污水處理廠污泥系統(tǒng)設(shè)備問(wèn)題及優(yōu)化

韋詳海

（廣西綠城水務(wù)股份有限公司，廣西 南寧 530029）

0 引言

城市污水處理廠廣泛運(yùn)用活性污泥處理污水，污泥的培養(yǎng)、過(guò)程管控、剩余污泥的處理都會(huì)直接影響整個(gè)污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行?；钚晕勰嘣谔幚矸纸馕鬯^(guò)程中，不斷新陳代謝，濃度不斷增高，當(dāng)污泥出泥不及時(shí)，濃度達(dá)到一定程度后會(huì)使系統(tǒng)污泥泵等設(shè)備超載運(yùn)行，故障頻繁，嚴(yán)重則整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，這就需要對(duì)污泥處理系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行分析，依據(jù)分析結(jié)果，做好相應(yīng)改進(jìn)工作[1]。

1 污泥處理系統(tǒng)優(yōu)化的意義

對(duì)于污水處理廠來(lái)說(shuō)，污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行相比凈水工藝復(fù)雜得多，對(duì)設(shè)備性能要求也比較高，污泥處理系統(tǒng)優(yōu)化的意義主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）通過(guò)對(duì)污水處理廠系統(tǒng)內(nèi)污泥有效控制，減少系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行負(fù)載，使系統(tǒng)運(yùn)行最佳，可以大幅度減少水中污染物，提高出水水質(zhì)，改善河流生態(tài)環(huán)境[1]。

（2）污泥處理系統(tǒng)涉及很多設(shè)備設(shè)施，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，減少設(shè)備運(yùn)行故障率，提高污泥處理效率，降低污水處理廠運(yùn)行維護(hù)成本。

2 污水處理廠概況

某污水處理廠采取A2/O 工藝和MSBR 工藝處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，污泥處理系統(tǒng)：剩余污泥泵——儲(chǔ)泥池——濃縮機(jī)——調(diào)質(zhì)池——脫水機(jī)。隨著城市不斷發(fā)展，市政管網(wǎng)的不斷完善，該污水處理廠處理水量日益增加，處理污泥量也隨著不斷增多，在污水及污泥處理中出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多，剩余污泥泵系統(tǒng)問(wèn)題、脫水機(jī)出泥問(wèn)題凸顯，體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面[2]。

（1）該污水處理廠三期剩余污泥泵經(jīng)常出現(xiàn)故障，其中體現(xiàn)為：停機(jī)1d 再啟動(dòng)，出現(xiàn)超載故障，重啟幾次后能正常運(yùn)行；如停機(jī)兩天，基本不能運(yùn)行。污泥回流井工藝如圖1 所示[3]。

圖1 污泥回流井

（2）脫水機(jī)是污水處理廠污泥處理中終端處理設(shè)備，其運(yùn)行是否穩(wěn)定直接影響整個(gè)污泥系統(tǒng)處理效率，進(jìn)而影響整個(gè)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。該污水處理廠新的污泥處理脫水系統(tǒng)采用5 臺(tái)板框脫水機(jī)，系統(tǒng)比較龐大，涉及污泥泵、閥門、脫水機(jī)等設(shè)備比較多，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行，進(jìn)泥和出泥經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題[4]。

3 污泥處理系統(tǒng)設(shè)備常見問(wèn)題分析與優(yōu)化

3.1 剩余污泥泵常見問(wèn)題分析與優(yōu)化

3.1.1 剩余污泥泵常見問(wèn)題分析

該工藝的污泥回流泵井池底標(biāo)高67.75，池頂面標(biāo)高77.55，常水位74.2，選型剩余污泥泵參數(shù)：Q=120m3/h，H=16m，N=15kW，采用變頻調(diào)速，剩余污泥泵出水管止回閥采用旋啟式止回閥，污泥儲(chǔ)泥池頂標(biāo)高約78。該污泥回流泵井是沉淀池沉淀后回流污泥集中回流到生物池，回流污泥泵、剩余污泥泵集中安裝在這個(gè)井內(nèi)，便于設(shè)備統(tǒng)一運(yùn)行管理。剩余污泥泵因夜間污泥脫水機(jī)停止運(yùn)行，為避免儲(chǔ)泥池溢流和沉積過(guò)量污泥，同時(shí)為減少能耗，相應(yīng)剩余污泥泵也停止運(yùn)行，停止時(shí)間超過(guò)10h。

