安哥拉地区中小型水厂污泥处理方式的研究和比较

韩亮

【摘 要】对目前安哥拉自来水厂污泥的处理方式及必要性进行了说明，并对污泥处理系统的的组成及其运行管理要求进行较为详细的分析。

【关键词】水厂；污泥处理；设备

一、 国内常见的水厂污泥处理方式介绍

（一）水厂污泥处理的必要性

通常城市自来水厂采用地表水作为水源，在生产自来水的过程中产生了大量的污水，污水来自沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗废水。其中包括了浓缩后的悬浮物、有机物和作为药剂加进去的混凝剂，个别地方还要加入高分子絮凝剂。如果这些污水不经过处理直接排放，不但污染了水体，还会造成巨大的水资源浪费。

在国内经历过先污染后治理的过程，现在在安哥拉的水厂项目上更需要借鉴这一过程，要做到“干净的生产过程”，那水厂的污泥处理是必不可少的一环。

下面我们对几种污泥脱水的方法做一些比较，通过这几年在安哥拉水处理项目的实践，推荐几种我认为适合这个市场的污泥处理方法给大家。

（二）机械法污泥脱水方式介绍

常用的几种机械污泥脱水方式有：板框式压滤机、带式压滤机和离心式脱水设备。

1.板框式污泥脱水机：在密闭的状态下，经过高压泵打入的污泥经过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。

2.带式污泥脱水机：由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，从而实现污泥脱水。

3.离心式污泥脱水机：由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒，在高速旋转产生的离心力下，泥水混合物即被甩入转鼓腔内。由于比重不一样，形成固液分离。污泥在螺旋输送器的推动下，被输送到转鼓的锥端由出口连续排出；液环层的液体则由堰口连续“溢流”排至转鼓外靠重力排出。

以上的几种污泥脱水设备在国内使用的都很广泛，板框式污泥脱水机和带式污泥脱水机在国内的生产厂家很多，比如景津环保股份有限公司的板框压滤机，江苏一环、江苏天雨环保和无锡通用的带式污泥脱水机都达到了世界先进水平。离心式污泥脱水机主要的生产厂家还是以欧美进口产品为主，目前主导市场的有Alfa Laval（阿法拉伐）、Flottweg（福乐伟）和Westfalia（韦斯伐里亚）。

（三）自然法污泥脱水方式介绍

利用露天干化场使污泥自热干化，是污泥处理最经济的方法。但由于自热干化脱水受场地、环境等地理条件的限制，仅适用于气候干燥、相对地域面积较大且用地方便、环境条件许可及处理规模较小的地区。

自热干化是将污泥排放到砂场上，利用太阳的热能和风的作用使污泥中的水分得到自热蒸发，同时部分水通过砂层自热排走。在雨季时通过给污泥干化床加装遮盖物的办法，减少雨水对干化床的影响。

二、 几种水厂污泥处理方式在安哥拉的使用情况调查

（一）安哥拉水厂污泥处理的现状

目前公司在安哥拉在建和完工的水处理厂都建有污泥处理设备，主要采取自然干化法处理污泥。

其它安哥拉国家供水局管理的老旧水厂也都在陆续改造水厂的污泥处理设施，如利用世行贷款进行的UIGE（威热）老水厂和新水厂改造、Lubango（卢班戈）供水系统改造一期项目、Luena（卢埃纳）新建供水系统和Caxito（卡西图）新建供水系统等多个项目都采用了自然干化法处理污泥。

