1 污水厂概况

湘潭河东污水处理厂一期设计处理规模10.0×10⁴m³/d，远期规划20.0×10⁴m³/d，主要负责湘潭市城区生活污水。该城区为合流制排水系统，原水包括城区生活污水、部分雨水以及少量符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ 3082-1999）的工业废水。污水厂采用改良式A2/O工艺的二级处理方式，出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级B标准。污泥经带式脱水机脱水后外运填埋。

污泥处理处置现状：自投运以来，水厂污泥浓度一直不稳定，污泥脱水设备长期处于超负荷运行状态，且污泥能耗高、效率低、含水率偏高。特别是夏季，随着气温上升，泥量陡增，TP居高不下，对污泥生产乃至整个生化系统的正常运转都造成巨大威胁。为解决这一技术难题，污水处理厂对污泥脱水间的储泥池实施技术改造，以实现污泥的连续快速浓缩，提高后续污泥脱水设备效能。

2 优化设计

2.1 优化原理

在不改变现有结构的前提下，利用活性污泥良好的沉降性能并根据二沉池的工作原理，在储泥池内增设一道挡水墙，将原有空间划分为两个区，一段为进水区，另一段为沉降分离区。此外，为避免污泥在储泥池进水区底部大面积堆积以及因水流冲击导致污泥无法有效沉降等现象的发生，在进水区底部制作并安装斜板。

剩余污泥首先进入进水区，在此完成第一次沉淀，在底部斜板上形成污泥层，而后沿斜板表面滑入底部，并随上清液共同进入沉降分离区。进入沉降分离区的上清液，向上部出水堰方向流动，流动过程中穿过已经形成的污泥层。因污泥层高于挡水墙下部通过口，从而确保来水向上穿过污泥层，且对悬浮污泥部分拦截，加快固液分离的速度。穿透污泥层后，水中悬浮的污泥进行二次重力沉淀，污泥颗粒向下运动，进一步挤压下部的污泥层。上清液从沉降分离区上部的出水堰排出系统并汇入集水井，污泥经沉降后在下部形成污泥层，并通过螺杆泵抽取至带式压滤机进行脱水。

2.2 实施方案

（1）斜板制作与安装

制作两个2m×2m×2.8m的斜板（6mm厚的钢板）安装于进水端两侧底部，以保证沉积污泥随水流冲击顺斜坡滑至进泥泵位置。先将Φ40的方钢用膨胀螺丝固定于底部，与池壁形成45°夹角，再将其焊接成支架。然后将钢板平行铺设于支架上，铺设时确保做到紧凑，密闭。然后对平板进行焊接加固，并做好沥青漆粉刷防腐处理。

（2）挡水墙制作与安装

制作一面3m×5.7m的挡水墙，其骨架材料为Φ40方钢及40mm角铁，面板材料则采用不锈钢板进行铺设连接，并用不锈钢螺丝进行固定。为解决挡水墙骨架承重问题，在其底部设置4个1.3m高的支撑脚。

（3）进水槽

在进水口外侧，即剩余污泥泵管道进口外侧，加装一个进水槽，以将进水引入储泥池的进水区，防止上清液被搅浑。

（4）出水堰

在上清液出水口处安装两个2850mm×300mm×300mm的不锈钢出水堰，其连接处缝隙用玻璃胶进行密封。然后在距池顶800mm处开一个Φ250的出水孔，并安装PVC管。出水口处砌一出水池，以便于观察和取样。

（5）排泥泵

排泥泵入口端采用Φ200的钢管，并向池内延伸1500mm。

3 结果与讨论

3.1 HRT

污泥浓缩池污泥浓度随时间的变化而变化。污泥在改造后的储泥池停留2.5h后，浓度由8500mg/L提高至25000mg/L。在此基础上，继续增加停留时间，污泥浓度基本不变。因此确定此污泥浓缩系统的适宜HRT为2.5h。

3.2 污泥浓缩效果

剩余污泥经污泥浓缩系统处理后可以得知：该污泥浓缩系统能实现污泥浓缩2倍以上，从而使得进入脱水系统的污泥体积减少1/2以上，有利于降低后续污泥脱水药耗。与改造前的2014年同期比较，处理每吨干泥所需絮凝剂量（简称吨耗药量），吨耗药量同比平均降低了0.46‰。

3.3 污泥脱水效果

改造前，进入带式压滤机的污泥浓度较低，压滤后产出泥饼的含水率为82.7%。改造后的带式压滤机的出泥含水率：随着进泥浓度的提高，污泥经带式压滤机压滤后的平均含水率由改造前的82.7%降低到平均76.7%。

3.4 出水SS

储泥池改造后，不仅使得污泥能够有效浓缩，提高含固率，减少体积，同时对于污泥上清液的SS也有一定的去除作用。出水SS保持在60mg/L左右，比较清澈，可直接排入下水道汇入集水井。

3.5 经济指标

储泥池改造后，吨耗药量同比平均降低了0.46‰。若按全年处理干泥量2920吨，1年可节约1.35吨絮凝剂，按每吨3.2万元计算，可减少药费约4.32万元。

同时，通过将脱水系统技术指标对比，发现改造后，随着出泥浓度的提高，进入脱水系统的污泥体积的减少，每天污泥脱水设备运行时间由改造前的9小时降至5小时，效率提高44.44%。带式压滤机功率为3kW，按当地电价0.85元计，则每年节约电费约0.38万元。

此外，此储泥池改造整体费用为6万元，远远低于构建一个适用于10.0×10⁴m³/d污水处理厂的传统污泥浓缩池所需费用。

4 结论

污水处理厂的剩余污泥含水率很高，一般达到96-99.3%（市政污水处理厂剩余污泥含水率一般为99.2%）。污泥浓缩工艺是污泥预处理阶段的重要组成部分之一，其目的主要是减少污泥体积和减轻后续构筑物的处理压力，其运行好坏将直接影响到整个污泥处理处置流程的实现。

传统重力浓缩工艺是我国污水处理厂采用率较高的污泥处理工艺。但是重力浓缩的缺点也十分明显，主要为：

（1）重力浓缩池由于需要较长的水力停留时间，通常为12～18小时，占地面积大。

（2）当停留时间较长时，污泥容易发生厌氧发酵，产生臭气。

（3）当污泥形成厌氧条件时，会造成磷的释放，以致系统不能通过排泥的方式将磷排出系统。释放后的磷存在于回流上清液中，进入生化系统后导致出水不能达到排放标准。

湘潭河东污水处理厂的污泥浓缩系统改造，通过一体式的结构设计，可以实现剩余污泥的连续快速浓缩，浓缩后污泥浓度提高两倍以上，进入脱水机的污泥体积减少一半以上。相比传统污泥浓缩池，本系统具有占地面积小、池体体积小等特点，从而避免了传统污泥浓缩池释放磷、有臭味等优点，适合在各污水厂新建或改造中使用。