剩余污泥泵和止回閥選型、揚(yáng)程型號(hào)都滿足要求，但調(diào)試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)剩余污泥泵經(jīng)常出現(xiàn)超載故障，故障時(shí)對(duì)止回閥、主管道進(jìn)行拆除清理，發(fā)現(xiàn)止回閥拆除檢修蓋后，止回閥出水端污泥濃度很高，幾乎沒有水分；清理后端污泥后啟動(dòng)剩余污泥泵，起始污泥濃度非常高，即使輔助提起止回閥閥瓣，污泥也很難通過(guò)止回閥。為排查止回閥問(wèn)題，從污水處理廠內(nèi)其他工藝剩余污泥系統(tǒng)更換止回閥，發(fā)現(xiàn)超載故障問(wèn)題依然存在，拆除止回閥檢修蓋，同樣出現(xiàn)類似問(wèn)題。經(jīng)過(guò)以上拆除檢修，以及水力學(xué)和系統(tǒng)污泥運(yùn)行情況分析，有以下3 點(diǎn)因素[5]。

（1）剩余污泥泵設(shè)置不合理。污泥回流井是沉淀池沉淀后回流污泥，沉淀池在生產(chǎn)過(guò)程中往往要加入絮凝劑，這些絮凝劑跟隨污泥回流到污泥回流井內(nèi)，污泥回流泵常開狀態(tài)，使污泥水進(jìn)入回流井后水力流向污泥回流泵內(nèi)，處在剩余污泥泵位置就形成死區(qū)，污泥迅速沉淀。另外從污水管網(wǎng)帶進(jìn)很多無(wú)機(jī)污泥進(jìn)入污水處理廠，經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀后集中回到回流污泥井內(nèi)，同樣在這個(gè)死區(qū)內(nèi)沉淀，如果剩余污泥泵停止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沉積的污泥過(guò)多，底層污泥容易板結(jié)，污泥流動(dòng)性差，剩余污泥泵很難將粘稠污泥抽上來(lái)。這就是拆除止回閥后發(fā)現(xiàn)起始抽上的污泥濃度非常高的原因。

（2）剩余污泥管設(shè)置不合理。該工藝剩余污泥管安裝成∩型，止回閥安裝在高點(diǎn)，剩余污泥泵停機(jī)后，止回閥閉合時(shí)因污泥帶有雜質(zhì)，閥瓣很難完全止住污水回流，停機(jī)后，污泥管∩頂處止回閥出水端的污水往低處流，或者低處污泥管局部滲漏污水，也會(huì)使高處污水往低處流，造成止回閥出水端管內(nèi)污泥脫水結(jié)板頂住了止回閥閥瓣，剩余污泥泵停機(jī)較久后啟動(dòng)起始污泥濃度很高，污泥上升動(dòng)力很小，很難頂開被污泥黏住的止回閥閥瓣，造成電機(jī)超載故障。

（3）剩余污泥泵運(yùn)行管理不合理。污水處理廠比較注重運(yùn)行能耗控制，降低運(yùn)行成本。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一般儲(chǔ)泥池要存有一定污泥確保污泥輸送泵不干抽，一般污泥脫水機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，才會(huì)啟動(dòng)剩余污泥泵，如果脫水機(jī)不運(yùn)行，剩余污泥泵一直運(yùn)行，會(huì)使儲(chǔ)泥池溢流，污泥又回到進(jìn)水泵房泵抽進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，加大了能耗，所以當(dāng)儲(chǔ)泥池達(dá)到高液位后基本就停止剩余污泥泵了。如果系統(tǒng)污泥濃度偏低，基本就不出泥了，如此剩余污泥泵停機(jī)時(shí)間就很長(zhǎng)，綜上第1 點(diǎn)、第2 點(diǎn)因素影響，剩余污泥泵就基本無(wú)法運(yùn)行。

