1 工程簡介

龍泉山污水廠位于廣西壯族自治區柳州市東南角，設計規模為25×10⁴m3/d，采用A2/O輔以化學除磷工藝，剩余污泥采用兩步脫水處理，生產流程如下：剩余污泥→集泥池→轉鼓濃縮→均質池→離心脫水→泥餅處置。處理原理如下：含固率約0.5%的剩余污泥排放到集泥池后立即通過螺桿泵送至轉鼓式機械濃縮機進行 步脫水，此時出泥含固率達到2%～4%；進入均質池后再通過螺桿泵送至離心式脫水機進行第二步脫水，此時出泥含固率達到20%以上，形成泥餅進行集中處置或綜合利用。

脫水車間每天統計重要運行指標，如干污泥產量、耗藥量等，總結形成生產基礎數據，以便不斷優化運行，實現節能降耗的目的。根據歷年統計數據得知，2007、2008、2009年單位污泥耗藥量分別為4.77、3.78、3.54kg/tDS，三年平均單位污泥耗藥量為4.03kg/tDS。

2 節能降耗的初次探索

4.03kg/tDS的單位污泥耗藥量屬于正常范圍，但在運營成本核算中，該藥耗并不經濟。在原有設備設施條件下，技術人員通過不斷優化運行方式，逐漸探索到一條節能降耗的途徑。

集泥池有效容積為900m3，可利用其對剩余污泥進行沉淀濃縮。以前一直是隨時排泥隨時處理，2011年1月-12月，改為每天提前若干小時排放剩余污泥至集泥池，先沉淀濃縮后再進入后續處理工藝，延長了污泥濃縮時間，使轉鼓式機械濃縮機的進泥濃度很高，實現了減小進泥量和降低耗藥量的目的。2011年單位污泥耗藥量為3.04kg/tDS，較之前的4.03kg/tDS降低24.6%，節能降耗效果明顯。

3 節能降耗的二次探索

雖然通過優化運行方式使單位污泥耗藥量降低了24.6%，但在運行時發現集泥池滿后，部分剩余污泥溢流回進水口，節能降耗效果并不理想，仍有探索空間。

集泥池原設計無法實現高效沉淀濃縮，進泥管安裝于池底，管口流速達到1.44m/s，對池底造成劇烈沖刷，大部分污泥沖擊對面池壁后上升并折向溢流管。當剩余污泥流量為400m3/h時，溢流口的堰負荷高達71L/(s·m)，遠遠超出設計規范，形成短流，污泥溢出。

若要實現更為理想的節能降耗目標，必須進一步強化集泥池的沉淀濃縮功能，可以在進水口形式、池型升級改造和清液溢流方式等方面進行探索。

（1）進水口形式

進水口的主要功能是使水流均勻，消除紊流及短流，避免沖刷污泥層或使污泥絮團破碎。該集泥池采用擋板式進水口，在進水斷面上分布不均，主流有向上的分速度，對入口處的污泥沉淀效果造成影響，需要經過一定的流程后才能達到整流的作用。而穿孔花墻在進水口能很快形成整流狀態，水平流速小，對沉淀污泥不產生沖刺。因此，將進水口改為穿孔花墻式。

（2）池型升級改造

當剩余污泥流量為400m3/h時，集泥池表面負荷為2m3/(m2·h)，超過活性污泥普通沉淀池的允許表面負荷1.5m3/(m2·h)，無法達到良好的沉淀效率。而升流式異向流斜板沉淀池的設計表面水力負荷是普通沉淀池的2倍，因此將集泥池升級改造為斜板沉淀池，允許表面負荷可達到3m3/(m2·h)，滿足良好的沉淀條件。據文獻報道，上海市閔行水廠采用斜板濃縮池獲得高達1136kg/(m2·d)的固體通量。

（3）清液溢流方式

溢流口的原位置不佳和堰負荷太大，均不利于獲得良好的沉淀效果，因此需要進行改造。實踐證明，三角堰的出流效果較好，可將其安裝在水平整流的末端，按東西方向布置溢流槽。集泥池升級改造為斜板沉淀池后，當剩余污泥流量為400m3/h時，堰負荷為1.39L/(s·m)，可實現良好的出流效果。

脫水車間于2012年3月進行了集泥池改造，將進水口做成穿孔花墻式，布置溢流三角堰，在0.7m深的水下按60°水平傾角安裝長度為1.2m的斜板，池型升級為斜板沉淀濃縮池，增加池底坡度，并引入離心脫水的清液（含一定量的有機高分子絮凝劑）以增強剩余污泥沉淀濃縮性能，于2012年4月正式投入運行。

經檢測，2012年4月-12月單位污泥耗藥量為2.14kg/tDS，與2011年的3.04kg/tDS相比降低29.6%，而與4.03kg/tDS相比則降低46.9%，節能降耗效果相當顯著。

4 經濟分析

改造措施使污水廠藥耗、人工和電耗成本大幅度降低，具體如下：

（1）降低藥耗成本。每年干污泥產量約8400t，絮凝劑單價以33元/kg計，則每年污泥脫水絮凝劑一項就可節省約24.9萬元。

（2）降低人工成本。每天處理干污泥約23t，需要排放剩余污泥約3800m3，集泥池改造后可承受400m3/h的水力負荷，總共耗時9.5h。根據池型升級后的沉淀濃縮功能以及污泥特性，可提前3h排放，其余6.5h與脫水車間生產同步進行。因此，脫水車間和污泥運輸隊每天只需開設一個班次，人工成本大幅降低。

（3）降低電耗成本。每天只開設一個班次，設備運轉時間相應縮短8h，則螺桿泵、轉鼓式機械濃縮機和離心式脫水機每天節約用電約3500kW·h，每年電費可節省約83.6萬元。

5 結語

龍泉山污水廠污泥脫水車間采取以下措施進行改造，節能降耗效果顯著。

（1）采用穿孔花墻式進水方式，使配水均勻，獲得良好的全池整流狀態，提高沉淀效率。

（2）采用溢流三角堰出水方式，降低堰負荷，避免形成短流。

（3）升級改造成斜板沉淀濃縮形式，獲得更大的表面負荷和固體負荷，提高剩余污泥沉淀和濃縮效率。

（4）增加池底坡度，使濃縮污泥自行流動，在無動力狀態下出泥順暢而連續。

（5）將離心脫水的清液引入集泥池入口，循環利用清液中殘留的有機高分子絮凝劑，可以改善污泥的濃縮性能，提高固體負荷，增大污泥濃縮的目標濃度。