浅谈自来水厂污泥处理系统的运行管理

陈锦荣，张炳良，刘 哲，陈朝湘，吴婉华，陈妙玲，肖思怡

（广州市自来水公司，广东广州 510300）

南方某水厂建设规模为日供水量100万m3，生产排放水约占水厂供水量的3.2%，每日约有32 000 m3生产排放水，其中每天约有15 000 m3的洗池水（包括砂滤池和炭滤池的反冲洗水）和18 000 m3的排泥水（包括排泥车和反应池排泥水）需要进行处理，从运行数据及污泥系统处理能力分析，污泥处理系统基本满足该厂生产排放水的收集和处理。

1 污泥处理系统简介

污泥处理流程如图1所示。该水厂污泥系统主要由六个部分组成，分别为排水池、上清液集水池、排泥池、浓缩池、储泥池及脱水机房。排水池接收滤池反冲洗水（包括炭滤池及砂滤池）进行预沉，池内上清液将溢流入上清液集水池并通过潜水泵直接抽升返回前臭氧接触池，池底初沉污泥抽升至排泥池。上清液集水池主要收集排水池及浓缩池的上清液，通过潜水泵抽升返回前臭氧接触池进行回收利用。排泥池将收集沉淀池和反应池的排泥水及排水池底部的泥水，并通过潜水泵将混合泥水抽升至浓缩池。浓缩池通过斜管及PAM的作用进行泥水分离，上清液自流至上清液集水池进行回收，池底泥水通过螺杆泵抽升至储泥池。储泥池保证了脱水机进泥量和浓度的均衡。脱水系统实现泥、水分离，产生的分离液回收至浓缩池，余泥通过清洁公司外运出厂，一般运往砖厂或陶粒厂进行再利用。整个工艺流程中生产排放水全部回收利用，回收利用率达到99.8%。

图1 工艺流程图Fig.1 Process Flow Chart of Wastewater Treatment in Waterworks

脱水系统主要包括：卧螺离心机4台，型号分别为LW530×2270NY和 LW400×1750NY各 2台，处理量分别为 10～35 m3/h 和 4～15 m3/h，最高转速分别为2 500 r/min和3 200 r/min，工作转速建议选用 1 500～2 250 r/min 和 2 000～3 000 r/min；配药装置3套，加药泵4台，投加量分别为0.3～1.5 m3/h和 0.3～1.0 m3/h；污泥泵 4 台，流量分别为 10～35 m3/h和 4～15 m3/h；液压差速器 4 套，YC 系列；无轴螺旋输送机4台，输送能力为9 m3/h。

2 脱水系统卧螺离心机参数的选择

根据生产排放水情况，离心机每日需要处理约1 300 m3泥水，泥水的含固率一般为3%～4%，脱水后固相含固率为35%左右，液相基本澄清，合理调整离心机有关参数，如进料量Q，转鼓转速n，转鼓与螺旋的差转速△n，加药量等，以满足日常生产的处理要求[1]。

2.1 转鼓转速

随着转鼓转速的上升，分离因素上升，分离效果提高，处理能力加大，但离心机的振动、噪声也随之增加，使用寿命会有所下降[2]，一般在能满足分离要求的前提下，选用合适的转速是十分重要的，LW530型工作转速选用在1 700 r/min，LW400型工作转速选用在2 200 r/min。

2.2 进料量

进料流量减小，料液在转鼓内的轴向流速也减小，物料在机器内停留时间则加长，分离效果提高；进料流量大，轴向流速也增大，物料在机器内停留时间少，分离效果随之下降。根据生产要求每日需要处理约1 300 m3泥水，泥水的含固率一般为3%～4%，LW530 型进料量控制在 22 m3/h，LW400 型进料量控制在 10.2 m3/h，2台LW530型1台 LW400型离心机连续24 h运行。

