污水处理厂污泥脱水滤液循环利用

文_李丽丽 岳秀萍

1.太原理工大学环境与工程学院 2.山西正阳污水处理净化有限公司

在对污水进行处理的过程中，往往会有大量的污泥产生。污泥的产生代表污水与污染物的有效分离，这是实现污水净化除了重要环节之一。经过处理会产生大量含有污染物质的滤液或清液，需要将其送至污水处理系统中进行深度处理。但这种工艺在实际应用过程中会产生较高的能耗，而且絮凝剂的用量也比较大，因此，还需要对其进行深入的研究。

1 污泥浓缩

1.1 污泥调质原理

为了对污泥自身的颗粒状况、相互之间的作用情况以及表面电荷具备的水合程度进行有效的改善，使污泥能够获得较高的浓缩脱水效率，可以对污泥实施调制处理。该项处理的有效途径包括：第一，将无机盐及合成性质的有机聚合物加入到污泥当中，改变污泥颗粒表面性质，达到脱稳凝聚的效果；第二，改变污泥颗粒之间的原有结构，使过滤阻力有效降低。具体方法包括热调理、化学调理以及洗涤等。

1.2 污泥调制处理试验

以污泥调制机理为基础，在实验室当中对污泥展开化学调理试验。

在试验当中，使用污泥机械脱水之后获得的滤液作为化学调理剂，主要来源是污水处理厂当中滤机滤液收集池，而试验使用的污泥（MLSS≤1300mg/L）主要在污水处理厂的污泥回流泵站当中采集。

试验使用器具包括：两个直径为100mm、高度为1000mm的沉淀器、两个500ml的烧杯、两个漏斗、两个塑料水桶、一根玻璃棒、一个电子计时器以及污泥浓度测定设备等。以下是具体试验步骤：

第一，在两个塑料桶当中盛取适量的污泥及污泥脱水滤液，并分别在两个沉淀器当中加入1000mm和800mm的剩余污泥，同时，在装有800mm剩余污泥的沉淀器当中加入200mm的污泥脱水滤液，使用玻璃棒将其搅拌均匀以后进行静置。

第二，对数据进行记录，在实验的初期阶段，以30s为一个间隔对量筒当中的泥水分界面数值进行一次记录，试验30min以后，则记录间隔可延长至每10min一次，试验2h以后，则每隔30min进行一次记录，读取时间连续4h。

第三，在试验过程中，对剩余污泥浓度进行测定。

第四，在剩余污泥加入20%滤液浓缩4h以后对其浓度进行测定。

第五，通过对数据的整理，完成污泥沉淀曲线图绘制，如图1所示。

图1

从图1中的曲线对比可以发现，在剩余污泥当中加入20%滤液以后，与纯剩余污泥相比，其沉淀初期线性斜率要高出几十倍。而这也说明使用污泥脱水滤液能够对污泥脱水性能进行有效的改善，使污泥脱水效率大大提升，能够起到良好的调理作用。经过对试验的多次重复，纯剩余污泥需要12～30h才能达到既定的浓缩效果。而经过调制处理之后的污泥仅需要4h即可完成浓缩。由此可见，对污泥适当应用调质处理，能够有效提升其浓缩速度。并且要比未经处理的污泥浓缩速度高出很多。

这种现象的产生，主要是因为在对污泥进行脱水处理期间，为了使污泥脱水效率得到有效的提升，需要对浓缩之后的污泥实施调质处理。处理期间，为了确保污泥脱水工作能够顺利进行，作为生产原料的絮凝剂和污泥，通常会有一种处于适当过量状态。如果是污泥过量，则在实际生产过程中污泥机械脱水就很难顺利完成；而如果适当增加絮凝剂的用量，则对生产的顺利进行具有积极的作用。多余的絮凝剂会在泥饼当中滞留一部分，另一部分则在滤液当中溶解。当滤液混合絮凝剂并施加到剩余污泥当中时，会起到絮凝架桥的作用，从而增大污泥团块，使沉降速度得到有效的提升。为了对污泥脱水滤液在污泥浓缩速度方面的作用效果进行准确的评价，可以通过计算污泥固体回收率和污泥浓缩比，并将计算结果进行对比，完成具体验证。

其中，Ci表示经过20%滤液调质处理以后的污泥浓度（mg/L），在本试验当中为7600mg/L；Cu表示污泥浓缩之后的浓度（mg/L），本试验当中为26000mg/L；Qi表示加入的污泥量（L），本试验中为7.85L；Qu表示污泥浓缩后的剂量（L），本试验当中为2.14L为浓缩比；为固体回收率。

在公式（1）（2）当中分别带入Cu、Ci、Qu、Qi可得 ：

经过计算比较可以发现，机械脱水滤液能够对污泥浓缩脱水效果产生非常积极的作用。

2 污泥处理系统中的滤液循环利用

由于脱水滤液本身具有一定的调理作用，会使污泥获得更高的沉淀效率，同时也能使污泥脱水效果得到有效的提升。因此，对于特定的污泥种类以及污泥浓缩池而言，可以对其固体负荷进行有效的提升，为了对上述试验结果进行验证，应基于污泥絮凝沉淀试验在污水处理厂当中进行实际的生产性试验。

本文以某地污水处理厂为例，案例污水处理厂主要应用改良型Carrousel氧化沟工艺，其日常处理能力能够达到15万m3，其进水水质设计为SS≤200mg/L；BOD5≤200mg/L；CODcr≤500mg/L；图2为该污水处理厂的污泥处理流程图。

图2

在传统的污泥处理工艺中，会将所有污泥脱水滤液返回至污水预处理系统当中，而案例污水处理厂对污泥处理工艺进行了改进，其将污泥机械脱水之后的滤液混合到剩余污泥当中，充分混合以后，在浓缩池当中完成浓缩处理。

案例污水处理厂通过对各项指标的监测和计算，包括污泥浓缩池当中的进出污泥浓度MLSS，进出污泥总量、出水SS以及泥位等。经过一年的试运行，其污泥浓缩比一直在2.0以上，且固体回收率始终大于85%。污泥经过浓缩以后，在浓度方面从原来的3.6%变成了现在的4.2%。在过去需要两个浓缩池同时开启才能使水系统运行需求得到满足，而工艺改良之后，只需要一个浓缩池就能够完成水系统生产过程中的剩余污泥处理。这说明污泥处理工艺改进以后，滤液当中的絮凝剂充分发挥了化学调理作用，污泥浓缩脱水性能得到了显著的提升，让污泥获得了较高的固体负荷，大大提升了原有浓缩池的工作效率，同时提升了浓缩污泥的浓度，使污泥机械脱水过程中的絮凝剂用量有效降低，可以减少污水处理厂的运行成本。

3 结束语

污泥脱水滤液能够使污泥的浓缩脱水性能得到有效的提升，使污泥获得更高的浓缩效率，缩小后续工艺设备以及相关构筑物的容积，降低污水处理厂的建设投入，减少污泥处理成本。因此，污水处理厂一定要对滤液的循环利用保持重视，通过有效的应用，推动污水处理厂的可持续发展。