浮选式污泥浓缩机处理剩余活性污泥效果分析

摘要：以我国北方某污水处理厂剩余活性污泥为处理对象，采用加压溶气系统+浮选式污泥浓缩机对含水率为98.39%～99.16%的进泥进行了为期8d的处理试验，结果表明：出泥含水率为89.67%～93.34%，平均91.09%，出水上清液平均含水率为99.90%，即上清液平均SS含量为1000mg/L，平均电耗为1.99kW·h/m3，平均药耗为3.95kg/t干泥，与离心浓缩机相比，浮选式污泥浓缩机对剩余污泥的浓缩效果较好，但上清液含固率较高。

关键词：污泥浓缩；剩余污泥；浮选式浓缩机

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）10-0259-03

1引言

气浮浓缩是在污泥混合液中，通入大量密集的微气泡，使其与污泥颗粒相粘附，形成整体比重小于水的“气一泥”絮体，依靠浮力上浮至水面，从而完成固液分离而使污泥浓缩。气浮工艺按照微气泡的产生方式可以分为3类：电解气浮、散气气浮和溶气气浮[1]。

目前国内外应用最广泛的为加压溶气气浮。近几年来，由于溶气罐构造型式的改进、溶气方式的更新、新型溶气释放器的研制及水处理技术的创新等，使气浮浓缩污泥得到了较大的发展。本研究以我国北方某污水处理厂剩余活性污泥为处理对象，采用加压溶气系统+浮选式污泥浓缩机对剩余污泥进行了为期8d的浓缩脱水试验。

2浮选式污泥浓缩机简介

2.1主要构件及设备参数

本试验所采用浮选式污泥浓缩机主要有潜水进泥泵、絮凝反应器、污泥浓缩装置、刮泥装置、空压机、回流水泵、微气泡发生器、加药装置等组成。浓缩机尺寸L×B×H=3.1m×1.5m×2.8m；进泥泵为潜水离心泵，最大进泥量10m3/h，扬程H=12m，电机功率N=2.2kW，在本次试验中，进泥量最大为5.4m3/h，最小为4.8m3/h；絮凝反应器搅拌器电机功率N=0.25kW；刮泥机设置在浓缩机反应区的上方，电机功率N=0.25kW，可连续排泥；回流水泵最大进水量12m3/h，扬程H=60m，电机功率N=5.5kW，回流水泵的主要作用是与气体混合，产生溶气水，本次试验中，回流水泵利用污泥脱水后产生的上清液作为进水；空压机主要为溶气罐提供空气，电机功率N=0.75kW；加药装置搅拌器电机功率N=0.75kW，电机功率N=0.25kW，药剂为污水厂脱水机加药药剂聚丙烯酰胺，配药浓度为0.5%，加药泵最大加药量为1600L/h，实际加药量为400L/h。

2.2工作原理

浮选式污泥浓缩机工作原理示意图见图1。含水率98%～99.8%的剩余活性污泥经进泥泵的提升，首先与制备好的药剂混合，然后进入絮凝反应器，在絮凝反应器中经过搅拌，使药剂和污泥充分混合，然后从浓缩机底部圆柱形进泥桶进入到泥水分离区；加压溶气微气泡发生系统主要由回流水泵、空气压缩机、压力溶气罐和释放器组成。系统利用空压机提供的压缩空气和高扬程水泵提供的循环水流在溶气罐内形成高压，使空气以溶解态气体分子和非溶解态微小气核的形式分散在过饱和溶气水中，过饱和溶气水在经过系统末端的释放器时以微气泡的形式释放并经进水管从池底进入污泥分离区，与活性污泥混合，生成含有气泡的“泡絮体”，流经池体内部的混合接触室完成凝聚和并大。含有“泡絮体”的污泥上浮，汇聚在污泥浓缩区，在浮力和污泥篱笆组件共同作用下，进一步分离区出“清水”。污泥的含水率逐步变小，污泥越来越“干”。污泥中“挤”出的“清水”，被池体中部的回收水管收集外排。

