1 工程简介

龙泉山污水厂位于广西壮族自治区柳州市东南角，设计规模为25×10⁴m³/d，采用A2/O辅以化学除磷工艺，剩余污泥采用两步脱水处理，生产流程如下：剩余污泥→集泥池→转鼓浓缩→均质池→离心脱水→泥饼处置。处理原理如下：含固率约0.5%的剩余污泥排放到集泥池后立即通过螺杆泵送至转鼓式机械浓缩机进行 步脱水，此时出泥含固率达到2%～4%；进入均质池后再通过螺杆泵送至离心式脱水机进行第二步脱水，此时出泥含固率达到20%以上，形成泥饼进行集中处置或综合利用。

脱水车间每天统计重要运行指标，如干污泥产量、耗药量等，总结形成生产基础数据，以便不断优化运行，实现节能降耗的目的。根据历年统计数据得知，2007、2008、2009年单位污泥耗药量分别为4.77、3.78、3.54kg/tDS，三年平均单位污泥耗药量为4.03kg/tDS。

2 节能降耗的初次探索

4.03kg/tDS的单位污泥耗药量属于正常范围，但在运营成本核算中，该药耗并不经济。在原有设备设施条件下，技术人员通过不断优化运行方式，逐渐探索到一条节能降耗的途径。

集泥池有效容积为900m³，可利用其对剩余污泥进行沉淀浓缩。以前一直是随时排泥随时处理，2011年1月-12月，改为每天提前若干小时排放剩余污泥至集泥池，先沉淀浓缩后再进入后续处理工艺，延长了污泥浓缩时间，使转鼓式机械浓缩机的进泥浓度很高，实现了减小进泥量和降低耗药量的目的。2011年单位污泥耗药量为3.04kg/tDS，较之前的4.03kg/tDS降低24.6%，节能降耗效果明显。

3 节能降耗的二次探索

虽然通过优化运行方式使单位污泥耗药量降低了24.6%，但在运行时发现集泥池满后，部分剩余污泥溢流回进水口，节能降耗效果并不理想，仍有探索空间。

集泥池原设计无法实现高效沉淀浓缩，进泥管安装于池底，管口流速达到1.44m/s，对池底造成剧烈冲刷，大部分污泥冲击对面池壁后上升并折向溢流管。当剩余污泥流量为400m³/h时，溢流口的堰负荷高达71L/(s·m)，远远超出设计规范，形成短流，污泥溢出。

若要实现更为理想的节能降耗目标，必须进一步强化集泥池的沉淀浓缩功能，可以在进水口形式、池型升级改造和清液溢流方式等方面进行探索。

（1）进水口形式

进水口的主要功能是使水流均匀，消除紊流及短流，避免冲刷污泥层或使污泥絮团破碎。该集泥池采用挡板式进水口，在进水断面上分布不均，主流有向上的分速度，对入口处的污泥沉淀效果造成影响，需要经过一定的流程后才能达到整流的作用。而穿孔花墙在进水口能很快形成整流状态，水平流速小，对沉淀污泥不产生冲刺。因此，将进水口改为穿孔花墙式。

（2）池型升级改造

当剩余污泥流量为400m³/h时，集泥池表面负荷为2m³/(m²·h)，超过活性污泥普通沉淀池的允许表面负荷1.5m³/(m²·h)，无法达到良好的沉淀效率。而升流式异向流斜板沉淀池的设计表面水力负荷是普通沉淀池的2倍，因此将集泥池升级改造为斜板沉淀池，允许表面负荷可达到3m³/(m²·h)，满足良好的沉淀条件。据文献报道，上海市闵行水厂采用斜板浓缩池获得高达1136kg/(m²·d)的固体通量。

（3）清液溢流方式

溢流口的原位置不佳和堰负荷太大，均不利于获得良好的沉淀效果，因此需要进行改造。实践证明，三角堰的出流效果较好，可将其安装在水平整流的末端，按东西方向布置溢流槽。集泥池升级改造为斜板沉淀池后，当剩余污泥流量为400m³/h时，堰负荷为1.39L/(s·m)，可实现良好的出流效果。

脱水车间于2012年3月进行了集泥池改造，将进水口做成穿孔花墙式，布置溢流三角堰，在0.7m深的水下按60°水平倾角安装长度为1.2m的斜板，池型升级为斜板沉淀浓缩池，增加池底坡度，并引入离心脱水的清液（含一定量的有机高分子絮凝剂）以增强剩余污泥沉淀浓缩性能，于2012年4月正式投入运行。

经检测，2012年4月-12月单位污泥耗药量为2.14kg/tDS，与2011年的3.04kg/tDS相比降低29.6%，而与4.03kg/tDS相比则降低46.9%，节能降耗效果相当显著。

4 经济分析

改造措施使污水厂药耗、人工和电耗成本大幅度降低，具体如下：

（1）降低药耗成本。每年干污泥产量约8400t，絮凝剂单价以33元/kg计，则每年污泥脱水絮凝剂一项就可节省约24.9万元。

（2）降低人工成本。每天处理干污泥约23t，需要排放剩余污泥约3800m³，集泥池改造后可承受400m³/h的水力负荷，总共耗时9.5h。根据池型升级后的沉淀浓缩功能以及污泥特性，可提前3h排放，其余6.5h与脱水车间生产同步进行。因此，脱水车间和污泥运输队每天只需开设一个班次，人工成本大幅降低。

（3）降低电耗成本。每天只开设一个班次，设备运转时间相应缩短8h，则螺杆泵、转鼓式机械浓缩机和离心式脱水机每天节约用电约3500kW·h，每年电费可节省约83.6万元。

5 结语

龙泉山污水厂污泥脱水车间采取以下措施进行改造，节能降耗效果显著。

（1）采用穿孔花墙式进水方式，使配水均匀，获得良好的全池整流状态，提高沉淀效率。

（2）采用溢流三角堰出水方式，降低堰负荷，避免形成短流。

（3）升级改造成斜板沉淀浓缩形式，获得更大的表面负荷和固体负荷，提高剩余污泥沉淀和浓缩效率。

（4）增加池底坡度，使浓缩污泥自行流动，在无动力状态下出泥顺畅而连续。

（5）将离心脱水的清液引入集泥池入口，循环利用清液中残留的有机高分子絮凝剂，可以改善污泥的浓缩性能，提高固体负荷，增大污泥浓缩的目标浓度。