王庆娇 李嘉帆 马云鹏 林霞亮 陈家俊
（深圳市水务（集团）有限公司，深圳518000）
摘 要：以某水质净化厂离心脱水机为例，就高有机分污泥含水率无法稳定达标的问题，制定改善污泥脱水性能生产性试验计划。经1个月生产性试验，成功将离心机出泥含水率稳定在80%以下，运行工况稳定，取得较好的效果。
关键词：离心脱水机；污泥调理；
1 概述
1.1某水质净化厂及其污泥系统总体情况
某水质净化厂总处理规模为30万m3/d，污泥系统情况如下：厂内三期A段和新建系统的初沉污泥、以及两套系统的剩余污泥分别进入各自的污泥浓缩池重力浓缩，重力浓缩后的污泥在均质池内短时均质后，由进泥泵混合高分子絮凝剂（PAM）后送入离心脱水机进行脱水处理，脱水后的泥饼含水率约80%，经泥饼泵送至2座料仓待运，由污泥槽罐车外运处置。
（1）污泥浓缩
某水质净化厂设有4座污泥浓缩池和1座污泥均质池。
4座污泥前浓缩池中，1#浓缩池收集三期A段剩余污泥；2#浓缩池收集新建系统初沉池污泥；3#浓缩池收集三期氧化沟剩余污泥；4#浓缩池收集新建系统二沉池剩余污泥；污泥浓缩池设计参数如下：
直径：20m 面积：314 ㎡ 体积：1884 m3
均质池将各期浓缩后的初沉污泥和剩余污泥进行混合均质。其设计参数如下：
数量：1座 直径：16 m 体积：502 m3
（2）污泥处理
某水质净化厂现状建有一座污泥离心脱水机房，共有4台离心脱水机，其中两台为韦斯伐利亚离心脱水机，两台安德里茨台离心脱水机。其技术参数及外围配套设备如下：
脱水污泥含水率：80%
污泥悬浮液处理量：110m3/h
脱水污泥产量：320m3/d
污泥脱水后由泥饼泵输送至脱水污泥料仓储存，然后由污泥运输车运送污泥至处置场填埋。设有2座脱水污泥料仓，单座直径5m，单座容积：200m3。
1.2问题提出及生产试验方案
某水质净化厂进水主要为城市生活污水，所服务片区排水体制为分流制，进厂污染物浓度较高，进而造成该厂污泥有机分常年居高不下，进泥含水率同步上升（见表一），加剧离心机处理压力。由于污泥颗粒高度亲水，包含了大量难脱去的水分，且污泥有机质大部分是微生物的细胞物质，造成了这部分结合水难以通过现有的污泥浓缩工艺脱去。
表一 某厂进泥有机分及含水率情况
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为解决某水质净化厂因有机分过高导致出泥含水率较高的问题，确保出泥含水率稳定达标，某水质净化厂制定了改善污泥脱水性能生产性试验计划，试验计划分别从三个方面：离心机运行参数调整、药剂以及污泥性质分析进行试验分析。
试验主要分两个阶段进行试验分析和总结：第一阶段主要优化进泥泥质及离心机运行工况参数。第二阶段为脱水药剂选配试验。
2第一阶段试验
某水质净化厂平时主要运行两台韦斯伐利亚离心脱水机（编号为1号机和2号机），本次试验将以1号机为试验机，絮凝剂采用现状使用的某品牌阳离子PAM，分子量为1000万。
2.1 投加高效脱水剂污泥调理
从表一可以看出，受污泥有机分过高的影响，离心机前段的污泥浓缩工艺处理效果不佳，全天进泥含水率均值达98.89%，影响离心机处理效果，进而尝试采取在均质池投加调理剂的方式降低进泥含水率。根据试验方案，对高效脱水剂进行了浓度梯度试验，药剂投加点为均质池，所取的梯度浓度分别为5%ml/gDs、7.5%ml/gDs。每个浓度试验时间均为一天。经过整理得出以下试验数据。
表二 1号机7月11-13号试验记录表（投加高效脱水剂）
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2.2 投加FeCl3污泥调理
根据试验方案，对FeCl3进行了浓度梯度试验，药剂投加点为均质池，所取的梯度浓度分别为5%、7.5%、10%。每个浓度试验时间均为一天。经过整理得出以下试验数据。
表三 1号机7月14-16号试验记录表（投加FeCl3）
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从表二和表三可以看出：
