污泥处理中心典型废水水质分析

污泥处理中心典型废水水质分析

位鹏 ,郭华清,  

徐州蓝诺环境科技有限公司   徐州久强检测技术有限公司    221000

摘要：

污泥处理中心在运行过程中产生的废水水质，是制约污泥处理效果的重要因素。本文以某污泥处理中心为例，对该中心产生的几种典型废水水质情况进行全面分析，重点讨论可生化性、碳源相关内容，针对性地提出典型废水集中处理的可行性路径。

关键词：污泥处理中心；废水水质分析；

前言：

污水处理是指把污水中包含的有机物和无机物从水中分离出来，达到污染物排放标准符合法规要求，以便使水资源可以安全地回流至自然环境或安全地用于再次利用或排放的一系列技术措施。一般而言，污水处理过程可分为三个基本步骤：污水清洗、污染物去除和可再生水的利用。以高安屯项目为例，废水来源包括悬浊物、有机污染物和无机营养盐等。按照当前水质情况，可将其划分为两类：（1）水质随物理性质的变化而变化，如热水解工艺冷气冷却水和蒸汽管道冷凝水；（2）当水质出现变化以后，尤其是化学性质较为明显，如污泥预脱水、板框滤液等。在二类废水中，对污泥预脱水（例如：浓缩池上清液、带脱水过滤液、过滤系统等）的处理进行了大量的探讨和研究。洗涤杂水的使用范围以清洁为主，与普通生活废水无显著差别。因此，本文以污水处理中心较为典型的污水—板框脱水滤液、沼气管道排出的冷凝水、干法脱硫系统排出的冷凝水，进行了水质特征的分析，为污水处理过程的选用提供了依据。

一、废水特性

（一）研究内容

本文以高安屯项目为例，该污泥中心的污水处理工艺如图1所示，采样水质分析项目包括pH值、总碱度以及SS等。

图1处理工艺与现场取样点

北京市城区污水处理厂日处理污泥6000多吨（含水量80%），本着“高碑店，小红门，槐房，清河二”的原则，在厂区内设置污泥处理厂处理污泥。其他工厂的污泥（主要集中在海淀区、朝阳区等地）输送至高安屯污泥处理中心，处理能力为1850t/d（含水量80%），有机物含量55%—70%。采用热水解法、厌氧法、板框法等工艺处理后，淤泥含水量达到60%以上，可用于园林、林地等。项目实施后，污泥稳定化、减量化、无害化、资源化等方面得到加强[1]。

图2工艺流程

图2显示了流程和平面布局。外厂污泥（每日约1700吨）送至高安屯再生水厂，与高安屯再生水厂剩余污泥混合后，按85%的含水率进入热水解系统，再经稀释、冷却，使污泥含水量达到90%—92%，温度为53℃，再进入厌氧池消化，待消化后污泥脱水至60%以下。脱水滤液经收集、处理后排入工厂下水道。沼气经过脱硫处理后，送至沼气锅炉发电机房，由锅炉加热沼气中的蒸汽，再将剩余的沼气转化成电能。

（一）常规水质参数

项目所选择的污泥处置设施，其排放标准必须符合GB18918-2002《污水综合排放标准》及相应规定的特定限值。在不同的处理过程中，对其水样进行了常规的水质指标测量，其结果如下。

表1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位：mg/L

二、水质分析

（一）酸碱性

选择酸碱度和酸碱度指标，分析污水的酸碱度。研究了板框过滤液的pH值为6.19-7.20，沼气管道中的冷凝水为7.83-8.39，干法脱硫工艺中的冷凝水分别为5.62-6.93。板框过滤液的碱度为302—1620mg/L，平均浓度为924mg/L；沼气冷凝水总碱度为10000—14800mg/L，平均浓度为11500mg/L；干法脱硫装置冷凝水平均浓度分别为74.9—570mg/L和279mg/L。

三类水质差异较大，板框过滤液为中性，沼气管线冷凝水为弱碱性，干法脱硫系统为弱酸性。通过分析影响因素，得出影响板框过滤效果的主要因素有：调节剂种类、处理工艺和污泥稳定工艺。沼气管道冷凝水的质量与其组成和处理工艺密切相关。高安屯沼气提纯技术是利用砾石滤网除去沼气中的杂质，再由管道内的凝汽器进行除污，因此，沼气燃烧室前沼气管道内的凝汽器中的水样，既含有沼气，又含有一定溶解气体，这些都会影响到冷凝水的pH值[2]。由于脱硫剂主要成分为氧化铁，在脱硫过程中冷凝水与沼气冷凝水混合而呈现弱酸性，因此干法脱硫塔中冷凝水呈弱酸性。

（二）SSS含量

根据测量所知板框过滤液中SS平均浓度为259mg/L，沼气管道冷凝水为22mg/L，通过对试验过程水质变化的分析，发现沼气管道内冷凝水SS浓度为35mg/L，说明采用砾石滤池进行沼气除杂效果良好。干法脱硫系统冷凝水SS浓度变化较大，可能与干法脱硫系统冷凝水排放模式有关。目前采用人工间歇式排放，不同的排放频率、不同的排放时间对水质有一定影响。板框滤液中SS浓度的变化与板框滤布清洗频率和取样周期有关。

