高壓隔膜壓濾機(jī)污泥脫水運(yùn)行分析及優(yōu)化

趙月來，梅慶新，賈玉柱，陳文娟，李良杰(光大水務(wù)(濟(jì)南)有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

0 引言

某公司多個分廠均采用高壓隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，在實際運(yùn)行中，影響脫水泥餅含水率的因素較多，比如污泥性質(zhì)、污泥調(diào)理和壓濾機(jī)運(yùn)行參數(shù)等[1-2]，同時存在MBR系統(tǒng)剩余污泥脫水困難和冬季污泥脫水效果偏低的問題[3]，因此，需要對高壓隔膜壓濾機(jī)污泥脫水運(yùn)行情況進(jìn)行分析，采取有效措施解決存在的問題并持續(xù)優(yōu)化運(yùn)行。

1 研究結(jié)果與討論

1.1 污泥脫水運(yùn)行情況分析

文章僅對該公司A、D兩分廠的工藝運(yùn)行狀況進(jìn)行對比分析，并提出有效解決措施持續(xù)優(yōu)化運(yùn)行。

1.1.1 A廠

A廠污泥脫水采用混合進(jìn)泥方式，新老系統(tǒng)的污泥先混合后再進(jìn)行調(diào)理和脫水。

(1)污泥特性及藥耗

污泥有機(jī)份和噸干泥PAM用量、噸干泥鐵鹽用量的逐月變化情況如圖1、圖2所示。

圖1 A廠污泥有機(jī)份和噸干泥PAM用量變化情況

圖2 A廠污泥有機(jī)份和噸干泥鐵鹽用量變化情況

可以看出，在冬季及春季(2018年12月至2019年4月)污泥有機(jī)份相對較高，其他時間有機(jī)份相對降低。在高壓隔膜壓濾機(jī)運(yùn)行初期(2018年7—11月)，由于在藥劑投加處于摸索期，噸干泥藥耗變化較大。在隨后的運(yùn)行過程中，噸干泥PAM和鐵鹽用量隨時間變化存在一定波動，但與污泥有機(jī)份無明顯關(guān)系。

(2)壓濾參數(shù)

如表1所示，低壓恒壓時間因污泥脫水難易程度而有一定的波動，一般在65～80 min。高壓恒壓時間相對較為穩(wěn)定，基本保持在80 min。壓榨時間也較為恒定，基本保持在40～45 min。

表1 A廠2018年7月至2019年10月壓濾機(jī)主要工作參數(shù)統(tǒng)計

1.1.2 D廠

(1)污泥特性及藥耗

如圖3、圖4所示，D分廠在冬季及春季污泥有機(jī)份相對較高，其他時間污泥有機(jī)份相對較低。噸干泥PAM和鐵鹽用量隨時間變化存在一定波動，與污泥有機(jī)份不相關(guān)。

圖3 D廠污泥有機(jī)份和噸干泥PAM用量變化情況

圖4 D廠污泥有機(jī)份和噸干泥鐵鹽用量變化情況

(2)壓濾參數(shù)

①進(jìn)料時間及壓力

低壓進(jìn)料：進(jìn)料時間約為2 000～3 000 s。低壓進(jìn)料設(shè)計壓力為0.6 MPa，當(dāng)壓力到達(dá)0.6 MPa時，低壓進(jìn)料泵降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而降低進(jìn)料量，將壓力保持在其設(shè)定壓力值。

由于每一批次調(diào)理池中污泥濃度與藥劑投加量存在少許差異，故低壓進(jìn)料時間也存在差異。

高壓進(jìn)料：進(jìn)料時間約為3 000～4 000 s。高壓進(jìn)料設(shè)計壓力為1.2 MPa，當(dāng)壓力到達(dá)1.2 MPa時，高壓進(jìn)料泵降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而降低進(jìn)料量，將壓力保持在其設(shè)定壓力值。

②壓榨時間及壓力

壓榨分為一段壓榨與二段壓榨兩部分。一段壓榨設(shè)計壓力為1.2 MPa，設(shè)定時間為1 200 s。二段壓榨設(shè)定壓力為1.5 MPa，設(shè)定約時間為1 800 s。

