陳錦榮，張炳良，劉 哲，陳朝湘，吳婉華，陳妙玲，肖思怡

（廣州市自來水公司，廣東廣州 510300）

南方某水廠建設(shè)規(guī)模為日供水量100萬m3，生產(chǎn)排放水約占水廠供水量的3.2%，每日約有32 000 m3生產(chǎn)排放水，其中每天約有15 000 m3的洗池水（包括砂濾池和炭濾池的反沖洗水）和18 000 m3的排泥水（包括排泥車和反應(yīng)池排泥水）需要進行處理，從運行數(shù)據(jù)及污泥系統(tǒng)處理能力分析，污泥處理系統(tǒng)基本滿足該廠生產(chǎn)排放水的收集和處理。

1 污泥處理系統(tǒng)簡介

污泥處理流程如圖1所示。該水廠污泥系統(tǒng)主要由六個部分組成，分別為排水池、上清液集水池、排泥池、濃縮池、儲泥池及脫水機房。排水池接收濾池反沖洗水（包括炭濾池及砂濾池）進行預(yù)沉，池內(nèi)上清液將溢流入上清液集水池并通過潛水泵直接抽升返回前臭氧接觸池，池底初沉污泥抽升至排泥池。上清液集水池主要收集排水池及濃縮池的上清液，通過潛水泵抽升返回前臭氧接觸池進行回收利用。排泥池將收集沉淀池和反應(yīng)池的排泥水及排水池底部的泥水，并通過潛水泵將混合泥水抽升至濃縮池。濃縮池通過斜管及PAM的作用進行泥水分離，上清液自流至上清液集水池進行回收，池底泥水通過螺桿泵抽升至儲泥池。儲泥池保證了脫水機進泥量和濃度的均衡。脫水系統(tǒng)實現(xiàn)泥、水分離，產(chǎn)生的分離液回收至濃縮池，余泥通過清潔公司外運出廠，一般運往磚廠或陶粒廠進行再利用。整個工藝流程中生產(chǎn)排放水全部回收利用，回收利用率達到99.8%。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart of Wastewater Treatment in Waterworks

脫水系統(tǒng)主要包括：臥螺離心機4臺，型號分別為LW530×2270NY和 LW400×1750NY各 2臺，處理量分別為 10～35 m3/h 和 4～15 m3/h，最高轉(zhuǎn)速分別為2 500 r/min和3 200 r/min，工作轉(zhuǎn)速建議選用 1 500～2 250 r/min 和 2 000～3 000 r/min；配藥裝置3套，加藥泵4臺，投加量分別為0.3～1.5 m3/h和 0.3～1.0 m3/h；污泥泵 4 臺，流量分別為 10～35 m3/h和 4～15 m3/h；液壓差速器 4 套，YC 系列；無軸螺旋輸送機4臺，輸送能力為9 m3/h。

2 脫水系統(tǒng)臥螺離心機參數(shù)的選擇

根據(jù)生產(chǎn)排放水情況，離心機每日需要處理約1 300 m3泥水，泥水的含固率一般為3%～4%，脫水后固相含固率為35%左右，液相基本澄清，合理調(diào)整離心機有關(guān)參數(shù)，如進料量Q，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速△n，加藥量等，以滿足日常生產(chǎn)的處理要求[1]。

2.1 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速

隨著轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的上升，分離因素上升，分離效果提高，處理能力加大，但離心機的振動、噪聲也隨之增加，使用壽命會有所下降[2]，一般在能滿足分離要求的前提下，選用合適的轉(zhuǎn)速是十分重要的，LW530型工作轉(zhuǎn)速選用在1 700 r/min，LW400型工作轉(zhuǎn)速選用在2 200 r/min。

2.2 進料量

進料流量減小，料液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的軸向流速也減小，物料在機器內(nèi)停留時間則加長，分離效果提高；進料流量大，軸向流速也增大，物料在機器內(nèi)停留時間少，分離效果隨之下降。根據(jù)生產(chǎn)要求每日需要處理約1 300 m3泥水，泥水的含固率一般為3%～4%，LW530 型進料量控制在 22 m3/h，LW400 型進料量控制在 10.2 m3/h，2臺LW530型1臺 LW400型離心機連續(xù)24 h運行。

