污水处理厂污泥脱水机房设计体会

陈泽华1，陈英2

（1.中国市政工程中南设计研究总院，湖北武汉430010；2.昆明市建筑设计研究院有限责任公司，云南昆明650041）

作者简介：陈泽华（1976-），女，广东潮州人，工程师，主要从事给水排水设计工作。

摘要：文章简要介绍污水处理厂污泥处理工艺，重点介绍污泥脱水处理工艺及脱水机房组成、设备选型，并列举带式脱水机房和离心脱水机房的设计实例。

关键词：污泥脱水；带式脱水机；离心脱水机；污泥处理

1污泥处理概述

在城镇污水处理过程中会产生大量的污泥，污泥最终处置前必须进行处理，目的是降低有机质含量并减少水分，使最终处置的污泥便于运输和处置。不同的污水处理工艺产生的污泥特性不同，主要有初沉池污泥、剩余活性污泥、化学污泥及生物滤池的腐殖污泥。初沉池污泥含水率一般为98%~96%，取决于初沉池排泥的操作，有机质一般在55%~70%；剩余污泥含水率一般为99.5%~99.2%，有机质一般在70%~85%；化学污泥是指混凝沉淀工艺（如化学除磷）中形成的污泥，其性质与采用的絮凝剂有关。

城镇污水处理厂典型的污泥处理工艺流程为：污泥→污泥浓缩→污泥消化→污泥脱水→泥饼→污泥处置。

各污水处理厂根据污水处理工艺不同、实际条件不同，采用不同的污泥处理工艺。目前，采用活性污泥处理工艺的城镇污水处理采用较多的污泥处理工艺是：污泥→污泥浓缩→污泥脱水→泥饼→污泥处置。

污泥浓缩方法常用的重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩。重力浓缩即设重力式浓缩池，池中设置栅条浓缩机，水力停留时间较长，一般不小于12h，不宜用于生物除磷的污水处理工艺的剩余污泥处理。机械浓缩不设构筑物，占地小，常用的机械有带式浓缩机、螺压式浓缩机、转筒式浓缩机等。若采用机械浓缩污泥，则在浓缩机械前设贮泥池，一般按30min泥量设计，缓冲污泥泵和浓缩机械间的流量差值。

污泥脱水是采用机械进行脱水。为了便于运输，要求脱水后的泥饼含水率不大于80%。为了进一步减小占地，发展出污泥浓缩和脱水一体化的机械。

2污泥脱水机房设计概述

污泥脱水机房一般包括脱水间、泥库、配电控制室等几个功能区。

2.1脱水间

脱水间的布置主要取决于污泥脱水设备的选择。脱水设备需根据污水处理工艺的要求、污泥脱水性质和当地的经济、技术条件进行选择。与脱水设备配套的设备有污泥进料泵、污泥切割机、泥饼输送设备、加药泵、絮凝剂制备系统等。

2.1.1脱水机

污泥脱水机种类较多，主要有压滤机、离心机、叠螺机几大类，其中压滤机分有带式压滤机和板框式压滤机两种类型。几种脱水机特点如下：

①离心脱水机。离心脱水机目前国内只有为数不多的几个厂家可以生产小型离心脱水机，大型离心脱水机需进口，价格较高。其优点是：脱水污泥饼含水率低，可达65%~80%；污泥回收率高，可达95%以上；没有滤网，不堵塞；絮凝剂用量较少，冲洗用水量很少；占用空间小，安装基建费用低；污泥脱水是在全封闭的环境中进行，污泥散发恶臭气味很少，卫生条件较好；日常维护工作量较少。其的缺点：噪音大；如进泥浓度有变化需及时调节转速与速差，受污泥负荷的波动影响较大；对运行人员的素质要求较高；耗电量高，价格较高。

②带式压滤脱水机。带式压滤脱水机进入国内较早，国内有较多污水处理厂采用，且国内有较多生产企业。其优点是：脱水效果好，出泥含水率70%~80%；国产化高，价格低；受污泥负荷波动的影响小；能耗低；管理控制相对简单，对运转人员的素质要求不高。其缺点是：易堵塞，为了防止堵塞，需不断用水冲洗滤布，耗水量大；与离心机相比絮凝剂投加量较大，须配套冲洗水泵和空压机，设备维护工作量较大，占用空间大，由于不能全封闭运行，卫生条件较差。带式压滤机已发展出浓缩和脱水一体的机型，可节省污泥浓缩占地面积。

③板框式压滤脱水机。板框式压滤机国产化高，其优点是：价格便宜，出泥含水率低，可达35%。缺点是：间歇式运行，占地面积大，维修频率高，设备操作和维护工作量大，不能全封闭运行，卫生条件较差。

④叠螺式脱水机。叠螺式脱水机是近年来在国内出现的一种新型设备。其优点是：没有滤布，不易堵塞，；耗电量低，耗水量少；噪音振动小；浓缩脱水一体化，占地面积小。其缺点是：价格偏贵，处理量小。目前，国内使用较多、有较成熟运行经验的主要是离心脱水机、带式脱水机和带式浓缩、脱水一体机。

2.1.2配套污泥输送设备

如污泥经浓缩池浓缩后，出泥含水率一般为97%~98%，污泥流动性下降，因此污泥进料泵一般选用单螺杆泵。

从脱水机出来的泥饼含水率进一步下降，一般为70%~80%，流动性很差，常用的输送设备主要有螺旋输送机、皮带输送机和单螺杆泵等。其中螺旋输送机和皮带输送机均为敞开式的，污泥臭味易散发到周围环境中，卫生条件较差；若采用螺杆泵通过管道将脱水机出泥输送到污泥料仓，可尽量减少污泥外露，污泥臭味散发较少，卫生条件较好。

