污泥深度脱水工艺在杭州七格污水处理厂中的应用
更新时间：2015-03-12 16:21
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摘要：杭州七格污水处理厂污泥深度脱水工程于2010年6月投入试生产，已稳定运行半年多，每天污泥处理量达到600t(含水率以80%计)，脱水泥饼含水率可控制在50%以下。该工程是目前国内运行的最大污泥深度脱水工程，为我国污泥处理处置实践走出一条创新之路。本文具体介绍了该工程的工艺流程、建设和运行情况，其经验可为同类工程实施提供借鉴。
关键词：污水处理厂污泥,深度脱水,工程实例
在污泥脱水机械中，应用最广泛为带式压滤机和离心脱水机，这2种脱水机械处理后的泥饼含水率下限一般只能达到78%左右。板框压滤机在污水厂污泥脱水应用虽然较少，但国内外的工程实践表明，若采用石灰、铁盐或铝盐进行调理，泥饼含水率的下限可以达到60%左右。然而板框压滤前的传统调理技术大量采用石灰、铁盐或铝盐，将增加污泥干固体量，降低污泥肥效和热值。
脱水泥饼的高含水率，不但增加了运输的难度，而且给后续的污泥处理处置带来极大的不便。堆肥时，满足不了含水率的要求;填埋时，达不到垃圾填埋场的准入条件;土地利用时，也不能满足园林绿化和农用的准入条件;焚烧时，水分蒸发耗费过多的热量，也更易造成尾气污染。为此，国家环保部于2010年11月下发了(2010)157号文《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》，明确要求出厂污泥含水率低于50%。
深度脱水是指脱水后污泥含水率达到60%以下，特殊条件达到50%以下平的污泥脱水。目前，国内已有多家公司研发出深度脱水专利技术，并进行了一定范围的推广和应用。其中，根据杭州国泰环保股份有限公司专利技术建设的杭州七格污水处理厂污泥深度脱水工程，于2010年6月投入试生产，已稳定运行半年多，泥饼含水率可控制在50%以下。该工艺的技术关键在于其创新的污泥预处理工艺，其调理作用主要是对污泥颗粒表面的有机物进行改性，降低污泥的水分结合容量，同时降低污泥的压缩性，使污泥满足高压力脱水过程的要求。
1.工程概况
杭州七格污水处理厂位于杭州市江干区下沙乡七格村，污水厂占地约56.53hm。共分四期建设，已建成运行的一期和二期工程总设计规模为60万m/d，实际处理水量约为55万m/d。进水CODcr浓度为400~500mg/L，以生活污水为主，包含下沙工业区的少量工业废水。污水处理工艺采用AAO工艺，出水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准设计，处理后出水排入钱塘江。
该厂的污泥脱水设备采用5台带式压滤脱水机和7台卧螺离心脱水机，每天产生600t/d左右(含水率以80%计)的污泥，最高日产泥量曾达850t/d。脱水后泥饼含水率一般在80~85%之间，若运至垃圾填埋场直接填埋，其高含水率容易造成填埋作业困难，所以垃圾填埋场拒绝接受。在深度脱水工程投产之前，由于含水率不符合堆肥工艺的进料要求，因此采用200亩空地先将湿泥晒干，再与鸡粪等混合堆肥，给制肥厂的周边生态环境安全带来一定隐患。
鉴于该厂污泥处理处置存在的困难，一二期污泥深度脱水技改项目于2009年6月立项，2009年10月完成设计环评等前期工作，设计处理能力为350t/d。经过两个多月的建设，2009年12月即开始试车调试，并于2010年6月开始进行试生产。目前该工程的实际平均处理能力已达到600t/d，日最高处理能力曾达到800t/d，脱水后泥饼含水率稳定在50%以下。
该工程新建深度脱水机房总平面尺寸为20m×80m，其中预处理部分的平面尺寸为20m×24m，压滤机占用的平面尺寸为20m×40m，脱水干泥储存库的平面尺寸为20m×16m。还建有脱水泥饼仓库，平面尺寸为20m×32m。建有药剂仓库，平面尺寸为20m×32m。
若不计土地费用，该工程的总投资主要由设备和厂房组成，总计1450万元。每吨湿泥(含水率以80%计)的运行成本为80元，其中运行电耗为6度/吨湿泥(含水率以80%计)，所需运行操作人员共计22人。
2.工艺流程
原脱水机房中设置的带式压滤脱水机和卧螺离心脱水机产生的污泥含水率为80~85%，这些湿污泥采用螺旋输送器直接送至污泥调理系统，或者采用高密度泵先送入4台250m的储泥罐暂时储存，再用螺杆泵送至污泥调理系统。污泥调理系统由转化罐和稳定罐2部分组成，污泥首先进入有效容积25m的转化罐内，使药剂与污泥混合均匀，由半固态转化为液态;然后与其他调理剂混合，在有效容积25m的稳定罐内进一步处理。调理好的污泥经高压泵输送到压滤机进行脱水，产生的干泥饼由皮带输送机送至干泥库房后外运处置。调理过程中产生的臭气用吸收塔处理后达标排放。压滤产生的脱水滤液返回污水处理系统中处理，脱水滤液CODcr在2000mg/L以下。深度脱水工艺流程如图1所示。