1.2 污泥脫水運(yùn)行優(yōu)化

1.2.1 A廠

(1)進(jìn)泥比例

冬季新老系統(tǒng)按照3:1比例進(jìn)泥，天氣轉(zhuǎn)暖后，按2:1或生物池污泥濃度進(jìn)行調(diào)整。

(2)污泥調(diào)理藥劑用量

①根據(jù)進(jìn)泥含固率和有機(jī)份變化及時調(diào)整

A廠夏季(6～9月)污泥沉降比低，剩余污泥重力脫水較好，所以板框機(jī)進(jìn)泥含固率在3%～4%左右，個別時間超過4%，但污泥中有機(jī)份含量較低，PAM投加量可適當(dāng)降低，鐵鹽投加量提高。

其他月份污泥沉降比升高，進(jìn)泥含固率降低，在2%～3%之間，污泥有機(jī)份含量較高，PAM投加量適當(dāng)提高，鐵鹽投加量降低。

②根據(jù)泥餅含水率變化及時調(diào)整。

除污泥性質(zhì)對板框加藥量產(chǎn)生影響外，還有一些其他因素，如濾布堵塞情況等。污泥調(diào)理藥劑用量調(diào)整，主要是根據(jù)進(jìn)泥含固率及有機(jī)份進(jìn)行調(diào)整，同時也結(jié)合泥餅含水率進(jìn)行微調(diào)。

(3)污泥調(diào)理時間

試驗發(fā)現(xiàn)，夏季(有機(jī)份含量55%)控制攪拌時間約15 min最佳，冬季污泥有機(jī)份含量增加(有機(jī)份含量60%以上)，為保證泥藥徹底混合，延長攪拌時間為20 min。

(4)濾布選型

A廠板框機(jī)廠家提供的濾布有三種，單絲、單復(fù)絲和復(fù)絲，板框機(jī)原配濾布是單復(fù)絲，夏季運(yùn)行情況良好，最高進(jìn)泥量達(dá)到130 m3。進(jìn)入2018年冬季后，由于個別板框機(jī)濾布堵塞嚴(yán)重，及時更換了5套新濾布(2套丙綸單復(fù)絲，2套錦綸單絲，1套復(fù)絲濾布)。

單絲板框機(jī)進(jìn)泥量和效果要高于復(fù)絲和單復(fù)絲，大概每板能多進(jìn)10～15立方的泥，但含水率偏高。

(5)壓濾參數(shù)

①進(jìn)料時間

低壓進(jìn)料：夏季調(diào)試期間70 min，冬季由于脫水性能變差，容易出現(xiàn)恒壓壓力較短時間內(nèi)超過6 kPa直接轉(zhuǎn)高壓情況，因此進(jìn)料時間定為100 min，在不超過恒壓上限值的情況下，盡可能多進(jìn)泥。

高壓進(jìn)料：控制在80 min。

②壓榨時間

控制在45 min。在冬季，進(jìn)泥量超過60 m3時，如果壓榨過程壓力值降低較快，能在較短時間內(nèi)從14 kPa降至10 kPa以下(說明壓榨效果良好，存在較多的壓榨空間)，可適當(dāng)延長壓榨時間，如60 min，使壓榨進(jìn)行充分，泥餅含水率降低。

1.2.2 D廠

(1)濃縮池運(yùn)行

運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，如停機(jī)時間過長或剩余泵開啟時間較長，污泥在濃縮池中停留時間過長，會導(dǎo)致進(jìn)泥與泥餅均發(fā)黑且伴有明顯臭味，同時會明顯降低板框進(jìn)泥量，產(chǎn)出的泥餅含水率也會有升高趨勢。實際運(yùn)行中可采用倒換濃縮池的方式，將現(xiàn)用濃縮池抽空并沖洗。