2.3 转鼓与螺旋的差转速

差转速小，螺旋对流体扰动小，分离效果变好，固相沉渣在干燥区的停留时间延长，固相含水率降低，但固相排渣能力下降，易产生堵料；反之差转速大，螺旋对流体的扰动加大，分离效果变差，固相沉降在转鼓中停留时间较少，固相沉渣的含水率升高，但固相排渣能力增加[3]。差转速一般是根据进料的含固率大小来确定，含固率较大应选用较大的差速，含固率较小则选用较小的差转速，因此LW530差转速使用范围在3～5 r/min内，LW400使用范围在 5～6 r/min内，分离效果理想。

2.4 卧螺离心机PAM投加量

絮凝剂PAM按0.2%浓度配制后，由加药泵控制投加量，一般干泥药耗≤2～3 kg /t·d，根据离心机的进料量，LW530型离心机PAM投加量为1.1 m3/h，LW400型离心机PAM投加量为0.5 m3/h，PAM进入脱水主机与待处理污泥混合后，使小颗粒絮凝成大颗粒，有效提高泥水的分离效果[4]。因此卧螺离心机参数基本设置如表1所示。

在表1参数中提高离心机转速（如表2所示），发现LW530型提高转速后，扭矩和泥渣的含固率没有太大改变；而LW400型提高转速后，扭矩和泥渣含固率都有所升高，但是提高转速后两型号离心机振动开始变大，不利于设备的长期运行，因此LW530型选择最佳转速1 700 r/min，LW400型选择最佳转速 2 200 r/min。

3 回收水水质情况

通过不定时对浓缩池上清液、上清液集水池上清液、前臭氧接触池原水、出厂水的水质情况进行监测，经过污泥系统处理后的工艺流程回收水的水质基本正常，出厂水符合生活饮用水标准，结果如表3所示。

表1 离心机参数表Tab.1 Parameter of Centrifugal Hydroextractor

表2 测试的参数记录Tab.2 Test Results of Centrifugal Hydroextractor

表3 回收水水质情况表Tab.3 Recycle Water Quality(a)1,2次检测水质情况

4 高浊水时污泥处理系统管理

由于该水厂位于南方地区，夏季如遇上洪峰，河水浊度急剧上升，浓缩池负荷加大，上清液会出现浊度较高的现象。针对这种情况，在浓缩池配水池进水管处增加了PAM的投加点，加快淤泥沉降，提高泥水分离效率，并且在配水井处增加在线浊度仪，监测回收水的浊度情况，便于运行人员根据浊度及时调整混凝剂的投加量，确保水质。

该厂根据高浊水处理经验制定了污泥处理系统高浊水管理措施，具体如下：

(b)3,4次检测水质情况3项 目 浓缩池上清液集水池上清液4（已混合回收水） 出厂水 浓缩池上清液前臭原水浑浊度/NTU pH锰/（mg·L-1）总铁/（mg·L-1）铝/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亚硝酸盐氮/（mg·L-1）硝酸盐氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落总数/（CFU·mL-1）1.38 7.1＜0.05 0.43 0.023 0.03 0.009 2.2 1.8 6 800 10.50 7.2＜0.05 0.31 0.220 0.04 0.006 2.2 2.5 5 200 11.80 7.1＜0.05＜0.05 0.079 0.05 0.020 2.1 1.8 1 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出厂水0.09 7.2＜0.05＜0.05 0.036 0.02＜0.001 2.2 0.7 0 41.10 7.1＜0.05 0.74 0.022 0.05 0.015 1.8 0.8 1.5×105 43.60 7.2＜0.05 1.38 0.060 0.04 0.021 2.0 4.0 1.1×105 56.00 7.2＜0.05 2.08 0.082 0.03 0.145 2.1 2.7 9 600 0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.040＜0.02＜0.001 1.8 0.7 0(c)5,6次检测水质情况5项 目 浓缩池上清液集水池上清液6（已混合回收水） 出厂水 浓缩池上清液前臭原水浑浊度/NTU pH锰/（mg·L-1）总铁/（mg·L-1）铝/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）亚硝酸盐氮/（mg·L-1）硝酸盐氮/（mg·L-1）耗氧量/（mg·L-1）菌落总数/（CFU·mL-1）6.72 7.0 0.05 0.09 0.094 0.39 0.017 1.4 1.0 5 400 47.80 7.3 0.08 0.05 0.980 0.06 0.010 1.2 2.0 6 900 38.00 7.0＜0.05 0.64 0.111 0.06 0.006 0.9 1.7 2 600集水池上清液前臭原水（已混合回收水） 出厂水0.07 7.3＜0.05＜0.05 0.05＜0.02＜0.001 1.6 0.6 0 5.86 7.2＜0.05 0.19 0.064 0.17 0.015 1.4 1.4 1.2×105 59.10 7.8＜0.05 1.24 1.360＜0.02 0.010 1.5 2.2 8 600 99.60 7.3＜0.05 2.60 0.168 0.02＜0.001 1.4 3.1 760 0.05 7.3＜0.05＜0.05 0.048＜0.02＜0.001 1.5 0.7 0

