1、工程概況
杭州市七格污水處理廠承擔著杭州主城區90%以上的城市生活污水處理任務,污水處理總規模達150×104m3/d,共分四期建設。一期工程于2003年7月投入運行,設計處理規模為40×104m3/d;二期工程于2005年9月投入運行,設計處理規模為20×104m3/d;三期工程于2012年5月投入運行,設計處理規模為60×104m3/d;四期工程于2019年9月投入運行,設計處理規模為30×104m3/d。污水處理采用AAO工藝,出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準,處理后出水排入錢塘江。
2018年,七格污水處理廠一、二期的污泥產量為600t/d(含水率為80%),污泥處理采用帶式壓濾脫水或離心脫水至含水率80%左右,再通過污泥調理和板框壓濾深度脫水至含水率50%以下,后外運焚燒處置;七格污水處理廠三期的污泥產量為600t/d(含水率為80%),污泥處理采用離心脫水至含水率80%左右,后外運焚燒處置。
隨著七格污水處理廠四期的投運,污泥產量進一步增加,達到1600t/d(含水率為80%),污泥處理能力存在較大缺口,其運輸和處置成本也隨之上升。為系統解決七格污水處理廠的污泥處理問題,實現污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化,在污水廠內新建“杭州市七格污水處理廠污泥處理提升工程”,設計污泥處理規模為1600t/d(含水率為80%),將污泥深度脫水至含水率50%以下,后外運焚燒處置。該工程于2018年7月開工建設,2019年12月投入運行。
2、設計泥質及工藝流程
2.1 設計泥質
設計進泥量1600t/d(含水率為80%),絕干污泥量320t/d;脫水后出泥量640t/d,污泥含水率50%以下。設計進泥量及進、出泥含水率見表1。

2.2 污泥處理工藝及流程
采用化學調理/板框壓濾的方式進行污泥深度脫水,主要包括污泥接收、污泥調理,最后對污泥進行減量化、穩定化、無害化和資源化利用。采用化學除臭與生物除臭濾池相結合的方式進行臭氣處理,并配合離子送新風的空間預防除臭工藝。
七格污水處理廠一、二期脫水機房產生的含水率80%污泥首先貯存于一、二期的4座污泥倉內,通過螺桿泵送至A區污泥處理車間,加入轉化劑、助濾劑、改性劑、穩定劑等調理藥劑,混合均勻后泵送至調理污泥儲倉,再泵送至板框壓濾機進行深度脫水至含水率50%以下。
七格污水處理廠四期含水率99.2%的活性污泥通過管道泵送至B區污泥處理車間,濃縮至含水率95%左右后,與三期脫水機房產生的含水率80%污泥在B區污泥處理車間混合,加入轉化劑、助濾劑、改性劑、穩定劑等調理藥劑,混合均勻后先泵送至調理污泥儲倉,再泵送至板框壓濾機進行深度脫水至含水率50%以下。
A、B兩區的污泥深度脫水工藝流程見圖1。

3、主要建(構)筑物及設計參數
該工程的主要工藝建(構)筑物包括A、B兩區的污泥處理車間。A區污泥處理車間包括污泥接收系統、污泥調理系統、污泥脫水系統、干污泥輸送系統、除臭系統,構筑物尺寸為22.0m×120.6m×19.0m,接收一、二期含水率80%的污泥,對污泥進行調理、深度脫水,儲存脫水后含水率50%以下的污泥,并裝車以便運至最終處置場所。
B區污泥處理車間包括應急污泥接收系統、三期和四期污泥接收系統、污泥調理系統、污泥脫水系統、藥劑系統、干污泥輸送系統、除臭系統,構筑物尺寸為65.0m×63.2m×18.5m,正常工況接收七格污水處理廠三期含水率80%的污泥、四期含水率99.2%的污泥,應急工況下也可接收由廠外汽車運輸而來的含水率80%的污泥,對污泥進行調理、深度脫水,儲存脫水后含水率50%以下的污泥,并裝車以便運至最終處置場所。A、B兩區的污泥處理車間平面布置見圖2。

3.1 污泥接收系統
A區污泥處理車間設污泥接收釜2臺,單臺尺寸為Ø2800mm×3500mm,攪拌機功率22kW;污泥接收泵4臺(2用2備),單臺Q=25m3/h、H=600kPa、N=22kW。
B區污泥處理車間設應急污泥接收池2座,單座尺寸為5500mm×4000mm×2500mm;應急污泥泵4臺(2用2備),單臺Q=65m3/h、H=250kPa、N=7.5kW;污泥接收釜2臺,單臺尺寸為Ø3000mm×4000mm,攪拌機功率15kW;污泥輸送泵4臺(2用2備),單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW。
B區污泥處理車間設污泥濃縮罐4臺,單臺尺寸為Ø6000mm×8000mm,攪拌機功率22kW;濃縮污泥泵6臺(3用3備),單臺Q=80m3/h、H=300kPa、N=18.5kW。