3.1.2 該工藝剩余污泥泵問(wèn)題改進(jìn)優(yōu)化

剩余污泥泵雖然不像濃縮機(jī)、脫水機(jī)設(shè)備那么復(fù)雜，但卻是污泥處理系統(tǒng)的進(jìn)泥前端，運(yùn)行是否穩(wěn)定也是直接影響后端系統(tǒng)運(yùn)行效率，所以對(duì)剩余污泥泵的優(yōu)化很有必要，改進(jìn)該工藝剩余污泥泵存在問(wèn)題有以下3 點(diǎn)建議[6]：

（1）避免剩余污泥泵區(qū)域出現(xiàn)死區(qū)沉積太多污泥。通過(guò)觀測(cè)和對(duì)比現(xiàn)有比較穩(wěn)定的剩余污泥泵系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)這些剩余污泥泵區(qū)域的污水是有流動(dòng)性，或有間斷攪拌作用，使得污泥不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)沉積。解決該工藝剩余污泥泵位置出現(xiàn)死區(qū)沉積問(wèn)題，可以在該工藝剩余污泥泵區(qū)域增加潛水?dāng)嚢铏C(jī)或其他水力推進(jìn)措施，保持污泥具有很好流動(dòng)性。雖然理論是希望將比較濃的污泥抽出系統(tǒng)，但往往控制不好就會(huì)出現(xiàn)故障，對(duì)比系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)分析，還是有必要進(jìn)行改進(jìn)。

（2）避免止回閥出水端污泥脫水板結(jié)。解決該工藝剩余污泥泵出泥管問(wèn)題主要兩點(diǎn)措施，一個(gè)是止回閥出水端增加沖洗措施，另一個(gè)是降低出泥管至常水位以下。增加沖洗管對(duì)于現(xiàn)狀生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但實(shí)際效果不理想，因?yàn)楹茈y沖洗掉止回閥空室位置的污泥。降低出泥管至常水位以下，該措施一勞永逸，但對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，降低出泥管存在一定難度，因?yàn)? 臺(tái)剩余污泥泵是單獨(dú)出泥管和止回閥才到出泥總管，需要調(diào)整工程量還是比較大。對(duì)于新建工藝，建議調(diào)整出泥管至常水位以下；對(duì)于已生產(chǎn)系統(tǒng)，使用管理單位綜合評(píng)估采取何種方式。

（3）加強(qiáng)運(yùn)行管理，避免停機(jī)過(guò)長(zhǎng)。該工藝污泥回流井剩余污泥泵位置問(wèn)題，就不能按照其他剩余污泥泵系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間來(lái)管理。比如上班時(shí)間8 點(diǎn)鐘開機(jī)、下班時(shí)間18 點(diǎn)鐘停機(jī)，從18 點(diǎn)停機(jī)到早上8 點(diǎn)開機(jī)，足足停機(jī)了13h，對(duì)于其他系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這期間的污泥在不斷流動(dòng)或間隔攪拌，不會(huì)出現(xiàn)死區(qū)沉積，而對(duì)于該工藝來(lái)說(shuō)，13h 沉淀污泥的流動(dòng)性已經(jīng)達(dá)不到污泥泵進(jìn)污泥濃度要求，如果污泥中含有較多無(wú)機(jī)雜質(zhì)，板結(jié)效果更明顯；如果系統(tǒng)污泥量偏少，出泥時(shí)間間隔長(zhǎng)，停機(jī)時(shí)間就更長(zhǎng)，剩余污泥泵再次啟動(dòng)就比較困難。因此，合理安排生產(chǎn)時(shí)間，避免停機(jī)過(guò)長(zhǎng)，保持該區(qū)域的污泥有較好的流動(dòng)性。