2.3 轉(zhuǎn)鼓與螺旋的差轉(zhuǎn)速

差轉(zhuǎn)速小，螺旋對流體擾動小，分離效果變好，固相沉渣在干燥區(qū)的停留時間延長，固相含水率降低，但固相排渣能力下降，易產(chǎn)生堵料；反之差轉(zhuǎn)速大，螺旋對流體的擾動加大，分離效果變差，固相沉降在轉(zhuǎn)鼓中停留時間較少，固相沉渣的含水率升高，但固相排渣能力增加[3]。差轉(zhuǎn)速一般是根據(jù)進料的含固率大小來確定，含固率較大應(yīng)選用較大的差速，含固率較小則選用較小的差轉(zhuǎn)速，因此LW530差轉(zhuǎn)速使用范圍在3～5 r/min內(nèi)，LW400使用范圍在 5～6 r/min內(nèi)，分離效果理想。

2.4 臥螺離心機PAM投加量

絮凝劑PAM按0.2%濃度配制后，由加藥泵控制投加量，一般干泥藥耗≤2～3 kg /t·d，根據(jù)離心機的進料量，LW530型離心機PAM投加量為1.1 m3/h，LW400型離心機PAM投加量為0.5 m3/h，PAM進入脫水主機與待處理污泥混合后，使小顆粒絮凝成大顆粒，有效提高泥水的分離效果[4]。因此臥螺離心機參數(shù)基本設(shè)置如表1所示。

在表1參數(shù)中提高離心機轉(zhuǎn)速（如表2所示），發(fā)現(xiàn)LW530型提高轉(zhuǎn)速后，扭矩和泥渣的含固率沒有太大改變；而LW400型提高轉(zhuǎn)速后，扭矩和泥渣含固率都有所升高，但是提高轉(zhuǎn)速后兩型號離心機振動開始變大，不利于設(shè)備的長期運行，因此LW530型選擇最佳轉(zhuǎn)速1 700 r/min，LW400型選擇最佳轉(zhuǎn)速 2 200 r/min。

3 回收水水質(zhì)情況

通過不定時對濃縮池上清液、上清液集水池上清液、前臭氧接觸池原水、出廠水的水質(zhì)情況進行監(jiān)測，經(jīng)過污泥系統(tǒng)處理后的工藝流程回收水的水質(zhì)基本正常，出廠水符合生活飲用水標準，結(jié)果如表3所示。

表1 離心機參數(shù)表Tab.1 Parameter of Centrifugal Hydroextractor

表2 測試的參數(shù)記錄Tab.2 Test Results of Centrifugal Hydroextractor

表3 回收水水質(zhì)情況表Tab.3 Recycle Water Quality(a)1,2次檢測水質(zhì)情況

4 高濁水時污泥處理系統(tǒng)管理

由于該水廠位于南方地區(qū)，夏季如遇上洪峰，河水濁度急劇上升，濃縮池負荷加大，上清液會出現(xiàn)濁度較高的現(xiàn)象。針對這種情況，在濃縮池配水池進水管處增加了PAM的投加點，加快淤泥沉降，提高泥水分離效率，并且在配水井處增加在線濁度儀，監(jiān)測回收水的濁度情況，便于運行人員根據(jù)濁度及時調(diào)整混凝劑的投加量，確保水質(zhì)。

該廠根據(jù)高濁水處理經(jīng)驗制定了污泥處理系統(tǒng)高濁水管理措施，具體如下：

(b)3,4次檢測水質(zhì)情況3項 目 濃縮池上清液集水池上清液4（已混合回收水） 出廠水 濃縮池上清液前臭原水渾濁度/NTU pH錳/（mg·L-1）總鐵/（mg·L-1）鋁/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亞硝酸鹽氮/（mg·L-1）硝酸鹽氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落總數(shù)/（CFU·mL-1）1.38 7.1＜0.05 0.43 0.023 0.03 0.009 2.2 1.8 6 800 10.50 7.2＜0.05 0.31 0.220 0.04 0.006 2.2 2.5 5 200 11.80 7.1＜0.05＜0.05 0.079 0.05 0.020 2.1 1.8 1 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出廠水0.09 7.2＜0.05＜0.05 0.036 0.02＜0.001 2.2 0.7 0 41.10 7.1＜0.05 0.74 0.022 0.05 0.015 1.8 0.8 1.5×105 43.60 7.2＜0.05 1.38 0.060 0.04 0.021 2.0 4.0 1.1×105 56.00 7.2＜0.05 2.08 0.082 0.03 0.145 2.1 2.7 9 600 0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.040＜0.02＜0.001 1.8 0.7 0(c)5,6次檢測水質(zhì)情況5項 目 濃縮池上清液集水池上清液6（已混合回收水） 出廠水 濃縮池上清液前臭原水渾濁度/NTU pH錳/（mg·L-1）總鐵/（mg·L-1）鋁/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亞硝酸鹽氮/（mg·L-1）硝酸鹽氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落總數(shù)/（CFU·mL-1）6.72 7.0 0.05 0.09 0.094 0.39 0.017 1.4 1.0 5 400 47.80 7.3 0.08 0.05 0.980 0.06 0.010 1.2 2.0 6 900 38.00 7.0＜0.05 0.64 0.111 0.06 0.006 0.9 1.7 2 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出廠水0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.05＜0.02＜0.001 1.6 0.6 0 5.86 7.2＜0.05 0.19 0.064 0.17 0.015 1.4 1.4 1.2×105 59.10 7.8＜0.05 1.24 1.360＜0.02 0.010 1.5 2.2 8 600 99.60 7.3＜0.05 2.60 0.168 0.02＜0.001 1.4 3.1 760 0.05 7.3＜0.05＜0.05 0.048＜0.02＜0.001 1.5 0.7 0