3.2 污泥調理系統
調理的作用主要是對污泥顆粒表面的有機物進行改性,降低污泥的水分結合容量,同時提高污泥的可壓縮性能,使污泥滿足高壓力脫水過程的要求。
A區污泥處理車間設污泥轉化調理釜2臺,單臺尺寸為Ø2800mm×4500mm,攪拌機功率22kW;轉化污泥泵4臺(2用2備),單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW;污泥改性調理釜3臺,單臺尺寸為Ø3200mm×4500mm,攪拌機功率22kW;改性污泥泵3臺,單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW;污泥穩定調理釜3臺,單臺尺寸為Ø3200mm×4500mm,攪拌機功率22kW;穩定污泥泵3臺,單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW;調理污泥儲罐3臺,單臺尺寸為Ø3800mm×4500mm,攪拌機功率22kW。分別加入轉化劑、改性劑、穩定劑等調理藥劑,對污泥進行三次調理。
B區污泥處理車間設污泥轉化調理釜3臺,單臺尺寸為Ø3200mm×4500mm,攪拌機功率22kW;轉化污泥泵3臺,單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW;污泥改性調理釜3臺,單臺尺寸為Ø3200mm×4500mm,攪拌機功率22kW;改性污泥泵3臺,單臺Q=45m3/h、H=350kPa、N=11kW;污泥穩定調理釜4臺,單臺尺寸為Ø3600mm×4500mm,攪拌機功率22kW;穩定污泥泵4臺,單臺Q=60m3/h、H=500kPa、N=22kW;調理污泥儲罐4臺,單臺尺寸為Ø3800mm×4500mm,攪拌機功率22kW。分別加入轉化劑、改性劑、穩定劑等調理藥劑,對污泥進行三次調理。
3.3 污泥脫水系統
A、B兩區的污泥處理車間分別設板框壓濾機10、14臺,單臺濾板尺寸為1500mm×1500mm,過濾面積500m2,功率15kW;壓濾機進泥泵各8臺,單臺Q=70m3/h、H=750kPa、N=22kW;高壓水泵分別為4臺(2用2備)、6臺(3用3備),單臺Q=20m3/h、H=1800kPa、N=15kW;壓榨水箱各1個,V=45m3;濾布清洗機分別為2、3臺,功率11kW。兩區均可將調理后的污泥深度脫水至含水率50%以下。
3.4 干污泥輸送系統
A區污泥處理車間設干污泥輸送機10臺,單臺尺寸為13000mm×800mm,輸送能力20t/h,功率7.5kW;總干污泥輸送機2臺,單臺尺寸為45000mm×800mm,輸送能力40t/h,功率7.5kW。
B區污泥處理車間設干污泥輸送機14臺,單臺尺寸為18000mm×800mm,輸送能力20t/h,功率7.5kW;總干污泥輸送機1臺,單臺尺寸為13000mm×800mm,輸送能力40t/h,功率7.5kW。兩區分別將每臺板框壓濾機處理后的干污泥送至總干污泥輸送機上,后運輸到干泥庫中。
3.5 藥劑系統
B區污泥處理車間設藥劑A原料儲罐2臺,單臺尺寸為Ø4200mm×113000mm;管式螺旋輸送器2臺,電機功率4kW;藥劑A配制釜Ⅰ共2臺,單臺尺寸為Ø2800mm×3000mm,攪拌機功率15kW;藥劑A配制釜Ⅱ共2臺,單臺尺寸為Ø3000mm×4200mm,攪拌機功率15kW;藥劑A輸送泵4臺,單臺Q=40m3/h、H=200kPa、N=7.5kW。
設藥劑B原料儲罐4臺,單臺尺寸為Ø4000mm×6000mm;藥劑B-1輸送泵4臺(2用2備),單臺Q=50m3/h、H=320kPa、N=7.5kW;藥劑B-2輸送泵4臺(2用2備),單臺Q=40m3/h、H=200kPa、N=7.5kW。
設藥劑C原料儲罐2臺,單臺尺寸為Ø4600mm×8000mm;藥劑C輸送泵2臺,單臺Q=25m3/h、H=320kPa、N=7.5kW。
3.6 除臭系統
該工程采用一級化學洗滌+二級生物處理的組合式臭氣處理工藝,同時增加了離子送新風的主動預防除臭工藝。污泥處理過程中產生的臭氣經管道收集后進入化學除臭塔,尾氣進入生物除臭濾池,處理后排出;同時在人員經常出入的車間場所送入離子新風,從源頭處降低臭氣濃度,提高工作環境的舒適性。
A區污泥處理車間設化學除臭系統9座,總處理風量56000m3/h,配套化學吸收塔、離心風機、藥劑循環泵;單臺風機風量7000m3/h,單臺淋洗風機風量28000m3/h;單臺藥劑循環泵Q=45m3/h、H=280kPa、N=5.5kW。設生物除臭設備2座,總處理風量56000m3/h,單臺風機風量25000m3/h、風壓3200Pa、功率60kW。設離子除臭設備2臺,單臺送風風機風量30000m3/h、風壓3000Pa、功率37kW,離子發生器功率2kW。