罗安达供水局新建的罗安达新水厂Q1（250000T/d）项目、Q2（250000T/d）项目采用的是离心脱水法。

（二）业主对水厂污泥处理的要求

安哥拉地处非洲西海岸，原是葡萄牙殖民地，业主聘请的监理工程师大多来自欧洲和中东地区，特别是葡萄牙地区最多。

监理工程师在环保的问题上原则性很强，有些项目上原招标文件里没有污泥处理的要求，在污泥处理上监理工程师往往会主动要求增加这一块的费用。

监理工程师对污泥处理的方式和对应需要使用的设备都比较清楚，要求项目部使用机械法污泥脱水处理工艺，并且根据他们掌握的信息给项目部一些脱水机的介绍资料和产品样本。

三、 几种水厂污泥处理方式在安哥拉实用性、经济性和可维护性的比较。

下面结合安哥拉的实际状况，从三个方面对各种污泥处理方式做一些比较。

（一）实用性对比

机械法污泥脱水方式是目前国内水厂采用最多的污泥处理方式，大小水厂均有大量使用，在安哥拉使用的还不普遍，只有个别新建项目准备采用这种工艺。

自热法污泥处理方式是目前安哥拉较普遍的水厂污泥处理方式，安哥拉全年分旱、雨两季，5～9月为旱季，平均气温摄氏24度，相对凉爽，潮湿无雨；10～4月（次年）为雨季，气候炎热，气温高、湿度大。这样的天气对采用污泥干化床处理污泥非常有好处，在后期的水厂建设中，我们在干化床的设计上增加了雨棚支架，下雨的时候可以帆布雨棚照起来，这样可以减少雨水对污泥的影响。

2-5WT以下的小水厂每周一次把浓缩池的污泥放到干化床来，一般在旱季的时候2-3天泥浆基本能干，5-10次后需要人工清理一次干化床。

每10000T的水量按照150-200平方米的面积配置干化床，一用一备设置，水量大的水厂可以多配置几组轮流使用。一般安哥拉水厂建设的地点周边都比较空旷，土质是以砂质土壤为主，渗水性非常好。通常可以在水厂一角推出一块空地来，即作为日后污泥储存的地方，也可以临时做浓缩池的排放点用。

在安哥拉的小规模水厂上，自热法污泥处理方式是非常实用的选择。相比更复杂的机械法污泥处理工艺，自然法处理不需要机械设备、电力保障、药剂投入，并且当地工人很快就可以掌握操作过程。

5WT以上的大水厂推荐采用机械法污泥脱水方式，在三种脱水设备中推荐采用离心法污泥脱水工艺。主要是因为：

1.欧洲在污泥处理工艺上更多的是采用离心脱水技术，监理和业主更倾向于这种技术。

2.离心脱水机欧美的品牌很多，在设备文件报批、询价比价容易、采购渠道很多、安装服务便捷、备件采购和维修服务相对要容易一些。如果使用板框脱水机或带式脱水机，大多数是国产的产品，生产厂家的资料文件最多是英语的，很难找到葡语的资料。国产的这些设备在国内的维修还可以，但是卖到了安哥拉来，如果坏了基本就是一堆废铁。

3.离心脱水工艺的自动化程度很高，从配置PAM到离心机开机、进泥、泥的外运、停止进泥后的冲洗到整个系统停下来，基本是全自动控制的。在现场操作的当地工人从几块液位仪和流量仪上就可以判断出是不是需要开机和停机了。如果采用板框脱水机它的滤框给料口在平时运行的时候很容易出现堵塞的现象，相应的滤饼很不好取出。滤布也经常需要人工清理；如果采用带机它是利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷，多数时间还需要人工进行清理作业，这些都给日后的运营带来不稳定因数。

（二）经济性对比

2-5WT以下的小水厂，如果采用机械法污泥处理工艺最少需要600-900W人民币的设备综合费用（含国内采购、海运、安哥拉清关、现场安装调试），如果采用自然法基本不用花钱。

5WT以上的大水厂，从一次性投资算：采用机械法污泥处理工艺最便宜的是带机、其次是压滤机、最贵是离心机，根据测算假设带机是1，压滤机最少要1.5倍的费用、离心机最少要2～2.5倍的费用。

从2年的维护运营算（在安哥拉通常需要建设方运营1～2年，考虑到业主用各种理由推迟验收的时间，项目部最少要考虑2年的运营时间）：离心机花费是最少的，在这段时间内几乎没有需要更换的设备；带机压滤机都有备件需要更换或维修。

（三）可维护性对比

离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年以上，进口名牌轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行，正常的保养后可大大延长维修周期；而带机易损件轴承数量比离心机多数倍外，滤带也需更换，价格昂贵，冲洗泵，空压机，污泥调理器也需要常维护，劳动强度大。