（1）嚴密監(jiān)測污泥系統(tǒng)濃縮池及上清液集水池的回用水水質(zhì)情況，評估對生產(chǎn)的影響，及時調(diào)整工藝參數(shù)。

（2）當反應(yīng)池快速排泥閥和沉淀池排泥車需要加強排泥時，應(yīng)在加強排泥前手動開啟污泥排泥池4臺潛污泵，在加強排泥的過程中運行人員嚴格控制排泥池液位小于3.3 m，以防止泥水溢流。

（3）高濁水期間，為加快濃縮池內(nèi)水體的泥水分離，應(yīng)增加濃縮池進水管PAM的投加量。原水濁度在300 NTU左右時，PAM投加量控制在1.0 mg/L；原水濁度在500 NTU左右時，PAM投加量控制在1.5 mg/L。

PAM 瞬時投加體積（L /h）=

PAM 投加量（mg/L）×日平均排泥水量（dam3）÷24 h÷聚丙配制濃度

例如，聚丙投加量為1.0 mg/L，日平均排泥水量為18 dam3，PAM配制濃度2‰，則

PAM 瞬時投加體積=1.0×18÷24÷0.002=375 L /h。

當原水濁度大于100 NTU時，將排水池池底立式排污泵運行程序由平時每臺泵每2小時運行20 min調(diào)整為每小時運行20 min，確保排水池運行正常。

（4）高濁水期間，運行人員應(yīng)保持脫水機房4臺脫水機24 h連續(xù)運行，且調(diào)節(jié)4臺脫水機的處理泥水量為最大量，由于泥水含固率升高，應(yīng)升高脫水機液壓，降低離心機轉(zhuǎn)速，使差轉(zhuǎn)速升高，控制脫水機扭矩小于70 N·m，防止脫水機堵料。

（5）在高濁水期間，污泥系統(tǒng)高負荷運行，應(yīng)加強污泥系統(tǒng)巡查，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和隱患。

5 結(jié)論

污泥處理系統(tǒng)離心機參數(shù)選定后基本能滿足生產(chǎn)排放水的日常處理要求，根據(jù)處理要求尋找離心機的最佳參數(shù)，使設(shè)備可以連續(xù)穩(wěn)定運行，降低故障率，確保泥渣含固率維持在30%～35%左右，回收水的水質(zhì)基本正常。通過一系列的應(yīng)對措施，確保污泥處理系統(tǒng)能正常運行，達到預(yù)期處理效果。生產(chǎn)排放水的回收利用可以緩解水資源緊缺的矛盾，降低水廠遠距離取水的取水成本，避免生產(chǎn)排放水直接排入江河污染水體，淤積抬高河床。通過不斷完善自來水廠生產(chǎn)排放水的回收處理技術(shù)，既節(jié)約輸水電耗，又可以有效改善我們的水環(huán)境。

［1］薛紅梅.污泥離心脫水機的運行經(jīng)驗 [J].中國給水排水,2009,25(6):90-92.

［2］徐紅海,秦虎.簡述臥螺離心機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與處理能力的關(guān)系[J].黑龍江科技信息,2008(28):2.

［3］馮海軍,劉曉亮,徐淼.鋼廠污泥處理系統(tǒng)中離心脫水機的調(diào)試研究[J].中國給水排水,2013,29(13):79-82.

［4］李欣,蔡偉民.污泥調(diào)理劑與有機高分子絮凝劑聯(lián)合作用對污泥脫水性能影響的研究[J].凈水技術(shù),2009,28(3):40-44.