醋酯污泥處理流程系統(tǒng)性優(yōu)化
技術(shù)支持
生物接觸曝氣法是20世紀開創(chuàng)的一種較為成熟的污水生化處理工藝，該工藝具有容積負荷大、耐沖擊、適應(yīng)能力強等優(yōu)點。隨著廢水排放要求的日趨嚴格，廢水中的有機物去除率也相應(yīng)提高，活性污泥數(shù)量同比大幅增加，使得污泥處理處置問題日漸凸顯，成為廢水處理面臨的一個新難題。
1 工程概況
南通醋酸纖維有限公司環(huán)境監(jiān)測中心醋酯廢水處理裝置設(shè)計處理廢水量為15000t/d，設(shè)計進水COD為2000～4000mg/L，運行實際處理廢水量約為10000t/d，經(jīng)過三級曝氣處理，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）三級排放標準，平均COD為150mg/L，平均BOD5為48mg/L。污泥處理則是將二沉池污泥經(jīng)濃縮池濃縮后，采用離心脫水-干化綜合處理方法進行處理，脫水后污泥含水率約為88%，部分脫水后污泥經(jīng)干化處理后得到含水率為7%的干污泥直接外運焚燒，剩余濕污泥外運與煤粉混合后焚燒。目前，污泥處理工藝主要存在的問題是外運污泥多。隨著公司的增產(chǎn)，公司的外運污泥量從15年的3600t增長至目前的4700t，污泥處理壓力巨大。
2 存在問題及改進目的
2.1 二沉池排泥負荷波動大，導(dǎo)致污泥濃縮效果不佳
濃縮池出水含泥濃度平均值介于3.0%～3.5%。系統(tǒng)產(chǎn)泥由二沉池進行初步沉淀后至濃縮池濃縮。由于上游負荷影響，濃縮池進泥負荷波動較大，濃縮池上清液厭氧上浮情況經(jīng)常發(fā)生，污泥停留時間過長，增加了濃縮處理難度，污泥濃縮效果差，會影響廢水生化處理的穩(wěn)定，導(dǎo)致總磷、COD的升高。
2.2 污泥脫水設(shè)備故障率高，穩(wěn)定性差
該廠污泥脫水系統(tǒng)于2002年投入運行，采用兩臺處理量為10m3/h的阿法拉伐離心脫水機，經(jīng)離心脫水處理后，含固率僅為12%左右，與設(shè)計含固量15%存在差距。脫水后的含固率偏高，導(dǎo)致濕污泥量較大。這樣不僅增加了濕污泥直接外運處理量，而且增加了后續(xù)污泥干化的處理難度，提高了整個污泥處理系統(tǒng)的運行成本。
2.3 機械脫水后干污泥轉(zhuǎn)化率低
干污泥轉(zhuǎn)化率低的問題主要歸結(jié)于兩個方面。
2.3.1 存在污泥干化進料量不足的情況
離心機房距離新建污泥干化車間約80m，脫水污泥自離心機輸送至干化間的距離長。南通醋酸纖維有限公司污泥黏度高且含殘渣多，污泥輸送困難。脫水后的濕污泥通過一臺功率為3kW的污泥輸送螺桿泵輸送至干化的濕污泥料倉，橡膠定子容易磨損，導(dǎo)致螺桿泵出力不足。除此之外，廢水系統(tǒng)負荷較低時，濃縮池排泥量少，在調(diào)配濕污泥時具有滯后性，未預(yù)存干化濕污泥用量，導(dǎo)致干化處理負荷不能夠得到充分滿足。
2.3.2 存在干化裝置處理負荷偏低的問題
運行方面，進干化濕污泥含水量不穩(wěn)定，布泥效果差，造成干化不完全，引起干化頻繁故障。設(shè)備方面，污泥干化采用干化腔內(nèi)空氣循環(huán)對濕污泥進行蒸發(fā)處理，4kg飽和蒸汽作為熱源，32℃的冷卻水作為冷凝水源，對腔內(nèi)空氣二級加熱后冷凝除去濕污泥中水分。目前污泥干化的干污泥生產(chǎn)能力約為1.1t/d，含水率僅有10%，熱值約為12473.8kJ/kg，適宜用于熱電站的焚燒處理。干化目前處理的濕污泥量僅占總泥量的43%左右，遠不足以完全處理目前的系統(tǒng)產(chǎn)泥，導(dǎo)致總污泥外運量較多。
隨著 對三廢處理要求的不斷提高，南通醋酸纖維有限公司積極落實節(jié)能減排的方針。對現(xiàn)有污泥處理工藝設(shè)備進行優(yōu)化改造，盡可能減少公司的污泥外運總量，是本次工藝設(shè)備優(yōu)化的主要目的。