B區污泥處理車間設化學除臭系統10座,總處理風量80000m3/h,配套化學吸收塔、離心風機、藥劑循環泵;單臺風機風量9000m3/h,單臺淋洗風機風量40000m3/h;單臺藥劑循環泵Q=45m3/h、H=280kPa、N=5.5kW。設生物除臭設備2座,總處理風量80000m3/h,單臺風機風量40000m3/h、風壓3200Pa、功率75kW。設離子除臭設備3臺,單臺送風風機風量40000m3/h、風壓3000Pa、功率45kW,離子發生器功率2kW。
采取各種除臭措施后,排氣筒處的廢氣排放達到《惡臭污染物排放標準》(GB14554—93),廠界處的廢氣排放達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)的二級標準。
4、工程特色及亮點
①節約用地。該工程利用七格污水處理廠內閑置用地改造建設污泥處理項目,靈活布置污泥接收、調理、脫水、干泥庫房等設施,總占地面積8500m2,單位污泥建設用地約5.31m2/t,與其他污泥處理技術相比,大幅節約建設用地。
②節省投資。該工程設計污泥處理規模為1600t/d(含水率為80%),投資約2.69億元,單位污泥建設投資約16.81萬元/t。相較于單位投資約30~40萬元/t(含水率為80%)的其他污泥干化工藝,該工程可節省投資40%~60%。
③濃縮污泥直接脫水。七格污水處理廠四期含水率99.2%的污泥通過泵與管道直接輸送至污泥接收系統,實現濃縮污泥一次脫水至含水率50%以下,省卻了離心脫水機的投資與運行成本。
④常溫低壓脫水。該工程污泥深度脫水技術可以在常溫低壓(<0.6MPa)條件下,將每噸含水率80%濕污泥中的水分離75%以上,脫水干泥含水率降至50%以下,即1t含水率80%污泥可減量至500kg以下,從而實現污泥的大幅減量化。
⑤降低污泥處理處置成本。工程實施前,將離心脫水后含水率80%的污泥外運焚燒處置,總成本約348元/t;工程實施后,將深度脫水后含水率50%的污泥外運焚燒處置,總成本約316.2元/t,污泥處理處置總成本降低9.14%,同時污泥的深度脫水和大幅減量有效減輕了污泥運輸壓力,有利于污泥協同焚燒。
5、運行情況
七格污水處理廠污泥處理提升工程自建成投運以來,運行情況良好,實際污泥處理量可達1350t/d(含水率為80%),一~三期進泥含水率為80.59%~86.38%,四期進泥含水率為96.43%~99.26%;脫水后平均出泥量為670t/d,出泥含水率為45.10%~49.50%;排氣筒處和廠界處的廢氣排放濃度均優于排放標準。污水處理廠實際進、出污泥理化性質見表2。

深度脫水后污泥的平均含水率為47.17%,總鎘、總汞、總鉛、總鉻、總砷、總銅、總鋅、總鎳、礦物油、揮發酚含量分別為6.58、1.29、36.76、63.33、11.84、72.94、282.94、20.66、787、1.36mg/kg,各項指標均滿足《城鎮污水處理廠污泥泥質》(GB24188—2009)、《城鎮污水處理廠污泥處置單獨焚燒用泥質》(GB/T24602—2009)和《城鎮污水處理廠污泥處置制磚用泥質》(GB/T25031—2010)的要求,可采用焚燒、建材利用等處置方式,實現污泥的無害化與資源化。
經監測,排氣筒處臭氣濃度為63,硫化氫濃度<6.45×10-3mg/m3,氨濃度為0.447mg/m3,符合《惡臭污染物排放標準》(GB14554—93);廠界處臭氣濃度<10,硫化氫濃度<1.58×10-3mg/m3,氨濃度為0.027mg/m3,符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)的二級標準。
6、結語
①該工程采用化學調理/板框壓濾的方式將污泥深度脫水至含水率50%以下,含水率80%的污泥可減量50%以上,脫水后污泥可通過焚燒、建材利用等處置方式,有效實現減量化、穩定化、無害化、資源化。
②該工程充分利用現有場地條件,合理規劃功能布局,分塊建設600和1000t/d(含水率為80%)的污泥深度脫水設施,與其他污泥處理技術相比,大幅節約建設用地。
③該工程位于七格污水處理廠內,污泥脫水過程產生的廢水可直接排入污水處理廠進水管道,通過污水處理廠集中處理達標后排放,無需單獨設置污水處理裝置。
④該工程所有設備均采用全封閉設計、負壓運行,對集中收集的臭氣進行一級化學洗滌+二級生物處理,并增加離子送新風的空間預防除臭工藝,有效控制了臭氣排放,最大限度地減少了對周邊環境和居民的影響。(來源:杭州市水務集團有限公司)