·
图1污泥深度脱水工艺流程图
Fig.1SchematicDiagramofEnhanceDewateringProcessatQIGEWWTP
主要处理设备的具体参数如下所示：
1)储泥罐4台，单台有效容积250m，可暂时储存污泥。
2)转化罐4台，单台有效容积25m，药剂与污泥在罐内混合均匀，由半固态转化为液态。
3)稳定罐4台，单台有效容积25m，药剂与污泥在罐内混合均匀，得到进一步调理和稳定。
4)压滤机，采用6台聚丙烯隔膜厢式压滤机，滤布尺寸1500mm×1500mm，单台压滤机过滤面积500m，空压机2台，风量5m/min。
5)臭气处理系统臭气采用4台吸收塔处理后达标排放。
3.运行情况
该厂的深度脱水工程于2009年12月开始试车调试，2010年6月进行试生产。2010年8月的进出泥数据统计数据如表1所示，深度脱水设施的设计处理能力为350t/d，但实际平均每天处理量达到635m，进泥的含水率在76.9%~80.5%之间，压滤机出泥的含水率在39.2%~44.0%之间。
表12010年8月现场进出料含水率统计
Tab.1SludgeMoistureDataoftheFilterPressinAug,2010
深度脱水后泥饼的相关理化、养分和稳定化指标，如表2所示。样品中含水率指标值能同时满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质(CJ/T309-2009)》和《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质(GB/T24600-2009)》，但尚不能达到《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质(GB/T23486-2009)》的限值。样品中的有机质(或有机物含量)和总养分偏低，但尚能满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质(GB/T23486-2009)》和《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质(CJ/T309-2009)》的要求。样品中的种子发芽指数偏低，不能满足相关标准的污泥腐熟度要求，因此必须再经过堆肥处理后方可土地利用。
表2某污泥样品的相关理化、养分和稳定化指标
Tab.2theQualityofSludgesampleafterEnhancedDewatering
单独评估污泥的重金属水平，如表3所示，该厂的污泥能满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质(GB/T23486-2009)》中碱性土壤的对应标准。也可以满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质(CJ/T309-2009)》中的B级指标;该级别的污泥允许施用作物包括油料作物、果树、饵料作物和纤维作物，但禁止在蔬菜和粮食作物上的应用。
表3某污泥样品的重金属含量指标(单位：mg/kg干基)
Tab.3HeavyMetalContentofSludgeSampleafterEnhancedDewatering(mg/kgDrysolid)
4.污泥处置
在深度脱水工程投产之前，该厂的污泥也是外运由公司制肥。由于污泥的含水率太高，进入一次发酵的污泥混合料含水率超过70%。因此，原来采用200亩将湿泥晒干，再与鸡粪等混合堆肥，最后造粒、烘干后用于园林绿化。在深度脱水工程投产之后，避免了污泥晾晒的环节，减少了污泥对周边环境的影响。
5.结语
杭州市七格污水处理厂含水率为80%左右的湿污泥经深度脱水处理后，泥饼含水率小于50%，即湿污泥体积可减量一半以上;污泥得到一定程度的稳定，干泥饼遇水时不会因吸水而膨胀;污泥性状由果冻态转化为块状，方便了后续的处置。该工程是目前国内正常运行的最大污泥深度脱水工程，为我国污泥处理处置的工程实践走出一条创新之路。
参考文献
1 Metcalf&Eddy,Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (Fourth Edition). McGraw-Hill, New York, USA
2 张辰 王国华 孙晓 污泥处理处置技术与工程实例 化学工业出版社2006年7月