（1）通过调节，1号离心机最佳运行参数已确定。在日常运行建议将扭矩保持25，开机时差速设置为3.2，待离心机稳定后调整为3.3，进药流量维持在3m3/h，进泥流量维持50m3/h。通过调节差速，调节进泥流量和进药量的方式获得理想扭矩。但需要注意的是，这三个参数的调节应该形成一定的联动的关系，单一参数的改变，效果适得其反。
（2）高效脱水剂有助于降低进泥含水率，优化离心机处理效果。从目前的试验情况看，浓度为7.5%ml/gDs时可使1号离心机全天出泥含水率稳定在80%以下，扭矩情况稳定，可在一定程度上消除进泥含水率波动造成的不利影响。
（3）7.5%ml/gDs FeCl3可以使1号离心机的出泥含水率维持在78%~79%左右。且进泥含水率较之前试验有所降低。
3第二阶段试验
在一阶段的试验基础上，二阶段计划对PAM的种类及投加量联合调整离心机参数进行生产性试验，分别对某品牌阳离子PAM、进口PAM乳液1、进口PAM乳液2，其单独以及乳液和粉剂联合调理进行了上机测试，旨在提供多种保证离心机出泥含水率稳定达标的方案。
3.1 PAM乳液试验
试验计划使用进口PAM乳液代替现状某品牌阳离子PAM，通过设定差速3.3，配药浓度4‰，改变投药比的方式，观察扭矩及含水率变化情况如下：
表四 1号机8月1号试验记录表（巴斯夫乳液试验）
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如上表，单独使用进口PAM乳液投药比达到14‰时，离心机出泥含水率才能达到80%以下，投药比一旦下降到14‰以下，离心机出泥含水则在80%以上，离心机上清液浑浊。因此单加乳液效果不理想，并且耗药量高。
3. PAM乳液和PAM粉剂联合投加试验
将进口PAM乳液和国产某品牌阳离子PAM按1:1的比例混合，分别配制8‰、6‰、4‰浓度的混合药剂进行上机试验。试验结果发现，采用进口PAM乳液和现状粉剂PAM联合使用时，6‰、8‰浓度的混合药剂有大量的漂浮物，上机试验扭矩波动较大。当药剂配制到4‰的时候混合药剂无漂浮物质呈均匀的乳白色液体，试验时离心机在高扭矩工况下运行比较稳定，确定4‰的配药浓度较为合理。
在4‰的配药浓度下，采用不同投药比进行试验。当投药比为11‰时，离心机出泥含水率在80%以上，且上清液浑浊。当混合投药比在16‰~14‰范围内，离心机扭矩能维持在40以上，上清液污泥回收率高于95%，离心机出泥含水率能控制在78%以下，显著降低了出泥含水率。
表五 1号机8月4号试验记录表（PAM乳液+PAM粉剂）
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根据第二阶段试验数据可以看出：
（1）干粉PAM药剂相比乳剂能在更低的投药比的情况下实现离心机出泥含水率80%以下的要求，但上清液回收率较低，即使加大药量也无法有效提高回收率。
（2）乳剂的絮凝效果优于干粉PAM药剂，乳剂能有效提高污泥回收率，同时增加了离心机扭矩。通过观察发现使用乳剂能增加转鼓内泥环厚度，提高了出泥端推泥端的压力，因此扭矩升高，出泥含水率降低。
（3）在某品牌阳离子PAM+进口PAM乳液混合试验中，发现该混合药剂上清液回收率比干粉PAM高，与乳液的回收率相比回收率接近，甚至要优于乳剂。但相比干粉PAM药剂投药量大，比单独乳液的投加量要小。
4试验结论
1、投加高效脱水剂和FeCl3可以起到较好的污泥调理的效果，改善污泥脱水性能，提升离心机进泥含固率，提升离心脱水效果，降低出泥含水率。
2、PAM乳剂的絮凝效果优于干粉PAM药剂，投加PAM乳剂可以实现更高的固体回收率，同时可以增加了离心机扭矩，降低污泥含水率。
3、PAM粉剂和PAM乳剂联合使用，不仅可以实现较好的固体回收率、降低污泥含水率，而且可以显著降低药耗，投加量低于单独使用PAM粉剂和PAM乳剂，节省药剂成本。
4、在为期1个月试验中，通过调整离心机运行参数及药剂投加等技术措施，实现了离心脱水出泥含水率稳定达标，为离心机出泥含水率应急达标积累了经验和可行措施，可以为有同样困扰的业内兄弟单位提供参考借鉴。
5参考文献：
[1]张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程下册（第5版）[M]，北京：中国建筑工业出版社，2015.