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典型案例:上海污泥深度脱水运行优化探索

时间:2019-09-06 10:05

来源:给水排水

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3.1 小试

试验目的:初步筛选有机药剂,确定药剂投加比例组合,减少无机药剂投加量。

试验方案及过程:针对现场深度脱水进泥,进行压滤试验对比,测定药剂添加前、后污泥的CST。首先确定铁盐投加,从1%开始,每1%作为一个提高梯度,不断提高铁盐的投加量,同时记录投加铁盐进行反应以后的污泥CST值的变化。在得出合适的铁盐投加量和反应时间之后,再进行石灰投加量梯度试验结合不同离子度、相对分子质量以及分子结构反相乳液型聚丙烯酰胺的交叉投加试验,以确定滤水速度最优和投加量最少的产品作为候选产品,初步筛选优化药剂组合。

试验结果:随着铁盐投加量的增加,CST呈现下降后上升的变化趋势。随着反应时间增加、石灰投加量增加、絮凝剂的投加量增加,CST的数值都呈现下降随后升高的现象,选取CST低点作为合适投加点进行正交叉试验后得到的数据作为优选推荐加药量和反应时间。多轮小试试验比较结果表明,搅拌反应时间最优的区间为30~90 min(持续搅拌),在铁盐投加量为6%的前提下,石灰的投加量需要10%(干基折算氧化钙含量)左右,絮凝剂的投加量10 kg/tDS,此时能实现泥饼含水率低于60%的要求,该初选配方作为中试的基础。

3.2 中试

试验日期为2016年7月~2017年10月,试验通过小型板框试验系统,模拟该厂现有设备参数、工艺条件,进行不同药剂配方的筛选、对比、优化,寻求最优配方。

试验方案及过程:用潜污泵直接从污泥稀释池抽取实际生产污泥,按照小试试验结果,在污泥调理罐内分步投加铁盐和石灰进行无机调理,同时在絮凝剂制备罐内按照合理浓度溶解制备絮凝剂溶液;按照实际生产同样的进泥压力、保压时间、压榨压力、压榨时间设定试验设备参数,分别通过调理罐内加药、在线加药(泵前、泵后、经过混合器、不经过混合器)等不同的工艺方式进行压滤试验。通过对泥饼的含水率、横向剪切力等进行测试作为评判试验是否成功的标准。

试验结果:经过在现场不同季节共计200个批次的试验,铁盐的加药量从4%~10%,石灰投加从5%~20%,絮凝剂投加量由4~16 kg/tDS进行交叉试验,验证了不同的外厂污泥配比、差异化的温度条件,并且对大部分配方进行二次试验论证,通过试验数据的综合比较、分析,基于该厂的污泥性质以及运行工况,使用6%FeCl3+10%石灰+EM440HIB的配方,完全能够达到现有石灰加铁盐工艺的深度脱水效果以及处理量的要求,并比较综合处理成本、配方稳定性等因素,最终确定为生产性试验推荐配方。

3.3 生产性试验

3.3.1 试验方案及过程

试验日期为2017年1月~2018年3月,选取生产现场的1台板框机作为生产性试验用机,新增临时储泥罐,将卸料池内污泥提升入储泥罐,在罐内添加FeCl3、石灰等药剂,乳液絮凝剂则通过进泥螺杆泵(高压)前管道接口在线投加,最后进入该板框机试验。为了尽量减少对正常深度脱水生产的影响,以及每天对试验情况有更好的总结,试验安排在白天进行,晚上切换回厂里现状运行方式。对于效果理想的试验配方至少进行3 d以上的重复验证,以排除偶发现象对试验的影响。

3.3.2 试验检测指标

本次生产性试验,根据现状深度脱水后填埋处置的要求,检测污泥含水率及抗剪强度,具体检测指标见表1。

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3.3.3 试验结果分析

(1)主要运行参数分析:试验主要采用药剂新配方组合,同时对比现状药剂配方组合,经长期试验数据积累,平均药剂投加率及其他参数如表2所示,与现状运行模式对比,污泥处理量显著提高,平均达到18.9%;铁盐及石灰用量显著下降,下降幅度分别达到49%、67%;压滤后的泥饼含水率更低,含水率及抗剪强度均符合填埋标准。

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(2)经济性分析:根据上述试验结果,分析试验药剂替代经济性,当药剂单价、污泥运输处置单价不变的情况,根据上述运行结果,经综合比较后,药剂费、运输处置费可下降22%,显著节约运行成本,如表3所示。

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(3)环境影响分析:采用试验配方,调理后污泥pH为8.8,而现状生产中调理后污泥pH高达12。由于pH的大幅降低,有助于减少污泥中氨气的释放。

3.3.4 试验结论

针对该厂深度脱水工艺,生产性试验结果表明,新的药剂配方组合在现状设备上能够实现生产目标,在显著提高产能的同时,大幅降低了石灰、FeCl3的投加量,产生的泥饼量也有所降低,药剂及运输处置费进一步降低,作业现场环境进一步改善,验证了其生产可行性,为整体改造提供了充分的依据。

4 结语

(1)该厂污泥深度脱水自2012年投产以来,实际处理情况一直处于满负荷运行,处理能力接近设计值,但为了保证处理效果,投加药剂量远超设计值,带来一系列问题。随着该厂污水处理量的不断攀升,对污泥深度脱水产能提高的需求不断加剧。

(2)经过小试、中试、生产性试验验证后,采用乳液絮凝剂部分替代石灰、FeCl3,在出泥含水率及抗剪强度保障的前提下,可实现处理能力的提升及药剂的节约,经综合成本比较分析,药剂及污泥后续运输处置成本可降低22%。

(3)上述试验成果为该厂污泥深度脱水改造的提供了实践经验及依据。此外,生产性试验期间气温较低,污泥不易脱水,实际生产过程中,随着季节变化还可进一步探索减少石灰甚至不加石灰的可行性,以期进一步提高产能。

编辑:王媛媛

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全部评论

  • E20网友 2019-09-06 13:13

    博特左微信15831942419评论:深度脱水前的污泥需加入铁盐和石灰作为调理剂进行污泥性质调理,其投加量分别为8%、20%,经深度脱水后的污泥应满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)标准的要求,即含水率≤60%,剪切强度≥25 kN/m²等指标。博特环保专业提供铁盐及石灰等药剂及粉体投加设备

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