垃圾渗滤液处理中脱泥系统调试运行研究_张猛.pdf

93垃圾渗滤液处理中脱泥系统调试运行研究文_张猛 烟台市环境卫生管理中心摘要：本文以烟台市某垃圾渗滤液处理车间污泥脱水系统为研究对象，对其运行过程进行工艺调整提升脱泥效率，通过对药剂投加量、进泥量、差速的调整，以降低泥饼含水率。研究结果显示，当药泵频率 40Hz，污泥泵频率为30Hz，差速为 4 时污泥脱水效果最好。关键词：垃圾渗滤液；污泥脱水；泥饼含水率Study on Commissioning and Operation of Desliming System in Landfill Leachate TreatmentZHANG Meng Abstract This paper takes the sludge dewatering system of a landfill leachate treatment workshop in Yantai City as the research object,adjusts its operation process to improve the sludge removal efficiency,and reduces the water content of sludge cake by adjusting the dosage of chemicals,the amount of sludge,and the differential speed.The research results show that the sludge dewatering effect is best when the frequency of medicine pump is 40Hz,the frequency of sludge pump is 30HZ,and the differential speed is 4.Key words landfill leachate;sludge dewatering;moisture content of mud cake1 垃圾渗滤液处理及脱泥系统1.1 垃圾渗滤液处理技术垃圾渗滤液主要来源于生活垃圾在填埋过程中因有机物质分解产生的水、垃圾自身所含水分以及填埋场内的雨雪水，通过淋溶作用从而产生的污水。其特点主要有：水质水量复杂多变；有机污染物和氨氮含量高，特别是中老年生活垃圾填埋场渗滤液氨氮含量更高；重金属含量大，色度高且有恶臭；微生物营养元素比例失衡等。垃圾渗滤液的处理方法主要包括：好氧生物处理方法、A/O 生物处理方法、超滤膜处理技术、反渗透膜处理技术以及由以上两种或多种处理方法结合而成的组合工艺。生活垃圾渗沥液在生化处理过程中会产生大量的剩余污泥，其具有污泥含量高、重金属含量高、杂质含量高等特点，通常采用机械脱水至含水率 80%后再进行后续处理处置。1.2 污水处理中污泥脱水工艺污泥脱水的主要设备包括带式脱泥机、离心式脱泥机、叠螺式脱泥机和板框式脱泥机，按照污泥的脱水方式，可以将其工艺分为离心式、压滤式和真空过滤式脱水。带式脱泥机主要结构包括履带、辊压筒等，脱水原理为两根履带夹带污泥进入辊压筒中，并呈 S 型通过，依靠张紧履带的张力，对污泥进行压榨，把污泥中的水分挤压出去，从而实现污泥脱水，获得高质量的泥饼。离心式脱泥机的主要机构包括离心机和螺旋输送器，其工作原理为：污泥由管道输送至离心机，离心机高速旋转从而产生离心力，将污泥甩出紧贴在转鼓内壁，污泥中的水分，在离心力的作用下在污泥内侧从而产生液体层。甩出的污泥进入螺旋输送器，在输送器推动下进入转载的锥端，产生的污水则由溢流堰汇集后排出。板框式压滤机主要由嵌入式压滤板、启动式闭合系统、空气压缩系统、高压冲洗系统及相关的自动化电力系统组成，其工作原理为污泥在压滤板的挤压力作用下使得污泥中的水分排出，污泥则通过振动方式排出。叠螺式脱泥机的主要结构包括叠螺电机机、叠螺主体、搅拌装置、出泥装置等，其工作原理为污泥由管道泵至絮凝箱，通过搅拌装置将污泥与絮凝剂溶液进行充分混合，随后混合后的污泥进入叠螺主体，随着液位缓慢的向浓缩机腔体的上部移动，通过出液口进入到叠片式污泥脱水机的进液口。污泥被絮凝后的清液透过中心的由游动环和固定环组成的滤芯，经排水装置排除脱水机腔体，实现对污泥的浓缩。1.3 垃圾渗滤液处理中剩余污泥脱泥系统对于垃圾渗沥液处理过程中产生的污泥，带式脱泥机在实际使用中较少，因为使用时操作维护复杂，易产生异味，造成滤布堵塞；离心式脱泥机使用较多，使用时存在占地面积小，操作简便等优点；叠螺脱泥机使用频率较高，具有用水量少，耗电低，操作简便，可连续运行等优点。