1.0項目概論

化工園區污水處理廠設計規模為30000m3/d，該污水處理廠處理某化工園區內市政管網所接納的污水，市政管網接納的污水執行《污水排入城市下水道水質標準》（GB/T31962-2015）。因該污水處理廠受納水體的下游國控斷面COD指標要求較高，該污水處理廠的出水水質需滿足COD≤30mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TP≤0.3mg/L，其余相關指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準，主要進出水水質指標詳情如表1所示。

本項目污水處理的總體工藝流程包括預處理、生物處理、深度處理、消毒處理及污泥處理等五個工段。其中預處理包括粗格柵渠及提升泵站、細格柵及曝氣沉砂池、調節池、初沉池及配水井；生物處理包括A2/O生化池、污泥回流泵站及二沉池；深度處理包括絮凝沉淀池及濾池；消毒處理包括接觸消毒池及巴氏計量槽。本項目污泥系統主要處理來自初沉池、二沉池和絮凝沉淀池的剩余污泥及化學污泥。本項目進水主要為工業廢水，并且進水懸浮固體（SS）較高，所以本項目產生的化學污泥量較大。經過計算得出，本項目總絕干污泥量為22.28t/d，其中初沉污污泥自然干化，是污泥脫水中最經濟、最簡單的一種方法，但是污泥泥：絕干污泥量為7.20t/d，濕污泥量為360m3/d，污泥含水率為98%；剩余污泥：絕干污泥量為3.68t/d，濕污泥量為460m3/d，污泥含水率為99.2%；化學污泥：絕干污泥量為11.40t/d，濕污泥量為1140m3/d，污泥含水率為99%。污泥處理工藝流程包括四個處理或處置階段，即污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化。由于該污水處理廠規模不大，剩余污泥量少，并且進水懸浮固體（SS）較高，造成無機化學污泥量較大，有機物的分解率也較低，因此本項目不宜采用污泥消化處理工藝。同時，污泥消化處理設施建設費用及運行費用高，且工藝設備和工藝管線較多，管理難度大。綜上，本項目的污泥處理工藝采用污泥脫水的方式。

2.0污泥脫水工藝比選

污泥脫水一般可采用自然干化、機械脫水和污泥烘干等路線。

2.1污泥自然干化

自然干化對氣候要求較高，同時占地面積較大，還會散發大范圍的異味，滋生蚊蟲。因此，污泥干化場只適用于氣候干燥、用地面積較大、衛生要求較低的小型污水處理廠。

2.2污泥機械

脫水污泥機械脫水的設備很多，根據脫水原理不同可分為離心脫水機、帶式脫水機、板框壓濾機和疊螺脫水機四大類。污泥機械脫水與其他污泥脫水方式相比，其優點是脫水的效果好，占用廠區面積較小，脫水效率高，對環境衛生影響較小，但其投資較大，運行和維護費用較高。

2.3污泥烘干

污泥烘干需要消耗大量熱能，因此只有當污水處理廠有合適的熱源或者對污泥含水率要求較高時，才會考慮污泥烘干的脫水方式。由于本項目對廠內環境要求較高，不宜建設污泥干化場，因此本項目選擇污泥機械脫水設備對污泥進行處理。污泥脫水機有四種類型可以選擇：一是離心式脫水機；二是帶式濃縮脫水機；三是高壓隔膜板框壓濾機；四是疊螺脫水機。它們的技術比較如表2所示。離心脫水機一般用于處理較大的污泥量，而帶式濃縮脫水機泥餅含水率較高，疊螺脫水機藥品消耗較大，脫泥環境也較差。因此，本項目采用高壓隔膜板框壓濾機作為污泥脫水設備，高壓隔膜板框壓濾機脫水泥餅含水率低，處理效果穩定，脫水效率高。本項目采用的污泥處理工藝流程為：剩余污泥、化學污泥→污泥濃縮池→污泥均質池→污泥脫水機房→污泥外運處置。