（1）严密监测污泥系统浓缩池及上清液集水池的回用水水质情况，评估对生产的影响，及时调整工艺参数。

（2）当反应池快速排泥阀和沉淀池排泥车需要加强排泥时，应在加强排泥前手动开启污泥排泥池4台潜污泵，在加强排泥的过程中运行人员严格控制排泥池液位小于3.3 m，以防止泥水溢流。

（3）高浊水期间，为加快浓缩池内水体的泥水分离，应增加浓缩池进水管PAM的投加量。原水浊度在300 NTU左右时，PAM投加量控制在1.0 mg/L；原水浊度在500 NTU左右时，PAM投加量控制在1.5 mg/L。

PAM 瞬时投加体积（L /h）=

PAM 投加量（mg/L）×日平均排泥水量（dam3）÷24 h÷聚丙配制浓度

例如，聚丙投加量为1.0 mg/L，日平均排泥水量为18 dam3，PAM配制浓度2‰，则

PAM 瞬时投加体积=1.0×18÷24÷0.002=375 L /h。

当原水浊度大于100 NTU时，将排水池池底立式排污泵运行程序由平时每台泵每2小时运行20 min调整为每小时运行20 min，确保排水池运行正常。

（4）高浊水期间，运行人员应保持脱水机房4台脱水机24 h连续运行，且调节4台脱水机的处理泥水量为最大量，由于泥水含固率升高，应升高脱水机液压，降低离心机转速，使差转速升高，控制脱水机扭矩小于70 N·m，防止脱水机堵料。

（5）在高浊水期间，污泥系统高负荷运行，应加强污泥系统巡查，及时发现设备故障和隐患。

5 结论

污泥处理系统离心机参数选定后基本能满足生产排放水的日常处理要求，根据处理要求寻找离心机的最佳参数，使设备可以连续稳定运行，降低故障率，确保泥渣含固率维持在30%～35%左右，回收水的水质基本正常。通过一系列的应对措施，确保污泥处理系统能正常运行，达到预期处理效果。生产排放水的回收利用可以缓解水资源紧缺的矛盾，降低水厂远距离取水的取水成本，避免生产排放水直接排入江河污染水体，淤积抬高河床。通过不断完善自来水厂生产排放水的回收处理技术，既节约输水电耗，又可以有效改善我们的水环境。

［1］薛红梅.污泥离心脱水机的运行经验 [J].中国给水排水,2009,25(6):90-92.

［2］徐红海,秦虎.简述卧螺离心机的结构设计与处理能力的关系[J].黑龙江科技信息,2008(28):2.

［3］冯海军,刘晓亮,徐淼.钢厂污泥处理系统中离心脱水机的调试研究[J].中国给水排水,2013,29(13):79-82.

［4］李欣,蔡伟民.污泥调理剂与有机高分子絮凝剂联合作用对污泥脱水性能影响的研究[J].净水技术,2009,28(3):40-44.