综合考虑，叠螺式脱水机是垃圾渗沥液污泥脱水的较好选择。本文所涉及污泥脱水系统为烟台市某生活垃圾渗滤液处理车间，该车间所使用污泥脱水系统包括絮凝剂配置及投加装置，叠螺式污泥脱水机及相关的配电设施和管道阀门，通过对絮凝剂投加量、污泥进泥量、离心机差速等条件与脱泥效果（泥饼含水率）的相关性研究，确定脱泥系统的最佳运行条件，同时确定垃圾渗滤液处理中污泥脱水系统调试的具体流程。2 垃圾渗滤液处理脱泥系统调试运行方案2.1 垃圾渗滤液处理车间污泥脱水系统简介本文涉及烟台市某生活垃圾渗滤液处理车间采用生化处理+膜处理工艺（超滤+纳滤+反渗透），设计日处理水量为场景941200m3，出水水质达到 生活垃圾填埋场污染物控制标准（GB16889-2008）表2 标准后，排入市政下水道管网。该车间生化系统产生剩余污泥通过污泥脱水系统脱水后，送至生活垃圾焚烧厂进行污泥焚烧，符合污泥的相关处理处置标准。污泥脱水系统主要包括污泥暂存池、污泥泵、阳离子聚丙烯酰胺药剂配置及投加装置、叠螺式污泥脱水机、滤液收集池等设施，脱水系统的运行流程为生化系统污泥由排泥泵排入污泥暂存池沉淀，然后由污泥泵将池中的污泥打入脱泥机中在添加絮凝剂的情况下，使得泥水分离，产生干化泥饼，其滤液排入滤液收集池，之后滤液会泵回生化系统。2.2 垃圾渗滤液处理脱泥系统调试运行方案针对该垃圾渗滤液处理中污泥脱水难的现状，对垃圾渗滤液处理车间的污泥脱水系统进行调控分析，研究最合理的污泥脱水系统调控方法以及叠螺式脱泥机可调参数的确定方法，从而得出污泥脱水系统的最佳运行条件。调 控 方 案 为：在 滤 液 可 接 受（滤 液 含 固 量 小于500mg/L）的前提下，监测不同进泥量、药剂投加量、设备差速时的泥饼含水率，并分析各参数之间的关系。其中投加药剂为阳离子聚丙烯酰胺，药剂配置系统的设计要求既药剂投加量在 0.62之间，按照经验设置为 0.8，药剂投加量可通过对加药泵频率调节进行；进泥量的调节可通过对污泥泵频率的调节进行；脱泥机差速的调节是通过调整叠螺脱泥机的主离心机与辅离心机之间的转速差进行调节，调整方法为在主机转速为最高转速2800rpm转情况下，将辅机转速在 1200 2000rpm 之间调节，从而调整脱泥机差速。3 垃圾渗滤液处理脱泥系统调试结果分析3.1 脱泥系统调试结果分析运用 Dsign-expert 软件，对实验数据进行响应面模型数据分析，当设置药剂投加量既药泵频率 40Hz，污泥泵频率为 30Hz，差速为 4 时，泥饼含水率达到最优。因此根据目前垃圾渗滤液处理车间的具体运行情况，按照上述参数对污泥脱水系统进行调整。3.2 垃圾渗滤液处理中污泥脱水系统调控方法对实验数据进行分析可知，在滤液可接受的前提下，泥饼含水率与药剂投加量、进泥量、差速均存在一定相关性，具体情况如下：药剂投加量增加，泥饼含水率降低。这是因为随着药剂投加量的增加，污泥的絮凝速度会增加，絮体也会更紧实，从而降低含水率。因此提高加药频率可以获得更好质量的泥饼。差速提高，泥饼含水率降低。这是因为差速越低，污泥在转鼓内的停留时间越长，从而使得污泥在高离心力状态下的停留时间增加，有利于脱水效果的提高。因而，降低差速可以获得更好质量的泥饼。进泥量增加，泥饼含水率增加，此关系可以理解为，当进泥量增大时，要获得同样好的滤液就意味着单位时间在转鼓上沉积更多的污泥，就需要更高的差速将沉积污泥推出转鼓，否则污泥就会从滤液跑掉。因此，在滤液含固量合格的前提下，对影响泥饼含水率的因素按照由强到弱的影响程度排序为：差速药剂投加量进泥量，根据上述的数据分析，提出了污泥脱水系统调控流程图（图1），在设备调控的层面上来尽最大可能降低泥饼含水率。图 1 污泥脱水系统调控流程图4 结语本文通过对烟台市生活垃圾渗滤液处理车间污泥脱水系统进行调试方案的研究与分析，确认了达到污泥脱水最佳效果时的污泥脱水系统相关参数，既药泵频率 40Hz，污泥泵频率为 30Hz，差速为 4。得出了影响泥饼含水率的因素按照由强到弱的影响程度排序为：差速进泥量药剂投加量，并具体提出了该垃圾渗滤液处理车间污泥脱水系统的具体调控流程。参考文献1 朱伟青,杨晔,杨虎君.垃圾渗滤液污泥脱水药剂投加经济性试验 J.广东化工,2019,46(11):85-86+103.2范涛.城市生活垃圾填埋场渗滤液全量化处理研究J.广东化工,2022,49(06):144-147.3 刘洋,李雪,鲍利.浅析污泥处理的三种方式 J.科技创新与应用,2015(21):161.4陈振.基于螺旋轴和动静环优化设计的叠螺式脱水机的研发D.合肥：合肥工业大学,2016.作者简介张猛（1987-）,男,山东滨州人,工程师,从事污水处理,生活垃圾焚烧等工作。