3 污泥處理系統(tǒng)工藝技術(shù)改造
3.1 優(yōu)化污泥處理分配
針對1#、2#二沉池排泥問題，充分利用現(xiàn)有設(shè)施對工藝管線進行了優(yōu)化，另增一根工藝管道進入濃縮池，實現(xiàn)1#、2#二沉池單獨排泥進入濃縮池，互不干擾，保證排泥管道的暢通。同時，為應(yīng)對污泥負荷變化，充分利用原儲泥池，增加二沉池至儲泥池的管道，緩解高峰期對污泥的沖擊，防止污泥二次進入廢水系統(tǒng)。
南通醋酸纖維有限公司充分利用2014年實施的PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，根據(jù)前端進水BOD負荷和除磷劑、助凝劑加藥情況，運用Exce和PIdatalink軟件制作污泥估測PI應(yīng)用，估測當日和次日產(chǎn)泥情況，輔助崗位辨識出污泥產(chǎn)生的波動情況，根據(jù)系統(tǒng)剩余污泥量合理進行排泥、回流，做好脫水后污泥外運和干化分配優(yōu)化。
3.2 提升污泥脫水系統(tǒng)穩(wěn)定運行水平。
將離心機房搬遷至污泥干化間東側(cè)，縮短了污泥輸送距離，消除了由于遠距離污泥運輸引起的脫水污泥至干化通道不暢的問題，提高了污泥運送設(shè)備的穩(wěn)定性。將離心機房與干化車間進行集中，也便于異味氣體的集中收集與處理。對老舊的阿法拉伐離心脫水機采用ABB變頻器進行自動化升級改造，實現(xiàn)一鍵啟動和一鍵清洗的功能，同時增加一套PAM自動加藥系統(tǒng)。離心機房的搬遷項目提高了污泥處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，解決了濕污泥輸送至干化的瓶頸問題，有利于進一步提高干污泥的轉(zhuǎn)化量。
主要新增設(shè)備有三。一是增加一臺處理能力20m3/h、功率30kW的貝亞雷臥式污泥離心機，以2200r/min、40Hz、差速6r/min的方式運行，出泥含水率為82%左右。二是增添一套6m3的絮凝制備加藥系統(tǒng)，其間需要配備絮凝劑加藥泵3臺，流量為0.4m3/h，揚程為0.2MPa，功率為0.75kW。三是增加一臺功率為2.2kW的螺旋輸送機，代替原螺桿輸送泵。
3.3 提高污泥干化處理能力
3.3.1 將干化濕污泥倉的同步五軸混合器改為異步三軸混合器
干化采用擠壓式面條機進行布泥，進料濕污泥的混合均勻情況會直接影響布泥后蒸發(fā)面積的大小。原五軸混合器采用單電機驅(qū)動，易造成濕泥倉內(nèi)局部過濕，不便于布泥成型，導(dǎo)致干污泥產(chǎn)量不穩(wěn)定。五軸螺桿間間距過小，互相擠壓，引起螺桿變形，增加了故障率。在原設(shè)備基礎(chǔ)上，將五軸混合器改為三軸混合器，單電機驅(qū)動單根混合螺桿，實現(xiàn)混合器螺桿異步驅(qū)動，混合效果更佳，面條機的出泥壓力能夠穩(wěn)定保持在135kPa左右。
3.3.2 對干化腔空氣換熱器進行擴容改造
干化腔換熱器主要分為兩個部分，一部分是對蒸發(fā)后的空氣進行先冷凝后預(yù)熱至90℃左右的空氣熱交換器，換熱器面積為180㎡，另一部分則是對空氣進行二次升溫至150℃左右的蒸汽熱交換器，換熱器面積為480㎡。為提高干化處理能力，更換空氣換熱器，換熱面積增大至260㎡，用26℃的冷卻水源代替原冷卻水，提高冷凝換熱效果，同時增開空氣換熱器人孔，便于換熱器定期清洗。改造后，干化腔濕度從原22%左右降低至目前的18%左右。
4 結(jié)論
上述一系列的污泥系統(tǒng)改造已于2019年6月全部完成，系統(tǒng)投入運行后，效果較好，濃縮池出泥濃度能夠穩(wěn)定保持在4%以上，脫水系統(tǒng)出泥的含水率降低至83%左右。干化設(shè)備干泥產(chǎn)量提高至1.55t/d，占產(chǎn)生污泥總量的58%左右，可直接送至熱電廠進行焚燒處理，大大降低了污泥的處理費用，不僅減少了三廢的排放，而且取得了良好的經(jīng)濟效益，年減少污泥外運量約2160t，節(jié)約費用127萬元。
