米切尔平原污水处理厂在其污泥饼管道中安装了两个Valmet总固体测量仪(Valmet TS)，以提供关于污泥饼干固体百分比的在线反馈。该数据揭示了一个关于最佳聚合物剂量的有趣发现。
污泥处理和脱水在城市污水处理厂的运行成本中占很大比例，特别是通过使用絮凝助剂，如聚电解质。南非开普敦市运营的米切尔平原污水处理厂最近在扩建和升级污泥脱水设施期间，利用这个机会对城市污水处理中的新兴技术进行了长期试点试验。该工厂目前处理大约40万人口的主要城市废水。
购买聚合物的成本占整个过程驱动成本的10%，占污泥脱水成本的15%到25%。虽然其他工艺参数可以通过测量来优化(例如用于曝气的溶解氧或氨浓度的测量)，但传统的污泥脱水控制在很大程度上依靠视觉评估和值班操作人员的经验，并进行间歇采样和实验室分析。安装了两个Valmet TS测量装置，直接测量泥饼的含水量，提供了用定量数字增强定性经验和视觉效果的机会。
米切尔平原的机械污泥脱水是用带式压滤机实现的。脱水后的泥饼被输送到开斗式螺杆泵，螺杆泵又将泥饼泵入高架料斗中，由卡车进行清除。2017年6月安装了两个Valmet TS装置，一个在初级污泥管道，另一个在废污泥管道。
有效的带压机操作的主要操作参数是固体装填量(公斤/小时)和聚合物投药量(公斤/吨固体聚合物)。Valmet现在还为作业者提供饼干度，可用于观察和开发显示聚合物剂量和饼固体含量之间关系的趋势。
根据在一个班次中不同聚合物投药率的试验(见下图)，作业者保持了相当稳定的污泥饼产量，干固体含量在13%至14%之间。
T确定了最佳的聚合物加药速率代表了大约20%的聚合物节约。
对于初级污泥，聚合物剂量和污泥饼产量之间的关系是相当一致的，在每干吨固体2.2至2.5千克聚合物之间有一个明确的“甜蜜点”。这种关系证实了在开普敦市其他设施观察到的经验。然而，废污泥产生了一个有趣的结果。已经观察到两个最佳点，特别是在约3.5公斤/干吨和5.5公斤/干吨时，在皮带宽度为200公斤/小时/米的理想负载下，污泥饼的固体含量始终保持在14%。脱水性能在4.0 ~ 5.0 kg/干吨范围内不太成功。
因此，压倒性的结论是，在其他参数相同的情况下，开普敦市的经营者应努力以3.5公斤/干吨的较低剂量率操作。请记住，早期的运营成本最初是根据5公斤/干吨固体计算的，现在每年可以使用少20万兰特至40万兰特的聚合物来实现等效的脱水结果。这意味着节约了大约20%的聚合物。维美德TS提供的污泥饼固体含量信息也使操作人员能够更快地适应脱水过程控制的敏感性。
泥饼固体含量(上)和聚合物投药(下)，作业者在轮班过程中试验了几种不同的聚合物投药速率
维美德总固体测量仪(Valmet TS)，基于微波技术，是一种可靠和准确的仪表，适用于所有废水污泥处理应用(0 - 40%总固体)，节省能源，聚合物加药和运输。
本文基于开普敦市废水分公司Zaheer Ortell在2018年南部非洲水研究所(WISA)会议和展览上的演讲。
维斯卡·斯帕索夫，凯文·萨姆森，查希尔和奥尔特尔
文章发表于Forward杂志2/2019。