(2)污泥調(diào)理藥劑

如圖5所示，在有機(jī)份含量相對較高的情況下，進(jìn)行了調(diào)質(zhì)藥劑的小試實驗。實驗發(fā)現(xiàn)，有機(jī)份占比在0.63左右時，加入相同量的調(diào)質(zhì)藥劑(鐵鹽、鋁鹽)，鐵鹽調(diào)質(zhì)后的污泥粘性較鋁鹽的粘性大，且有明顯的分層。

圖5 D廠調(diào)質(zhì)藥劑實驗(左側(cè)燒杯投加鋁鹽，右側(cè)燒杯投加鐵鹽)

在小試試驗基礎(chǔ)上，D廠進(jìn)行調(diào)質(zhì)藥劑加藥量的上機(jī)實驗，最終得出結(jié)論，在絮凝劑投加量不變，調(diào)質(zhì)藥劑投加量翻倍的基礎(chǔ)上，冬季泥餅含水率滿足穩(wěn)定達(dá)標(biāo)要求，且粘濾布情況明顯緩解，進(jìn)泥量增加30%左右。

5月份開始，隨著氣溫的升高，泥質(zhì)(有機(jī)份占比由0.65左右逐漸降至0.53左右)逐漸發(fā)生變化，進(jìn)料量相對穩(wěn)定。聚合氯化鋁鐵的有效成分為10%左右，三氯化鐵的有效成分為30%左右，進(jìn)行了兩種藥劑的試驗：

三氯化鐵從原來的投加時間600 d，提高到700 d使藥劑和污泥混合充分，進(jìn)泥量由原來27 m3降低到23 m3，且泥餅含水率較高，出現(xiàn)“粘濾布”現(xiàn)象。將投加量降低到500 s后，泥餅成型比600 s投加量較好，但含水率高，泥餅松散。投加量降低到350 s，進(jìn)泥量有所提高在30 m3左右，且泥餅成型率較好，泥餅較好.同時調(diào)整PAM配置量由原來千分之一，調(diào)千分之二后，進(jìn)泥量與泥餅未見明顯改善。

更換聚合氯化鋁鐵后，在同調(diào)理池進(jìn)泥、藥劑投加為450 s情況下，1號機(jī)進(jìn)泥量為28 m3左右，2號機(jī)進(jìn)泥量為25 m3左右，運(yùn)行相對平穩(wěn)，泥餅含水率比較前期有明顯好轉(zhuǎn)。逐步降低調(diào)質(zhì)藥劑用量，最終在調(diào)質(zhì)藥劑的噸干泥藥耗穩(wěn)定在400 kg/t DS左右時，泥餅含水率相對穩(wěn)定。

(3)壓濾參數(shù)

①進(jìn)料時間及壓力

低壓進(jìn)料：為保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，低壓進(jìn)料時間隨進(jìn)料壓力與進(jìn)料流量而調(diào)整進(jìn)料時間，即當(dāng)?shù)蛪哼M(jìn)料流量低于10 m3/h時，就可以調(diào)整進(jìn)料時間，使其進(jìn)入高壓進(jìn)料程序。

高壓進(jìn)料：為保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低電耗與藥耗，當(dāng)高壓進(jìn)料流量低于4 m3/h時，就可以調(diào)整進(jìn)料時間進(jìn)入壓榨程序。

②壓榨時間及壓力

通過壓榨壓力與進(jìn)料壓力差值來預(yù)估泥餅含水率，當(dāng)壓榨壓力與進(jìn)料壓力差值達(dá)到0.8 MPa以下時，泥餅含水率基本在60%左右，可以隨數(shù)據(jù)與經(jīng)驗來調(diào)整二段壓榨時間。

2 結(jié)語

(1)文章對某公司兩分廠高壓隔膜壓濾機(jī)污泥脫水運(yùn)行情況進(jìn)行分析及優(yōu)化，解決了污泥脫水過程中存在的難題?？捎行е笇?dǎo)工藝運(yùn)行調(diào)控，確保污泥脫水系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，滿足污泥脫水處理要求，運(yùn)營效益達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

(2)文章總結(jié)的部分運(yùn)行經(jīng)驗，可為后續(xù)新建項目采用該系統(tǒng)在前期設(shè)計和后期運(yùn)行等方面提供經(jīng)驗借鑒。