致耗藥大量增加。
4 結論
以上數據均在污水廠正常運行條件下總結得出，由于在日常運行過程中藥耗受到上述四個方面同時影響，因此統(tǒng)計曲線的波動也較大，但仍能看出明顯變化趨勢。通過研究得出如下結論：
（1）東北地區(qū)，由于氣溫變化明顯，氣溫變化對污泥脫水藥劑有顯著影響，氣溫越高藥劑絮凝效果越好，藥耗越低。
（2）根據不同污泥濃度藥耗的統(tǒng)計，污泥濃度與藥耗不成正比，為非線性關系，濃度過高或過低均會造成藥耗增加，上機濃度應控制在1%-3%之間。
（3）污泥的成分與性質會對藥劑產生影響，根據統(tǒng)計，污泥有機分含量與污泥脫水藥耗明顯相關，有機分越高藥耗越高。
（4）水廠采取了多樣控制，一年可節(jié)省原藥（絮凝劑）達150多噸，價值約300多萬元。
