造紙廢水污泥調(diào)理與深度脫水技術(shù)

1、污泥來源及特點(diǎn)

　　本項(xiàng)目造紙廢水的污泥來源有四類，分別為含纖維物質(zhì)較多的初沉污泥、混凝沉淀產(chǎn)生的物化污泥、主要成分為活性污泥的生化污泥以及氧化石灰石脫硫工藝中產(chǎn)生的石膏污泥。

　　(1)原廠區(qū)廢水處理污泥濃縮池污泥，有初沉污泥(含纖維)、物化污泥(加化學(xué)藥劑PAC和PAM等)和生化污泥(厭氧、好氧污泥)的混合污泥。產(chǎn)出絕干污泥量為9t/d。

　　(2)在氧化石灰石濕法脫硫工藝中，循環(huán)水池底部沉積的石膏漿經(jīng)過兩至三天淤積、壓實(shí)后通過污泥抓斗抓出的污泥，污泥量為3天一次，每次約5m3。

　　2、工程應(yīng)用

　　2.1 工程規(guī)模

　　商丘某造紙企業(yè)污泥處理系統(tǒng)的規(guī)模為:污泥共分為兩部分進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)，分別為混合污泥300m3/d(含水率97%左右)、石膏污泥每三天輸送至污泥處理系統(tǒng)一次，每次約5m3(含水率85%～90%)。

　　2.2 污泥處理要求

　　依業(yè)主要求，污泥濃縮池污泥經(jīng)過脫水處理后，污泥含水率≤60%，且需穩(wěn)定運(yùn)行。

　　3、工藝設(shè)計(jì)

　　3.1 工藝流程

　　針對四種污泥的組成特點(diǎn)，采用“污泥調(diào)理+廂式壓濾脫水”的處理工藝，具體工藝流程見圖1。

　　3.2 設(shè)計(jì)說明

　　(1)污泥調(diào)理系統(tǒng)　在脫硫系統(tǒng)噴淋塔系統(tǒng)的循環(huán)水池底部，通過污泥抓斗將淤積、壓實(shí)的石膏漿抓出的污泥放入攪拌槽中。攪拌槽中設(shè)有機(jī)械攪拌器，以攪拌均勻。在污泥濃縮池設(shè)置液位計(jì)，高液位時(shí)，控制提升泵打開，將石膏污泥與混合污泥輸送至污泥調(diào)理槽。濃縮池污泥首先提升至污泥調(diào)理槽的混凝池，通過加藥泵定量投加PAC，從而使得PAC與污泥結(jié)合，形成絮團(tuán)較大的絮體。混凝池反應(yīng)后的泥水混合物通過自流方式進(jìn)入絮凝池，在絮凝池中通過螺桿加藥泵定量加入PAM，通過網(wǎng)捕、卷掃、吸附架橋等作用，使得污泥絮體進(jìn)一步增大，從而形成可自沉降的大型絮團(tuán)。絮凝后的污泥自流進(jìn)入提升池，通過液位計(jì)控制螺桿泵的啟停。

　　(2)污泥脫水系統(tǒng)　提升池的污泥通過高低壓螺桿泵輸送至壓濾機(jī)過濾。液位計(jì)所設(shè)計(jì)控制信號如下:污泥提升池處于高液位時(shí)，污泥提升泵停止工作，污泥提升池處于中液位時(shí)，污泥提升泵開始工作，將污泥輸送至壓濾機(jī)的螺桿泵開始工作，污泥提升池處于低液位時(shí)，將污泥輸送至壓濾機(jī)的螺桿泵停止工作。

　　污泥脫水系統(tǒng)利用兩臺壓濾機(jī)，每套壓濾機(jī)對應(yīng)一套獨(dú)立的進(jìn)泥系統(tǒng)與隔膜壓榨單元。進(jìn)料過程是個(gè)變頻控制過程:首*行低壓螺桿泵進(jìn)料操作。隨著進(jìn)料壓力的增大，進(jìn)料量越來越少，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行一段時(shí)間的保壓操作，之后進(jìn)入高壓螺桿泵進(jìn)料操作。與低壓進(jìn)料相似，在進(jìn)料壓力增大到設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入自動保壓時(shí)間，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。在到達(dá)保壓時(shí)間后，系統(tǒng)自動切換至二次壓榨過程。二次壓榨是指利用水/氣將濾板隔膜空間填充滿，從而將濾板之間的污泥再次擠壓，從而將板間污泥含水率進(jìn)一步降低。壓榨濾液通過地溝流回廢水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池。系統(tǒng)經(jīng)過氣體反吹、卸壓拉板等操作后恢復(fù)至初始狀態(tài)，從而可進(jìn)行下一次污泥脫水流程。

　　在多次進(jìn)行污泥壓榨后，需對濾布進(jìn)行水沖洗操作。系統(tǒng)開始水沖洗時(shí)，工作壓力設(shè)置為1.8MPa，并設(shè)置卸壓回流管路與安全閥管路，以防止水沖洗管路壓力過大而出現(xiàn)安全事故。沖洗水通過集液翻板作用排放至地溝。沖洗水箱設(shè)有液位計(jì)與氣動閥，可依據(jù)水箱液位進(jìn)行聯(lián)動操作。

　　3.3 關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)

　　污泥調(diào)理系統(tǒng)及污泥脫水系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表1、表2。

　　3.4 運(yùn)行效果

　　(1)不同類型PAM對污泥沉降性能的影響

　　分別采用陽離子型、陰離子型和非離子型PAM作為絮凝劑，探究對污泥沉降速率的影響，得到不同類型PAM對SV30的影響如圖2所示。結(jié)果表明，陽離子型PAM有助于降低SV30，從而提高污泥的沉降性能。因此，陽離子型PAM為較優(yōu)的絮凝劑。

　　污泥和土壤等膠體顆粒主要帶有負(fù)電荷，而混凝反應(yīng)首先需進(jìn)行電中和反應(yīng)，使得顆粒之間相互吸附，從而形成絮團(tuán)便于沉降。因此表面帶有陽離子的PAM更易與污泥進(jìn)行電中和反應(yīng)，沉降性能較好，SV30較低。

　　(2)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性研究

　　本項(xiàng)目已完成調(diào)試且正式運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，設(shè)備運(yùn)行正常，污泥脫水效果穩(wěn)定，連續(xù)監(jiān)測最終污泥含水率均低于60%。

　　4、結(jié)語

　　綜上所述，通過本文的分析討論得出以下結(jié)論：

　　(1)該工程案例采用“污泥調(diào)理+廂式壓濾脫水”的工藝流程處理混合污泥，有效降低了污泥含水率(<60%)，大大降低了最終污泥所占體積，實(shí)現(xiàn)了造紙廢水污泥深度脫水的目標(biāo)。

　　(2)采用陽離子型PAM可有效降低SV30，提高污泥的沉降性能，因此為較優(yōu)的絮凝劑。

　　(3)該項(xiàng)目工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可日處理9t絕干污泥，對造紙行業(yè)污泥調(diào)理與深度脫水的設(shè)計(jì)與應(yīng)用有一定的借鑒意義。