
在污水处理中,污泥作为一种沉淀物质,由于含有许多有害成分(如寄生虫等),一旦处理不当,将会引起二次污染。因此,为了避免此类问题的发生,人们需要对污泥进行浓缩脱水处理,以实现污泥的资源化、无害化目标。本文着重探讨了污水处理厂污泥浓缩脱水工艺设计方案。
1 污水处理厂概况
某污水处理厂工程建设规模5万m³/d,其污水采用浓缩脱水处理方式,污水管全长56.550km,管径为DN300~DN2000。污水来源于生活污水、商业污水等,其设计进水量为COD(化学需氧量)400mg/L,出水量为40mg/L,经浓缩脱水处理后,达到 一级A排放标准。
2 污泥处理的目标
污泥处理工艺经济性好,处理效率高,风险小,且能够避免二次污染,故在污水处理厂污水处理中得到了广泛的应用。污泥处理的核心在于提升脱水效率,节省投资,减少环境污染,以实现污泥的资源化、无害化目标。
3 污泥处置方案的选择
目前,在污水处理厂中,污泥处置的技术主要包括以下几种:污泥堆肥、污泥焚烧和污泥填埋等。
污泥堆肥技术具有处理效率高、经济性好等优点,但是处理量较大,加上污泥成分复杂,导致污水处理后的指标不能满足要求。可见,此处理方法具有一定的风险。
在污水处理时,采用污泥焚烧方式,可以节省占地面积,实现污泥无害化目标,但处理投资费用较高,处理难度大,难以取得良好的处理效果,故在国内污水处理中应用较少。
污泥填埋在我国污水处理中得到了广泛应用,因为其具有操作方便、运行成本低、处理效率高等优点。由于污泥数量较大,其将会占用大量填埋空间。但是,综合考虑经济性和实际应用效果,本工程污泥处置方案决定采用卫生填埋方式。
4 污泥处理工艺的选用
4.1 污泥处理方案的比选
在污水厂污泥处理过程中,本工程选用了污泥浓缩脱水处理方案,此处理方案主要有二种。方案一:污泥-浓缩池-储泥池-污泥脱水-外运。方案二:污泥-储泥池-机械浓缩、脱水-外运。
项目 | 重力浓缩、机械脱水方案 | 机械浓缩脱水方案 |
构筑物数量 | 污泥浓缩池、储泥池 | 储泥池、脱水车间 |
主要设备 | 浓缩机、脱水机 | 搅拌机、浓缩脱水机 |
装机功率 | 小 | 大 |
絮凝剂用量 | 3.5kg/T·DS | 3.0~5.0kg/T·DS |
总土建费用 | 大 | 小 |
总造价 | 大 | 小 |
优点 | 装机功率较小、絮凝剂用量较小 | 占地省、造价低、全封闭式、避免发生污泥厌气放磷现象 |
缺点 | 占地大、造价高、对环境影响大 | 装机功率大、絮凝剂用量多 |
通过对以上两个方案进行对比分析,考虑到本工程采用了生物除磷处理方式,为了预防在厌氧条件下活性污泥出现重复放磷的现象,避免构筑物内污泥停留时间过长,故决定选用方案二作为污泥浓缩脱水处理方案,即采用污泥机械浓缩脱水方案。
4.2 污泥机械浓缩脱水机的比选
目前,污泥浓缩脱水一体机和分体机在污泥处理中应用较多,通过对污泥浓缩脱水一体机和分体机进行比较,其参数对比效果如下表所示:
项目 | 污泥浓缩脱水一体机 | 污泥浓缩脱水分体机 |
适用场合 | 浓缩和脱水处理之间无其他污泥处理工程 | 浓缩和脱水处理之间有其他污泥处理工程 |
设备台套数 | 较少 | 较多 |
设备费用 | 较少 | 较多 |
浓缩脱水设备匹配件 | 较好 | 一般 |
浓缩脱水车间土建尺寸 | 较小 | 较大 |
土建投资 | 小 | 较小 |
从上表可以看出,污泥浓缩脱水一体机和分体机均作为主体处理工艺,两者的应用场合不同。根据设备特点分析,两者之间的处理效果相差较大,没有可比性,其中污泥浓缩脱水一体机优势较为明显。
在污泥机械浓缩脱水处理时,其处理方式主要包括带式浓缩脱水一体机和离心浓缩脱水一体机两种。
4.2.1 带式浓缩脱水一体机
这类设备具有一定的价格优势,在我国污泥处理及运用上较为成熟,同时能够节省电耗,但也存在占地面积较大、操作性不高等问题。
4.2.2 离心浓缩脱水一体机
此类机械能够满足连续运行要求,具有操作方便、药剂使用量较小等优点,但设备价格高,电力能耗较大。结合本项目的运行特点,带式浓缩脱水一体机的应用不仅可以减少能源消耗,降低建设成本,而且能够满足泥饼含水率要求,故决定采用带式浓缩脱水一体机作为污泥机械浓缩脱水机。
5 污泥处理厂建筑物设计
在本污泥处理厂的污泥处理中,采用“污泥机械浓缩脱水+带式浓缩脱水一体化机+污泥填埋”的处理工艺,在污泥处理厂构筑物设计过程中,为了满足污水处理远期建设要求,需要对储泥池、冲洗水池和浓缩脱水机房等建筑物进行设计,并对土建规模和设备配置进行优化。
5.1 储泥池
储泥池作为污泥机械浓缩脱水前进行污泥储存的一种缓冲池。在储泥池设计时,应采用封闭式设计方式,以预防受到臭气的污染。对于本污水处理厂来说,其储泥池设计规模应设计达到2万m³/d,体积达到40m³/d。
5.2 冲洗水池
对于冲洗水池,其池体设计的长、宽、高分别为2.00m、3.50m和3.30m,同时要充分考虑消毒后尾水的储存功能设置,且配备一台冲洗污泥的压滤机。建筑物采用钢筋砼结构。
5.3 浓缩脱水机房
储泥池内污泥经污泥泵进入污泥浓缩脱水设备,再经脱水而得到泥饼,然后利用输送机将泥饼进入污泥棚,将它进行外运,并进行填埋处置。在设计脱水机房时,应考虑远期的使用要求,一般需要一次性建设完成,且采用分期安装的方式,机房设计的长、宽、高分别为9.0m、24.0m和9.0m,建筑物采用框架结构。其设计参数如下:剩余污泥量1.08kgDS/d,泥饼含水率75%~85%,体积135m³/d。一般将脱水机房的臭气引至室外,再进入生物滤池进行除臭处理。
6 结语
在污水处理过程中,污水处理厂应结合污水的实际情况合理选择污泥处置工艺。人们可以采用污泥填埋处理方法,从而显著提升污水处理效率,节省建设成本。另外,可以选用带式浓缩脱水一体机,其脱水效果较为明显,可以减少环境污染,达到污泥脱水处理的目的。