
污泥是污水处理过程之中产生的固体废物,主要来自初沉池产生的沉淀污泥、生物处理过程中产生的剩余污泥、隔油池与浮选池产生的油泥和浮渣,上述几种污泥构成了污水处理场需要脱水处理的“三泥”。由于不同阶段、不同性质的污水其处理方式不同,产生于各污水处理构筑物的污泥性质也存在很大差别。产生于初沉池的污泥是重力沉淀下来的污泥,一般含有较多的泥渣,基本属于无机污泥,具有密度大、含水率低、容易脱水的特点。工业废水进行生物处理后产生的污泥是典型的有机污泥,特点是密度小、呈胶体结构,脱水性能差。隔油池、浮选池产生的油泥和浮渣因含有较多的污油,污泥的粘稠度高,脱水更加困难。因此,对于“三泥”机械脱水处理过程,如何既获得较高的含固量,同时又能对污泥脱水产生的滤液进行有效处理、不影响污水处理的正常运行,一直是污水处理行业的一个研究课题。
辽阳石化公司动力厂污水二车间承担炼油厂排放的高含油化工污水、化工厂排放的化工污水以及部分生活污水的处理。污水处理单元由高含油集水池、高含油沉砂池、隔油池、浮选池、接触氧化池、中沉池、水解酸化池、缺氧池、生活污水沉砂池、曝气池、二沉池等组成。需要处理的污泥包括:含油污水经过隔油池和浮选池产生的油泥和浮渣,生活污水沉砂池排出的底泥及曝气池排出的剩余污泥。改造前采用带式脱水机进行脱水,无法处理隔油池及浮选池产生的油泥和浮渣,并且效率低下,已不能满足目前的处理要求。因此对原有的污泥处理系统进行了彻底的改造,采用离心脱水机与溶气气浮机的组合工艺,取得较好的处理效果,并对滤水的悬浮物和油类进行有效的处理,满足生产的需要。
1 原污泥脱水处理工艺
二沉池排放的剩余污泥经浓缩池浓缩后,与生活污水初沉池产生的底泥(间断排放)一起进入污泥调节池,经加药絮凝后,由带式脱水机进行脱水。带式脱水机型号为DY-1000A,污泥处理量为20~30m³/h,进泥含水率98%~99%,压滤后污泥含水率为80%~90%。湿污泥饼外运处置,滤液回流到初沉池。油泥和浮渣装车运到其它装置处理。
由于带式脱水机排出的滤液中悬浮物浓度很高,使初沉池底泥增长很快,降低了污泥脱水的效率,而将油泥、浮渣运到其它装置处理给装置生产运行造成很大不便。
2 污泥脱水工艺改造
目前在我国应用比较广泛的污泥脱水设备主要有带式压滤机和离心脱水机。带式压滤机出泥含水率较低,滤液浑浊,管理相对简单,对运行人员素质要求不高。离心脱水机出泥含水率低,滤液相对较清,对运行人员素质要求高,与带式压滤机相比具有易于维护、无臭气、自动洗涤、效率高、药剂投加量小等优点。为解决原污泥处理系统无法处理隔油池及浮选池产生的油泥和浮渣,且处理效率低的问题,采用离心脱水机代替了原带式压滤机。虽然离心脱水机与带式压滤机相比处理能力有了很大提高,但是滤液悬浮物含量并没有明显降低,同时考虑油泥和浮渣也纳入其中,会导致脱水滤液中少量带油的问题,直接排放会污染环境,排到装置中会对下一级工序的稳定运行带来不利影响,因此采用溶气气浮机对滤液中的悬浮物和油类进行有效的处理。
2.1 污泥脱水
采用2台福乐伟DECANTER Z5E-4/451离心脱水机。该设备转筒速率3500r/min,转筒额定速率1500r/min,螺旋差转速0.5~10r/min。污泥、油渣处理量为36m³/h,进泥含水率98%~99%,处理后泥饼含水率80%~85%。辅助设备有污泥切割机、进料泵、螺旋输送机等。运行方式为1用1备。