3.2 脫水機(jī)出泥常見問(wèn)題分析及優(yōu)化

3.2.1 脫水機(jī)進(jìn)泥和出泥常見問(wèn)題分析

該污泥脫水系統(tǒng)5 臺(tái)脫水機(jī)進(jìn)泥設(shè)置不合理：每臺(tái)脫水機(jī)都是獨(dú)立的一套自控系統(tǒng)，單獨(dú)設(shè)置進(jìn)泥泵控制，每臺(tái)進(jìn)泥泵出泥管都沒有聯(lián)通管，如果進(jìn)泥泵出現(xiàn)故障，對(duì)應(yīng)的脫水機(jī)就運(yùn)行不了，如果1#進(jìn)泥泵故障、2#脫水機(jī)故障，那就是兩套脫水機(jī)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，大大降低了運(yùn)行效率[7]。這5 臺(tái)脫水機(jī)出泥系統(tǒng)也不合理：其中有2 臺(tái)脫水機(jī)出泥匯總到一臺(tái)皮帶輸送機(jī)、另外3 臺(tái)出泥到另外一臺(tái)皮帶輸送機(jī)，通過(guò)皮帶輸送機(jī)分別送到兩臺(tái)泥餅破碎機(jī)，然后裝車。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程就發(fā)現(xiàn)，破碎機(jī)不正常后影響皮帶輸送機(jī)運(yùn)行，皮帶輸送機(jī)不正常，直接影響一組2 臺(tái)或一組3 臺(tái)的脫水機(jī)運(yùn)行，嚴(yán)重5 臺(tái)都無(wú)法正常出泥。皮帶輸送機(jī)保養(yǎng)不到位、糾偏不及時(shí)，就容易出現(xiàn)跑偏，污泥有很強(qiáng)粘附性，促使各定轉(zhuǎn)子卡頓磨損，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就直接影響了脫水機(jī)出泥了，而且泥餅破碎機(jī)系統(tǒng)雖然可以增加裝車泥量，但這種方式集中破碎后裝車，就增加了約束出泥效率不利因素，一旦故障將直接影響幾臺(tái)脫水機(jī)出泥。

3.2.2 脫水機(jī)出泥優(yōu)化

脫水機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的處理系統(tǒng)，盡可能的使每臺(tái)脫水機(jī)進(jìn)泥系統(tǒng)連續(xù)性、出泥體系獨(dú)立性，保障進(jìn)泥滿足運(yùn)行要求，避免出泥互相干擾。對(duì)此系統(tǒng)改進(jìn)如下。

（1）改進(jìn)進(jìn)泥系統(tǒng)連續(xù)性。對(duì)這5 臺(tái)機(jī)組進(jìn)泥泵增設(shè)出泥管聯(lián)通管和分隔閥，通過(guò)增加自控控制模塊，使各臺(tái)脫水機(jī)自控系統(tǒng)能夠切換聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)泥泵，達(dá)到進(jìn)泥泵實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)功能，保證脫水機(jī)進(jìn)泥的連續(xù)性。

（2）改進(jìn)出泥體系獨(dú)立性：①建議皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)改進(jìn)，使5 臺(tái)脫水機(jī)單獨(dú)出泥到裝車。②建議皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)取消，這些系統(tǒng)會(huì)增加制約因素，畢竟提高出泥效率才是我們要攻克的難題，如果要增加破碎系統(tǒng)，建議脫水機(jī)出泥斗改進(jìn)自帶切碎功能，出泥直接裝車，單臺(tái)故障檢修也不影響其他臺(tái)正常運(yùn)行，大大提高出泥效率[8]。

4 改進(jìn)后的污泥處理系統(tǒng)的運(yùn)行效果

（1）剩余污泥系統(tǒng)改進(jìn)后，故障基本消除，保證污泥系統(tǒng)進(jìn)泥穩(wěn)定性，減少維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（2）脫水機(jī)進(jìn)泥系統(tǒng)和出泥系統(tǒng)改進(jìn)后，保證了脫水機(jī)進(jìn)泥連續(xù)性，有效提高脫水機(jī)運(yùn)行效率和出泥效率，從而提高整個(gè)污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)污水處理廠污泥處理系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在常見的問(wèn)題分析，要采取相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)完善。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，使污泥處理系統(tǒng)設(shè)備可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，確保出泥效率能夠達(dá)到預(yù)期要求，保障污水處理廠生產(chǎn)安全。