板框式压滤机是通过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。它主要由凹式滤板、框架、自动-气动闭合系统、侧板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、高压液压系统、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。设备复杂内部工艺连锁多，当地工人很难在短时间内掌握，加上工人的流动性大，维护成本增加。

四、 Luena（卢埃纳）供水项目在污泥脱水技术上的选择

Luena（卢埃纳）水厂设计规模13200T/d，是公司以EPC方式承建的一个供水项目，采用的污泥脱水技术是板框式污泥脱水工艺。

项目部准备采用景津环保股份有限公司的板框式压滤机，预计设备综合费用在700W人民币左右（含国内采购、海运、安哥拉清关、现场安装调试），当时图纸已报监理工程师批准，设备还没有报批。项目部在多次参观国内的水厂后，发现该种设备非常复杂，有水路、气路、油路还有电路需要控制。维修的备件多、维修的工艺不好掌握，景津公司在安哥拉没有办事处和售后网点，靠项目部的技工很难完成2年的维修期运行保障工作。

项目部在实际调查了KUITO 水厂后，考虑将机械法污泥脱水工艺改成自然法污泥脱水工艺。项目部一方面组织国内设计单位重新出计算和出污泥干化床的图纸，一方面组织两者的对比文件。

在和监理的交涉中，我们把详细的板框脱水工艺流程图、设备配置表、配电柜和PLC控制系统图纸给监理看；把在国内水厂使用中出现问题的照片也拍摄下来发给监理；并且带监理去看了KUITO水厂的干化床实例，逐渐让监理改变了想法，最终同意我们更换污泥处理工艺。

原脱水泵房建议改成仓库使用，前面的污泥处理工艺得到保留，污泥从污泥池提升到浓缩池；浓缩池进过匀质池后利用自然高差排到干化床，从匀质池增加一根到临时排放场的应急排放管。

总体上来看，一方面为公司节省了100W美元的费用；另一方面没有了复杂的机械污泥脱水系统后，2年的运行比较顺利，同时也为后期的移交奠定了条件。

五、 集团公司日后在海外给水项目污泥处理上的意见和建议

随着国家一带一路战略的实施，目前集团公司在海外的给水项目越来越多。现在非洲和其它第三世界国家的给水项目和80-90年代时候又有很大的不同，从仅仅决解有水喝的问题，逐步发展到要求工艺先进、自动化程度高和更高的环保要求。

安哥拉给水市场经验看，非洲的小水厂在污泥处理工艺上建议采用：从排泥池污泥汇集——浓缩池污泥沉淀——干化床自然干化的流程。

大水厂或者是业主监理坚持用机械法污泥处理的水厂，在污泥处理工艺上建议：从排泥池污泥汇集——浓缩池污泥沉淀——储泥池污泥储存——离心脱水机污泥脱水的流程。

在离心机系统的设备采购上建议：离心机系统主机采购欧美品牌在国内生产的产品：如Alfa Laval（阿法拉伐）在昆山生产的产品、ANDRITZ （安德里茨）在佛山生产的产品。辅助设备螺杆泵采购欧洲品牌在国内生产的产品：如NETZSCH（耐驰）在兰州生产的产品、MONO（莫诺）在上海生产的产品；PAM溶解装置采购欧洲品牌在国内生产的产品：如GRUNGFOD（格兰富）在苏州生产的产品、Prominent（普罗名特）在大连生产的产品。

以上这些设备都有完整的中、英、法、葡、西语的资料、质量证明文件和说明书。在价格上面，经过国内市场的充分竞争后价格比在欧洲采购便宜很多，在交货期上也比欧洲有竞争力。

六、结束语

目前，安哥拉自来水厂排泥水处理尚属于起步阶段，不仅有关的理论和生产实践研究尚未深入，运行管理方面也缺乏经验，还有大量的工作要做。 水厂排泥水处理的实施，虽然增加了自来水的运行成本，但是环境工程的实施有利于水资源的综合利用，有利于走可持续发展的道路，有利于水环境质量的提高，可以减少排泥水直接排入水体所造成对水环境的负面影响。从长远观点来看，有利于水质的进一步提高，并能带来潜在的社会效益和环境放益。