离心脱水机主要由转鼓和螺旋输送器组成。转鼓在高速转动时产生一个强大的离心力,因污泥颗粒比水的密度大,使污泥颗粒沉降在转鼓内壁上形成固环层,水分在固环层内侧形成液环层。固环层的污泥在螺旋输送器的推动下,被排出转鼓形成泥饼,液环层的水分由堰口溢流出转鼓,形成分离液,这样就实现了固液分离。影响离心机使用效果的因素有很多,如转鼓转速、差速度(差速比)、液环层厚度、絮凝剂(污泥脱水剂)投加量等,并且各个因素又相互影响,因此处理效果是以上所述各个因素又互相影响,因此处理效果是以上所述各个因素综合作用的结果。在实际生产运行中,工艺人员根据所处理污泥(浮渣)的性质,对离心脱水系统的各项运行参数进行了优化,螺旋差转速控制在3~5r/min,进泥泵流量为25~30m³/h,PAM配比质量分数为0.1%,很好地平衡了污泥处理量与泥饼含水率,实现了优化运行。
2.2 滤液悬浮物处理
采用2套GSF-45组合气浮池对滤液悬浮物进行处理,单池尺寸为6000mm×2700mm×2100mm,污水处理量为34m³/h,进水p(SS)<1000mg/L,出水p(SS)<100mg/L,浮渣含水率98%,回流量20~25m³/h。运行方式为1用1备。
气浮装置是运用溶气泵将水、气混合加压溶解形成溶气水,再减压释放,微细气泡析出与悬浮颗粒吸附而上浮,从而达到固液分离的目的。投加絮凝剂PAC和助凝剂PAM帮助形成悬浮颗粒。通过改变PAC、PAM投加量,可以达到控制组合气浮池出水水质的目的。
2.3 污泥处理工艺流程
油泥、浮渣从集泥井经提升泵送入污泥调节池,二沉池排出的剩余污泥依靠重力流入污泥调节池,生活污水初沉池产生的底泥间断排入污泥调节池。3种污泥在调节池内混合调质后,经提升泵进入脱水机房内的污泥贮罐。经污泥切割机切割后,由螺杆泵加压进入脱水机进行污泥脱水,同时在脱水机前加入PAM药剂以更好地实现泥水分离。脱水后的污泥经过污泥输送机进入污泥斗贮存后,装车外运。滤液进入气浮机实现进一步固液分离,在气浮池前段污水与絮凝剂PAC进行充分混合,在助凝剂PAM的辅助下,形成大颗粒的矾花。在气浮池后段与微细气泡结合上浮。悬浮固体由刮渣机刮至集渣槽内,并送回到污泥贮罐。气浮出水经过水泵加压输送到接触氧化池。连续供料加药装置对絮凝剂PAC及助凝剂PAM进行配置,通过流量计计量、定量投加。
3 改造后污泥脱水系统运行状况
经过一年多的考核运行,对浓缩后泥浆含水率、脱水后泥饼含水率、气浮机入口悬浮物、气浮机出口悬浮物等指标进行了监测(由于油类量很少,未作监测),监测数据表明新建污泥浓缩脱水系统运行良好,各项指标均达到了设计要求。
改造后的污泥脱水系统能够很好地处理污水二车间产生的“三泥”,平均脱水污泥含水率达到79.5%,实现“三泥”的减量化。滤液经加药溶气气浮处理后,使悬浮物去除率达到99%,去除了油泥中所含的少量油,避免了回流对污水处理系统运行造成冲击,使得长期在污水处理系统内循环的一部分污泥得到了有效处理。
4 结论
(1)离心脱水机实现了在本车间内处理污水二车间产生的“三泥”,解决了油泥外运不及时造成的污水处理比较被动局面。减轻了劳动强度,提高了处理效率,降低了运输成本。
(2)离心脱水机与溶气气浮机的组合应用,在提高污泥含固量的同时大大降低了滤液悬浮物,并去除了滤液中所含少量油,在保证装置平稳运行的同时实现了离心脱水机对脱水泥浆的减量化。