（三）有机污染物含量

1）TCOD和SCOD

经检测分析，该产品的TCOD值为1940—3590mg/L，平均为2811mg/L；沼气管线冷凝水TCOD值为62—5000mg/L，排除其中的异常数值，平均为145mg/L；干法脱硫装置的冷凝水浓度为429mg/L。

2）总氮和氨氮

板框滤液的总氮含量为2600—5740mg/L，平均为3346mg/L；沼气管线冷凝水的总氮平均为3463mg/L。干法脱硫装置冷凝水浓度分别为1010—6000mg/L和2494mg/L。结果表明：板框过滤后的NH3-N平均为2790mg/L，沼气冷凝水2988mg/L；通过分析高安屯污水全N、NH3-N含量，发现板框滤液、沼气管线冷凝水、干法脱硫工艺冷凝水均为高浓度NH3-N废水。

三、污泥处理中心废水问题处理工艺

（一）水量分析

在三种废水当中，板框脱水污泥含水率可达60%以上，因此板框式滤料含水率相对较高；其次是沼气管道冷凝水，其次是干法脱硫设备冷凝水。这主要是由于高安屯工程沼气经过砾石过滤器处理后，冷凝水量大于干法脱硫设备。

根据水量计量，可根据板框处理污泥量及脱水泥饼含水率确定出水排水量；但由于沼气管道冷凝水和干法脱硫塔的冷凝水通常是断续排放或间歇排放，所以实际排放量难以测量，可用容器进行估算。污水处理一般采用两步处理工艺，即污水调节和污水处理。（1）污水调节：污水调节工艺是给污水做一个初步处理，主要是利用混凝剂、沉淀剂、湿润剂等物质吸附或沉淀污染物、降低污水的浊度和酸碱度、调节污水的pH值，以便为后续水处理工艺提供良好的水质。（2）污水处理：污水处理工艺是根据污水的污染程度，采用沉淀、植物吸附、生物塔、活性炭、膜法、湿式氧化还原、水中电离等技术，使污水达到排放标准。

（二）现状

高安屯工程现况板框滤液由集中收集至调节池，采用厌氧氨氧化工艺处理，再排入高安屯再生水厂进水泵前池。目前，沼气管道冷凝水通过砾石滤池、沼气冷凝池、排气口等进入管道后再排出；该部分废水未经独立收集处理，由淤泥区下水道排入高安屯再生水厂泵前池。目前采用的脱硫工艺是在消化吸收污泥中加入FeCl3，实现每天人工操作。此段冷凝水也未单独收集、处理，而是通过污泥区下水道直接排入高安屯再生水厂的泵前池。

1．板框滤液

高安屯工程相比于传统的厌氧消化工程，增加了热水解处理环节，因此板框滤液具有总氮、氨氮、COD高的特点。

表2脱水滤液水质比较

2．沼气管线冷凝水

根据工程实践对污泥脱水的要求不同，分别采用凝结式和吸附干燥法。高安屯工程采用冷凝法，利用不同温差脱除沼气冷凝水分。由于缺乏相关数据，无法与同类工程进行比较，仅将其与北京某干化工厂冷凝水进行比较，得出高安屯污水管网中冷凝水具有较高的氨氮、低COD和低SS含量。

3．干式脱硫装置冷凝水

在实际生产中，由于干法脱硫过程存在发热反应，导致部分冷凝水产生，需要定期开启干法脱硫塔排污阀排水。从废水来源分析，干法脱硫塔冷凝水部分是由脱硫反应产生的冷凝水所致，另一部分是由于沼气进气中夹带的冷凝水。因此，干法脱硫废水的特点是酸碱值低，SS含量高。由于文献资料不多，无法将其与同类项目进行比较。通过分析污水水质，发现干法脱硫装置冷凝水具有氨氮含量高、SS含量高的特点。

（三）集中处理的可行性

除目前板框滤液采用厌氧氨氧化工艺集中处理外，其余两类废水通过污水管线直接排入再生水厂进水泵前池。后两类废水虽然水量较少，但随着污泥处理量的增加，废水回流到再生水厂进水泵前仍会对水质产生影响。因此，可考虑对上述三类废水进行集中处理，后两类废水纳入板框滤液处理系统，而三类废水均为总氮、氨氮含量较高的废水，集中处理比较经济，结果表明上述三类废水均可得到集中处理。

结束语：

污泥处理中心主要产生板框滤液、沼气管线冷凝水、干法脱硫冷凝水等典型废水。结果表明板框滤液中TCOD含量较高，沼气管线中SS含量较低，干法脱硫装置冷凝水pH值较低。三个废水中BOD5/TCOD值均大于0.3，说明其生化性较好；分析了废水中碳氮比，发现碳源含量低，传统脱氮工艺难以处理。从酸碱调质和水量两方面考虑，三类废水适合集中处理。

参考文献：

[1] 刘议安,田宇,马迁,等. 北京市高安屯污泥处理中心工程设计及优化[J]. 给水排水,2018,44(8):38-41.

[2] 李鹏章,李爱民,陈博之,等. 基于活性污泥呼吸速率的化工废水水质评价方法[J]. 化工进展,2020,39(6):2472-2478.