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关键词：污水处理厂污泥,深度脱水,工程实例
在污泥脱水机械中，应用最广泛为带式压滤机和离心脱水机，这2种脱水机械处理后的泥饼含水率下限一般只能达到78%左右。板框压滤机在污水厂污泥脱水应用虽然较少，但国内外的工程实践表明，若采用石灰、铁盐或铝盐进行调理，泥饼含水率的下限可以达到60%左右。然而板框压滤前的传统调理技术大量采用石灰、铁盐或铝盐，将增加污泥干固体量，降低污泥肥效和热值。
脱水泥饼的高含水率，不但增加了运输的难度，而且给后续的污泥处理处置带来极大的不便。堆肥时，满足不了含水率的要求;填埋时，达不到垃圾填埋场的准入条件;土地利用时，也不能满足园林绿化和农用的准入条件;焚烧时，水分蒸发耗费过多的热量，也更易造成尾气污染。为此，国家环保部于2010年11月下发了(2010)157号文《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》，明确要求出厂污泥含水率低于50%。
深度脱水是指脱水后污泥含水率达到60%以下，特殊条件达到50%以下平的污泥脱水。目前，国内已有多家公司研发出深度脱水专利技术，并进行了一定范围的推广和应用。其中，根据杭州国泰环保股份有限公司专利技术建设的杭州七格污水处理厂污泥深度脱水工程，于2010年6月投入试生产，已稳定运行半年多，泥饼含水率可控制在50%以下。该工艺的技术关键在于其创新的污泥预处理工艺，其调理作用主要是对污泥颗粒表面的有机物进行改性，降低污泥的水分结合容量，同时降低污泥的压缩性，使污泥满足高压力脱水过程的要求。
1.工程概况
杭州七格污水处理厂位于杭州市江干区下沙乡七格村，污水厂占地约56.53hm。共分四期建设，已建成运行的一期和二期工程总设计规模为60万m/d，实际处理水量约为55万m/d。进水CODcr浓度为400~500mg/L，以生活污水为主，包含下沙工业区的少量工业废水。污水处理工艺采用AAO工艺，出水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准设计，处理后出水排入钱塘江。
该厂的污泥脱水设备采用5台带式压滤脱水机和7台卧螺离心脱水机，每天产生600t/d左右(含水率以80%计)的污泥，最高日产泥量曾达850t/d。脱水后泥饼含水率一般在80~85%之间，若运至垃圾填埋场直接填埋，其高含水率容易造成填埋作业困难，所以垃圾填埋场拒绝接受。在深度脱水工程投产之前，由于含水率不符合堆肥工艺的进料要求，因此采用200亩空地先将湿泥晒干，再与鸡粪等混合堆肥，给制肥厂的周边生态环境安全带来一定隐患。
鉴于该厂污泥处理处置存在的困难，一二期污泥深度脱水技改项目于2009年6月立项，2009年10月完成设计环评等前期工作，设计处理能力为350t/d。经过两个多月的建设，2009年12月即开始试车调试，并于2010年6月开始进行试生产。目前该工程的实际平均处理能力已达到600t/d，日最高处理能力曾达到800t/d，脱水后泥饼含水率稳定在50%以下。
该工程新建深度脱水机房总平面尺寸为20m×80m，其中预处理部分的平面尺寸为20m×24m，压滤机占用的平面尺寸为20m×40m，脱水干泥储存库的平面尺寸为20m×16m。还建有脱水泥饼仓库，平面尺寸为20m×32m。建有药剂仓库，平面尺寸为20m×32m。
若不计土地费用，该工程的总投资主要由设备和厂房组成，总计1450万元。每吨湿泥(含水率以80%计)的运行成本为80元，其中运行电耗为6度/吨湿泥(含水率以80%计)，所需运行操作人员共计22人。
2.工艺流程
原脱水机房中设置的带式压滤脱水机和卧螺离心脱水机产生的污泥含水率为80~85%，这些湿污泥采用螺旋输送器直接送至污泥调理系统，或者采用高密度泵先送入4台250m的储泥罐暂时储存，再用螺杆泵送至污泥调理系统。污泥调理系统由转化罐和稳定罐2部分组成，污泥首先进入有效容积25m的转化罐内，使药剂与污泥混合均匀，由半固态转化为液态;然后与其他调理剂混合，在有效容积25m的稳定罐内进一步处理。调理好的污泥经高压泵输送到压滤机进行脱水，产生的干泥饼由皮带输送机送至干泥库房后外运处置。调理过程中产生的臭气用吸收塔处理后达标排放。压滤产生的脱水滤液返回污水处理系统中处理，脱水滤液CODcr在2000mg/L以下。深度脱水工艺流程如图1所示。
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图1污泥深度脱水工艺流程图
Fig.1SchematicDiagramofEnhanceDewateringProcessatQIGEWWTP
主要处理设备的具体参数如下所示：
1)储泥罐4台，单台有效容积250m，可暂时储存污泥。
