自来水厂污泥处理工程设计

一、国内自来水工业污泥处理虽然污泥处理已有上百年的发展历史，处理则只有几十年的发展历史。究其原因，主泥与传统意义上的“污泥”有本质区别，自来自水厂的沉淀池（或澄清池，下同）排泥和滤成分主要取决于水厂水源水质。在西方发达好，泥沙含量低，故污泥中主要成份为：浮游质、有机物、金属氢氧化物（如少量的铁锰化投加的物质，如絮凝剂形成的金属氢氧化物用时）。在国内，以江、河为水源的水厂，由于大，其污泥也以泥砂为主；以湖水为水源的水国外情况接近。在自来水净水工艺中，仅投故污泥中仅增加了金属氢氧化物排入自然界，有机物总量，对环境的污染仅限于增加接受成一定的淤积。对于大容量的接受水体而言，能性并不明显，因此，目前国内许多水厂直接只有找不到合适接受水体的水厂才考虑对污泥进行处理，如北京市第九水厂和石家庄市石润水厂，均因水源地较远，周围又无大的湖泊或河流作为接受水体，排入城市下水管道，则会造成下水管道堵塞，故考虑了水厂污泥处理。然而，随着经济的发展和人们环保意识的增强，国家对环境保护日益重视，在完成淮河流域环保达标排放工程后，又启动了太湖流域和长江流域环保达标排放工程。一些有条件的水厂也陆续上马污泥处理项目，如深圳梅林水厂、深圳水质水厂，香港的沙田水厂、北港水厂和马鞍山水厂等。二、污泥处理的主要机理及工艺流程自来水工业污泥主要来自水厂的沉淀池排泥和滤池反冲洗废水，其主要成份是亲水性的无机盐、有机物、浮游生物和絮凝剂的水解产物，其中前三种物质取自自然，后一种是净水生产过程中投加的，其主要成分为金属氢氧化物，因此对环境不造成有机污染，一般采用物理化学处理方法。由于污泥具有较强的亲水性，对污泥浓缩后才能进行干化。目前，国内外较成熟的污泥处理工艺有以下四种：（1）浓缩并散布于干化床。（2）浓缩并冷冻。（3）浓缩并通过真空过滤机、带式压滤机或离心机脱水干化。（4）通过酸化污泥，回收絮凝剂，用真空过滤机、压滤机或离心机处理中和后的污泥。我国采用较多的是第三种工艺。由于自来水厂的沉淀池排泥和滤池反冲洗废水的污泥性质上有较大的差异，滤池反冲洗废水中主要固体为絮凝沉淀过程中破碎的细小矾花及絮凝状物体，所含固体量一般为0.04%左右，其沉淀性能较差；而沉淀池排泥主要固体为絮凝沉淀产物，且在沉淀池中污泥受到压缩，固体含量较高，一般在0.5%~1%之间，颗粒几何尺寸较大，易于沉淀分离，针对上述污泥的特性，这套工艺大体上形成以下三种流程：北京市第九水厂和石家庄市石润水厂采用的是B流程，深圳的梅林水厂和香港的沙田水厂、北港水厂和马鞍山水厂等采用的是C流程。三、石家庄石润水厂污泥处理工程实例石润水厂是石家庄市第一座地表水水厂，净水厂设计规模为30万m3/d。其污泥处理部分处理能力为500mg/H，主要构筑物有：调节池、污泥浓缩池和脱水间等三个部分。（1）调节池：调节池的容积为550米m3，池内安装了一台潜水搅拌机和四台潜水泵，水泵开停由液位控制仪控制。调节池的作用主要有两个：首先，潜水搅拌机使污泥处于悬浮状态，向污泥浓缩池提供均匀一致的污泥浓度；其次，调节池对来水进行调节，然后由潜水泵以恒定的流量向浓缩池投配污泥。（2）污泥浓缩池：污泥浓缩池设计中应用了澳大利亚技术，是一种高速浓缩池，对无机性稀污泥具有较好的浓缩特性，浓缩池直径为18米，深度4.8米，设计水力负荷为2m/m·h，池内设有中心传动的刮泥桥，在浓缩池入口的污泥管中投加0.2%聚丙烯酰胺，投加量为100~200g/t·DS。投药后的污泥在中心导流筒内得到充分混合后进入浓缩池，经浓缩，上清夜汇流到集水井，由潜水泵均匀地回流到配水井；底部浓缩污泥用恒定流量的螺旋转子泵提升至污泥脱水间，其运行由超声波泥位控制开关控制，确保浓缩污泥层在所控制的范围内，并保证浓缩池的正常工作。（3）脱水间：脱水间内设置一台带宽(米的带式压滤机及其附属设备，干污泥产率为200m3/m2·h，每天运行时间为20小时，压滤后的污泥含水率≦75%，脱水间内还设有聚合物制备装置及投加设备，制备装置的容量为1500l/h聚合物采用固体聚丙烯酰胺。已备好的药液由两台隔膜计量泵分别投加至压滤机和浓缩池。四、自来水厂污泥处理工程设计应考虑问题的思考通过对石润水厂污泥处理系统的调研，我们学到了许多经验和教训，对饮用水工业的污泥处理有了进一步认识。结合我司沙口水厂的实际运行情况，就污泥处理工程设计值得考虑的问题归纳了以下四个方面：1、有必要进行污泥处理中试实验。大中型水厂的污泥处理，国内工程实例不多也暂无完善的水厂污泥处理设计规范可以借鉴，故设计中存在的矛盾和问题较多；其次，水厂污泥的主要成份为亲水性的无机物，其成份和性质又取决于水源的水质情况，与城市污水厂的污泥有本质性的区别，故城市污水厂的污泥处理工艺及设计参数只能作为借鉴。日本水道协会《水道设施设计指南》中明确指