天津市咸阳路污水厂的污泥脱水与干化处理设计

天津市咸阳路污水厂的污泥脱水与干化处理设计

刘　琳

(天津市市政工程设计研究院,天津300051)

摘　要:　天津市咸阳路污水处理厂设计规模为45×104m3/d,干污泥产量为73t D S/d,经浓

缩消化后污泥含水率为96%～96.7%,离心脱水后污泥含水率可降至70%～75%,湿污泥产量约

为300m3/d。其中进入干化系统的污泥量为100m3/d,其余脱水后的泥饼直接外运处置。经干化

系统处理后的出泥含固率可达90%以上,且根据实际需要可选择系统运行条件,获得含固率为

50%～90%的污泥产品。主要介绍了咸阳路污水处理厂的污泥高干脱水及部分污泥进行干化的工

艺设计,力求为天津市污水处理厂污泥的合理处置摸索一些经验。

关键词:　污水处理厂;　污泥处置;　污泥干化

中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2007)14-0056-03

Sludge D ewa ter i n g and D ry i n g i n X i a nyang Road W a stewa ter

Trea t m en t Pl an t i n T i a n ji n C ity

L I U L in

(Tianjin M unicipal Engineering D esign&R esearch Institu te,Tianjin300051,China) Abstract:　The design scale of Xianyang Road W aste water Treat m ent Plant is45×104m3/d,and

the dry sludge yield is73t D S/d.After concentrati on and digesti on,the water content in the sludge is 96%t o96.7%,and can finally reach70%t o75%after being de watered.The wet sludge yield is300

m3/d.The sludge quantity entering int o the drying syste m is100m3/d,and the other de watered sludge

is trans ported out.The s olid content in the sludge out of the drying syste m can reach over90%,and can

be selected fr om50%t o90%according t o the need.The p r ocess design of sludge highly drying and de2 watering and partial sludge drying was intr oduced t o try t o gr ope f or s ome experience in reas onable sludge

dis posal in waste water treat m ent p lants in Tianjin.

Key words:　waste water treat m ent p lant;　sludge dis posal;　sludge drying

随着城市污水处理设施的建设和发展,近年来天津市先后建成了纪庄子污水处理厂、东郊污水处理厂、咸阳路污水处理厂、北仓污水处理厂,污水处理能力达到149×104m3/d。从目前全市污水处理厂的运行情况看,经浓缩、中温厌氧消化、机械脱水的污泥,其含水率为80%左右,基本满足污泥外运的要求。但即使消化后的污泥也无法达到完全无害化,泥饼中的细菌、重金属、多氯联苯等有毒有害物质依然存在,处置不当可能造成地下水环境的污染,用于农田会在农作物中富集而进入食物链,造成二次污染。由此可见,污泥的妥善处置已成为当务之急,应尽快寻求安全稳定无害化的污泥处置方式。

咸阳路污水处理厂设计规模为45×104m3/d,采用A/O除磷、硝化脱氮处理工艺;污泥采用重力浓缩、厌氧消化、机械脱水处理工艺及以填埋为主,部分脱水污泥进行干化的处理方案。

1　污泥脱水工艺

污泥脱水是进入干化系统的预处理工艺,咸阳路污水处理厂采用重力浓缩、中温厌氧消化、机械脱水的处理工艺。选择不同的脱水工艺,脱水污泥的

第23卷　第14期2007年7月

中国给水排水

CH I N A WATER&WASTE WATER

Vol.23No.14

Jul.2007

含水率也不同,会直接影响后续污泥干化处理的效率。从理论上讲,脱水污泥含水率越低,越节省干化投资,但另一方面机械脱水程度越高,脱水设备的投资和混凝剂投量也会增加,脱水工序的处理成本也随之提高,因此合理选择脱水污泥含水率很重要。在考虑降低干化成本的同时兼顾脱水成本的前提下,咸阳路污水处理厂的污泥脱水采用高干离心脱水机,脱水后污泥含水率为70%～75%,这样可以减少后续污泥干化系统的投资和运行费用。

污泥脱水系统的主要设计参数如下:总干泥量为73t D S/d;进料含固率为3.3%～4.0%;离心脱水机4台(3用1备),单台处理量为34m3/h(固体负荷>1020kg DS/h);固体回收率>95%;泥饼含固率为25%～30%;混凝剂用量为4～6kg/t D S;每天工作时间为24h;电机功率为45k W。

2　污泥干化系统

211　设计规模的确定

咸阳路污水处理厂的污泥经机械脱水后,污泥产量为300m3/d(含水率按75%计)。由于目前国内大型污水处理厂使用和引进干化设备的经验缺乏,本着节省投资、循序渐进、摸索经验、避免造成失误的原则,充分利用厂内污泥消化产生的沼气,减少运行管理的经济负担。厂内污泥消化产生的沼气量约为16500m3/d,除用于污泥加热外,其余均可用于污泥干化系统。经过测算,确定干化系统设计规模为100m3/d(含水率按75%计),占全厂污泥总量的1/3。

212　干化工艺的选择

目前污泥干化处理技术呈现出多样化格局,其中污泥干化装置高效灵活、安全可靠的优势尤为突出。国外的污泥热干化工艺主要包括:转鼓干化、流化床干化、盘式干化、带式干化、热对流卧式干化等,各种干化装置均有其优缺点,选择干化工艺需因地制宜、结合实际情况综合考虑。以咸阳路污水厂的特定要求为基准,干化装置必须以厂内沼气为第一能源,天然气为补充能源;同时考虑设置2套干化装置,以便夏季沼气产量高时可驱动2台,冬季沼气产量低时也可驱动1台;运行操作时可满足沼气与天然气的自动切换。这样既考虑了自产能源的充分利用,也考虑了干化产品资源化的不同需求。

经过方案比较和设备招标,咸阳路污水厂最终选用了间接传热卧式旋转腔室污泥干化装置。213　设备选型的基本要求

①　干化系统的主要能源为厂内污泥消化产生的沼气,并可随时自动转换采用天然气,以满足不同季节沼气量变化的使用条件,因此要求设备自身具备2套管路系统。

②　干化系统进泥含固率为25%～30%,出泥含固率>90%,且可根据实际需要通过选择运行条件,获得含固率为50%～90%的各种污泥产品。

③　具备完善的安全操作系统,实现全自动化操作。

214　干化系统的组成

系统共设2套装置,每套包括:干化机,对通过干化机的导热油进行加热和泵送的导热油系统,对污泥蒸汽进行急冷和除去颗粒的冷凝洗涤器系统,带计量的污泥贮存箱,带系统所有开关、人机接口和火焰管理的总控制盘。

215　干化系统的工艺流程

脱水污泥经螺旋输送机输送至干化机的进料斗(带计量装置),通过斗下部的螺旋输送器输送至干化机主体,该装置的特点是可变频控制定量输送。干化机主体由转鼓和线形翼片螺杆组成,转鼓通过燃烧炉加热,翼片螺杆通过循环热油传热,转鼓和翼片螺杆同向或反向旋转,污泥经转鼓和翼片螺杆推移并同时加热被逐步烘干成粒状,在转鼓后端的低温区经空气止回阀由干泥螺旋输送器送至室外储料斗。污泥蒸发出的水汽通过抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统,冷凝水和冷却水混合收集后排至厂区污水管道。

干化系统的工艺流程见图1。

图1　干化工艺流程

Fig.1　Fl ow chart of sludge drying p r ocess

刘　琳:天津市咸阳路污水厂的污泥脱水与干化处理设计第23卷　第14期