2)转化罐4台，单台有效容积25m，药剂与污泥在罐内混合均匀，由半固态转化为液态。
3)稳定罐4台，单台有效容积25m，药剂与污泥在罐内混合均匀，得到进一步调理和稳定。
4)压滤机，采用6台聚丙烯隔膜厢式压滤机，滤布尺寸1500mm×1500mm，单台压滤机过滤面积500m，空压机2台，风量5m/min。
5)臭气处理系统臭气采用4台吸收塔处理后达标排放。
3.运行情况
该厂的深度脱水工程于2009年12月开始试车调试，2010年6月进行试生产。2010年8月的进出泥数据统计数据如表1所示，深度脱水设施的设计处理能力为350t/d，但实际平均每天处理量达到635m，进泥的含水率在76.9%~80.5%之间，压滤机出泥的含水率在39.2%~44.0%之间。
表12010年8月现场进出料含水率统计
Tab.1SludgeMoistureDataoftheFilterPressinAug,2010
| 项目 | 湿泥处理量(t) | 进泥含水率（%） | 皮带机卸料含水率（%） |
| 平均值 | 635 | 78.9 | 42.3 |
| 最大值 | 806 | 80.5 | 44.9 |
| 最小值 | 381 | 76.8 | 39.2 |
| 样本数 | 31 | 31 | 31 |
表2某污泥样品的相关理化、养分和稳定化指标
Tab.2theQualityofSludgesampleafterEnhancedDewatering
| 样品名称 | 污泥（杭州） |
园林绿化用泥质 （GB/T23486-2009） |
农用泥质(CJ/T309-2009) |
| 含水率 | 46.5% | <40% | <60% |
| pH | 7.81 | 酸性土6.5~8.5；中碱性土5.5~7.8 | 5.5~9 |
| 电导 （mS/cm） | 3.59 | ||
| 种子发芽指数 | 22.61 | 大于70% | 大于60% |
| 有机物含量/（%） | 32.0 | ≥25% | - |
| 有机质g/kg | 219 | - | ≥200 |
| 全氮/（%） | 1.62 | 总养分≥3% | 总养分≥3% |
| 总钾/（mg/kg） | 1.18×10 | ||
| 总磷/（%） | 1.77 |
表3某污泥样品的重金属含量指标(单位：mg/kg干基)
Tab.3HeavyMetalContentofSludgeSampleafterEnhancedDewatering(mg/kgDrysolid)
| 含量 |
园林绿化要求 （GB/T23486-2009） |
农用要求(CJ/T309-2009) | |||
| 中碱性土壤（PH≥6.5） | 酸性土壤（PH<6.5） | A级 | B级 | ||
| 总镍 | 39.28 | 200 | 100 | 100 | 200 |
| 总铜 | 414.6 | 1500 | 800 | 500 | 1500 |
| 总锌 | 1017 | 4000 | 2000 | 1500 | 3000 |
| 总铬 | 215 | 1000 | 600 | 500 | 1000 |
| 总镉 | 9.44 | 20 | 5 | 3 | 15 |
| 总铅 | 834.9 | 1000 | 300 | 300 | 1000 |
| 总汞 | 10.3 | 15 | 5 | 3 | 15 |
| 总砷 | 38 | 75 | 75 | 30 | 75 |
在深度脱水工程投产之前，该厂的污泥也是外运由公司制肥。由于污泥的含水率太高，进入一次发酵的污泥混合料含水率超过70%。因此，原来采用200亩将湿泥晒干，再与鸡粪等混合堆肥，最后造粒、烘干后用于园林绿化。在深度脱水工程投产之后，避免了污泥晾晒的环节，减少了污泥对周边环境的影响。
5.结语
杭州市七格污水处理厂含水率为80%左右的湿污泥经深度脱水处理后，泥饼含水率小于50%，即湿污泥体积可减量一半以上;污泥得到一定程度的稳定，干泥饼遇水时不会因吸水而膨胀;污泥性状由果冻态转化为块状，方便了后续的处置。该工程是目前国内正常运行的最大污泥深度脱水工程，为我国污泥处理处置的工程实践走出一条创新之路。
参考文献
1 Metcalf&Eddy,Inc. (2003) Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (Fourth Edition). McGraw-Hill, New York, USA
2 张辰 王国华 孙晓 污泥处理处置技术与工程实例 化学工业出版社2006年7月
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