3污泥脫水系統設計

本項目污泥脫水系統設計包括新建一座污泥濃縮池、一座污泥均質池、一間污泥脫水機房。

3.1污泥濃縮池

剩余污泥和化學污泥經兩根DN250mm的排泥管進入污泥濃縮池，一座污泥濃縮池分兩格，每格設一根進泥管，為避免各構筑物排泥沖突，廠區各構筑物排泥時需交替運行。污泥濃縮池設計尺寸為：一座分兩格，單格直徑D=15m，池深H=5.0m。池內設有兩臺污泥濃縮機，功率N=0.55kW。污泥濃縮池出泥通過重力排入污泥均質池。

3.2污泥均質池

污泥均質池在使用時配合板框壓濾機脫水工作，污泥均質池的有效容積應滿足板框壓濾機單批次進泥量。本項目污泥均質池設計尺寸為：一座分三格，單格長寬及池深均為5m。污泥均質池安裝中心攪拌器、液位計和氣動閥門，攪拌機功率N=7.5kW。污泥在污泥均質池中和藥劑充分混合絮凝，投加藥劑時間為當污泥均質池中液位達到一定高度便向其中投加藥劑，其中絮凝劑PAM通過螺桿泵投加，螺桿泵流量為5m3/h，混凝劑PAC通過氟塑料離心泵投加，離心泵流量為10m3/h。投加管路上裝有電磁流量計，控制加藥泵的停止。攪拌完成后，板框壓濾機開始工作進料，攪拌時間約為20min左右。

3.3污泥脫水機房

污泥脫水機房設計尺寸為：長為40.0m，寬為20.0m，高為10.8m。污泥脫水機房內放置三套過濾面積為400m2的高壓隔膜板框壓濾機及其他配套設備。濾板材質為聚丙烯，板框壓濾機循環周期3.5h，板框壓濾機在脫水過程中分為進料、壓榨、吹風。進泥時間2h，之后需要1.5h，工作流程如下。

進料：經過調理后的污泥通過六臺高低壓進泥泵進泥，低壓進泥泵（流量Q=100m3/h，壓力P=0.6MPa）先工作，低壓泵進泥完成后高壓泵（流量Q=30m3/h，壓力P=1.2MPa）開始工作。在污泥泵入板框壓濾機的過程中，隨著泥餅的逐漸形成，板框壓濾機內壓力逐漸增高，進料壓力達到1.2MPa后，需要恒壓進泥一段時間，系統中壓力通過壓力變送器控制。進泥之后進入壓榨狀態。在進料過程中，濾液從四個暗流孔排出，濾板間滲出的漏液被翻板接住，通過兩側的小槽排出。

壓榨：壓榨時壓榨泵（流量Q=8m3/h，壓力P=1.86MPa）啟動，將清水注入隔膜板的膜腔內，隨著膜腔逐漸充滿清水，將板框壓濾機內所形成的泥餅壓縮、變薄，泥餅內的水分進一步被擠出，恒壓壓榨一段時間，壓榨程序結束，排液閥門打開，膜腔內的清水自動回流到壓榨水箱內。

吹風：隨著壓榨的結束，反吹風自動閥門和回流閥門打開，氣罐內壓縮空氣從推板端迅速吹入板框壓濾機的中心進料孔，將其中的料漿吹回。

卸料：吹風結束后，翻板打開，油缸帶動推板退到最后端，拉板小車開始進行取拉板動作，將濾板逐塊拉開，腔室中形成的泥餅在拉取板時通過重力落下，泥餅通過皮帶機送至污泥堆棚。

4.0結語

本項目剩余污泥及化學污泥經排泥泵輸送進入污泥濃縮池進行濃縮，降低含水率后進入污泥均質池調理，再通過污泥進料泵將污泥送入高壓隔膜板框壓濾機系統，脫水后的污泥含水率可以達到低于60%，經輸送機送至污泥堆棚中短暫停留，由污泥車外運處置。本工藝路線技術成熟，經濟合理，既能滿足污泥外運處置的要求，又能降低污水處理廠的運營成本。本項目的污泥深度脫水系統設計對其他類似項目具有較大參考和借鑒的意義。

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