若采用离心脱水机，脱水机前须设污泥切割机；若采用压滤式脱水机，可不设污泥切割机。

2.1.3絮凝剂投加

剩余污泥在脱水前需加絮凝剂进行调理，以提高污泥的脱水效果。目前普遍采用的污泥絮凝剂为聚丙稀酰胺（简写PAM），其优点是投加量少，污泥量基本不变，调质效果较好。PAM分为阴离子型和阳离子型，污泥调质常用阳离子型，按离子密度的高低又分为弱、中、强阳离子型三种。采用絮凝剂的类型和投加量须通过试验确定，一般投加量为0.25~5.0kg/t干固体泥。

由于絮凝剂投加量少，一般可选用成品一体式的溶解、配制系统。由于聚丙稀酰胺溶液粘滞性较大，因此加药泵一般也选用单螺杆泵。絮凝剂投加点应尽量靠近脱水机，污泥加药后立即进行混合反应，并进入脱水机，这样脱水效果较好。

2.2泥库

由于脱水后污泥的出路和运输易受条件限制，造成不能及时外运，因此考虑在污水处理厂内设暂时存放场所，通常靠着脱水间设泥库。泥库一般有两种形式，一种是就地堆放泥饼，再用装载车装到污泥运输车上；另一种是设污泥料仓，泥饼输送至料仓，再由料仓自动卸料至污泥运输车上。污泥料仓可为封闭式，卫生条件较好，但存贮量较少；污泥堆场卫生条件较差，污泥恶臭影响范围较大。根据到污泥出路和运输条件，考虑在白天运输，一般可按贮存一天生产的泥饼体积设计污库。

3带式脱水机房设计

某污水处理厂带式脱水机房设计如下：采用污泥带式浓缩脱水一体机，机房平面尺寸29.4×13.9m（包括泥库）。在浓缩脱水一体机前设一座贮泥池，分两格，按水力停留时间30min设计，平面尺寸L×B=6.75×3.5m，分2格，有效水深1.52m，池高3.3m；池内设1台搅拌机。

3.1设计参数

剩余污泥量：污泥干重2800kg/d；含水率为99.2%，流量400m3/d；工作时间：16h/d，时流量25m3/h；脱水后污泥量：泥饼含水率≤80%，体积为14m3/d；絮凝剂投加量：采用聚丙烯酰胺，投加量3.0～4.0kg/T干固体。

3.2主要设备

设带式污泥浓缩、脱水一体机2台，1用1备，单台规格为：带宽1.5m，处理能力25m3/h，N=5.6kW。

配套辅助设备（1用1备）有：

污泥进料泵2台，单台流量25m3/h，出口压力0.2MPa，N=5.5kW；泥饼输送泵2台，单台输送量1.5m3/h，出口压力0.6MPa，N=2.2kW；絮凝剂制备系统2套，单套制备能力1000L/h，溶液浓度0.1%~0.3%；加药泵2台，单台流量2m3/h，出口压力0.2MPa，N=0.55kW；泥饼贮料仓2座，单座有效容积14m3，直径3.0m；

3.3运行方式

污泥浓缩脱水机与剩余污泥泵协调运行，污泥浓缩脱水间的其他设备与污泥浓缩脱水机配套运行。

4离心脱水机房设计

某污水处理厂剩余污泥脱水前设污泥浓缩池浓缩，离心脱水机房设计如下：

4.1设计参数

剩余污泥干重：7800kg/d；污泥浓缩池出泥含水率98%，污泥体积为390m3／d；日工作时间：14h，时流量27.9m3/h；脱水后污泥量：泥饼含水率≤80%，体积为39m3/d；絮凝剂(聚丙烯酰胺)投加量：2～3.5kg/t干固体

4.2主要设备

选用离心脱水机2台，1用1备，单机脱水能力30m3/h，电机功率35+11kW。

配套辅助设备（1用1备）有：

污泥切割机：2台，单台流量30m3/h，电机功率3.0kW；

污泥进料泵：2台，单台流量30m3/h，电机功率5.5kW；

絮凝剂配制系统：2套，配制能力1000L/h，溶液浓度0.1％~0.3%；

加药泵：2台，单台流量600L/h，电机功率0.55kW。

泥饼输送泵：2台，单台流量3m3/h，电机功率4.0kW；

泥饼贮料仓：2台，单座有效容积25m3/h，直径3.5m。

4.3运行方式

离心脱水机与污泥浓缩池协调运行，其他配套辅助设备与离心脱水机协调运行。

5结语

污泥脱水是污水处理厂污泥处理减量化的重要环节，以便于污泥外运和最终处置。污泥脱水机房设计关键在于脱水设备的选择，需根据污水处理工艺的要求、污泥脱水性质和当地的经济、技术条件进行选择。污泥脱水机房设备较多，相应连接管道亦较多，在设计中需注意不同设备的处理能力相协调，及注意设备的平面布置和高程布置，使流程尽量流畅。

参考文献：

[1]侯春香.污泥脱水设备选型[J].市政技术,2001,(3):58-60.

[2]王淦.卧螺离心机与带式压滤机的比较[J].工业用水与废水,2002,(1):36-38.

[3]北京市政工程设计研究总院.给水排水设计手册:城镇排水[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.

[4]GB50014-2006,室外排水设计规范[S].