3运行效果分析

本次试验主要测定了浓缩机进泥量、进泥含水率、出泥含水率，上清液含水率等各项指标，并结合用电和用药情况，折算出了吨水电耗和吨泥药耗，见表1、表2。

从试验结果可以看出，采用浮选式污泥浓缩机，对剩余活性污泥进行浓缩脱水，在进泥含水率为98.39%～99.16%，平均含水率为98.99%的情况下，出泥平均含水率可以达到91.09%，污泥浓缩后，其体积缩小为原来的11.3%。某污水处理厂离心浓缩机对剩余污泥进行脱水处理，在进泥含水率为98.83%～99.38%，平均含水率为99.12%的情况下，出泥平均含水率可以达到95.82%，污泥浓缩后，其体积缩小为原来的21.0%。由此可见，在进泥含水率相差不大的情况下，浮选式污泥浓缩机比离心浓缩机具有更好的脱水效果。

从上清液含水率来看，本试验中，上清液平均含水率为99.90%，即上清液平均SS含量为1000mg/L，而采用离心浓缩机处理剩余污泥后，上清液平均含水率为99.92%，即上清液平均SS含量为800mg/L。

4浮选式污泥浓缩机优缺点分析

4.1优点分析

（1）从整体上看，浮选式污泥浓缩机具有投资成本低、占地面积小、工艺较为简单等特点。浓缩机平面尺寸L×B =3.1m×1.5m，设备占地面积较低。设计最大进泥量为10m3/h的污泥浓缩机，厂家报价为15万元左右。而污水处理厂所采用的离心浓缩机为进口设备，平均进泥量为120m3/h，该设备价格为300万元左右。

（2）能有效降低剩余污泥含水量，有利于下一步污泥脱水。从本次试验的结果来看，浮选式污泥浓缩机能够将平均进泥含水率为98.99%的活性污泥的出泥平均含水率降低到91.09%。与此相比，采用离心浓缩机能够将平均进泥含水率为99.12%的活性污泥的出泥平均含水率降低到95.82%。从郑州市某污水厂离心浓缩机6月份的运行数据可以看出，离心脱水机的进泥含水量为95.82%左右即可以满足处理要求，从这一点来看，浮选式污泥浓缩机作为板框压滤机的前处理工艺，可以满足处理要求。

（3）在污泥浓缩机内部实现中水循环利用。从实际运行情况来看，浮选式污泥浓缩机利用上清液作为“溶气水”的进水，使上清液在浓缩机内部实现了循环利用，在工程上具有一定的可行性。而离心浓缩机产生的上清液，一般也再次回流到污水处理厂的总进水集水井，进行再次循环处理。

4.2缺点分析

（1）该设备处理能力有限。根据有关资料，一个设计进水为5万t/d的污水处理厂，每小时大概产生20t剩余污泥，而本试验装置设计最大进泥量为10m3/h，实际进泥量为5m3/h，污泥处理量太小，假设该设备正常运行时进泥量稳定在7m3/h左右，那么要采购3套设备才能满足需要。

（2）出水上清液效果不明显。何群彪等[2]提出城市污水处理厂剩余活性污泥采用气浮浓缩的主要设计参数显示，出水上清液的SS应在200mg/L以下，厂家在对本产品做宣传时，承诺该设备出水上清液的SS可达到20mg/L以下，从本次试验结果来看，出水上清液的SS达不到设计要求。

（3）在运行过程中，出泥不能很好地控制。设计出泥泥层厚度为50～60cm，但在实际运行时，有时仅为20～30cm，不能很好地实现泥水分离，这对出泥含水率会造成较大的影响。浓缩池在出泥过程中有时会出现因因溶气水水量过大导致上清液浑浊以及浓缩池冒水的现象，降低了出泥质量，增加了上清液SS含量。

（4）在实验过程中，该设备采用的是间歇运行，并未测试连续进泥，而每次进泥都要重新调试，因此，在此次试验运行中，未能体现出其自动化程度。

参考文献：

[1] 张自杰.排水工程下册[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2000.

[2] 何群彪，高廷耀.剩余活性污泥气浮浓缩技术研究[J].同济大学学报，1995，23（4）：418～420.