自來水廠排泥水處理技術的若干問題

1、自來水廠排泥水處理技術的若干問題自來水廠排泥水若不經(jīng)處理就排入江河湖泊等水體，會成為水體 的重要污染源，并淤積抬高河床，影響江河的航運和行洪排澇能力。 搞好自來水廠排泥水處理，在改善水環(huán)境的同時，還可回收利用占水 廠供水量2%4%的水量，在一定程度上可緩解水資源緊缺的矛盾。 我國近2 800個城市自來水廠今后如陸續(xù)著手建設排泥水處理工程， 這將是涉及數(shù)百億元巨額基建投資能否合理使用、能否實現(xiàn)預期工程 效應和環(huán)境效益的重大現(xiàn)實問題。1污泥干固體產(chǎn)量的取值排泥水處理工程設計中，除了必須確切掌握水廠的混凝沉淀池排 泥水日產(chǎn)水量、濾池沖洗廢水的日產(chǎn)水量和單格濾池一次沖洗廢水量 外，更重要的是必須對水廠

2、污泥干固體日產(chǎn)量的設計規(guī)模進行合理取 值，它直接影響污泥脫水機械的選型配置、設備及構(gòu)筑物的配備和設 計、工程投資和工程的正常運行。水廠排泥水中的污泥干固體由原水中的泥砂、腐殖質(zhì)、藻類等懸 浮雜質(zhì)和水廠投加的混凝劑、助凝劑等兩部分組成，前者占主要比例。與原水中懸浮雜質(zhì)含量密切相關的檢測項目主要是原水濁度值。 濁度儀是根據(jù)光源通過被測水的散射光強弱來測定濁度的光學儀器， 能有效檢測水中屬膠體粒徑范圍的雜質(zhì)顆粒。由于不同源水中的懸浮顆粒大小、組成和形狀各不相同，因此各 種源水的濁度值并不一定可按某固定比值直接換算成SS值(mg/L)。 故在進行排泥水處理工程設計之前，一般應先對全年不同時段的水源 水

3、取樣進行濁度(NTU)值和SS值的系列同步檢測對比，并對所獲大量 數(shù)據(jù)進行數(shù)學回歸和相關分析，得出濁度與SS值之間的相關關系， 再根據(jù)源水具體情況和近年原水濁度資料的概率統(tǒng)計分析等，合理確 定該水廠污泥干固體量(DS)的日處理規(guī)模。否則，估算的干污泥(DS) 日處理量可能與實際相差甚遠，甚至可能差兩倍以上，嚴重影響工程 建設的合理性。2平流沉淀池的排泥方式我國許多自來水廠的平流式沉淀池，其機械排泥采用定時啟動吸 泥機、沿池長全程吸除池底積泥的自動排泥方式。由于平流沉淀池的 池底沉泥主要集中在絮凝池前端的1/3池長范圍，因此由沉淀池后端 的2/3池長范圍排出的泥水往往含固率很低，導致水廠平流沉淀

4、池的 排泥水量較多。建議將機械排泥方式改為按池底積泥規(guī)律實行智能化 自動分段有效排泥的方式。具體做法是：在吸泥機下端離池底適當高 度處設置超聲波污泥界面監(jiān)測儀，當沉淀池前端池底積泥達一定厚度 時，污泥界面監(jiān)測儀自動啟動吸泥機吸除；沉淀池后端因積泥較少， 可設定在對前端的吸泥往返二或三個行程后，再沿整個沉淀池長度全程運行排泥一次。這樣的智能化自動分段排泥方式可 顯著減少排泥水量、節(jié)水、節(jié)能，還能相應減少排泥水調(diào)節(jié)池、濃縮 池等的基建和運行費用。關于智能化排泥中前端池底積泥厚度的設定， 應以防止積泥時間過長可能導致池底泥質(zhì)腐化、影響沉淀池水質(zhì)為原 則。3排泥水的分類處理各自來水廠的排泥水處理系統(tǒng)有

5、將沉淀池排泥水和濾池沖洗廢 水兩類排泥水合并處理和分別處理的兩種選擇。處理工藝流程參見圖 1。沉淀池（或澄清池）排泥水中的懸浮雜質(zhì)含固率一般均高于0.3%， 比濾池沖洗廢水的含固率高2030倍以上，如實行沉淀池智能化合 理排泥，則排泥水含固率可能達1%左右。濾池沖洗廢水水量明顯多于 沉淀池排泥水水量，合并處理工藝雖省卻了廢水調(diào)節(jié)池，減少了基建 投資和占地，但沉淀池排泥水卻被濾池沖洗廢水極度稀釋而非常不利 于污泥濃縮，濃縮池也因處理水量大、濃縮效果差而需增加基建投資 和占地，因此宜采用分別處理工藝。分別處理時，廢水調(diào)節(jié)池中的水 勻化后，一般可以用水泵輸往絮凝沉淀池前作原水使用；也可將廢水 調(diào)節(jié)池

6、底沉積集中的沉泥液用泵打入濃縮池濃縮，其余上清液用泵輸至絮凝沉淀池前作原水使用。4濃縮池類型和構(gòu)造排泥水含固率一般均低于1%,需經(jīng)濃縮池進行重力式固液分離， 要求濃縮污泥含固率達3%4%左右，以滿足后續(xù)污泥脫水機械高效 率污泥脫水的需要。連續(xù)流重力式排泥水濃縮池有多種不同池型和構(gòu)造形式，分為一 般的排泥水濃縮池和設有斜板的排泥水濃縮池兩類，后者可有效提高 濃縮過程中的固體通量，從而顯著減小濃縮池面積。由于自來水廠的污泥與污水廠的污泥在有機成分的比例、污泥組 成、污泥密度和性質(zhì)等方面均有根本區(qū)別，因此這兩類污泥濃縮池的 固體通量和固形物在濃縮池中的平均停留時間等設計參數(shù)應迥然不 同。由于原水中懸

7、浮雜質(zhì)的顆粒組成分布和水中藻類含量等不同，也 影響排泥水中的固體顆粒沉速和固液分離性能等，因此在設計不同水 源水的水廠排泥水濃縮池的面積之前，一般應進行合適的沉淀池排泥 水靜態(tài)沉降試驗、甚至動態(tài)沉降試驗，以取得較確切的濃縮池固體通 量等設計參數(shù)。水廠排泥水在濃縮池中的顆粒沉降是具有一定絮凝作用的擁擠 沉降過程，排泥水應從濃縮池液面以下一定深度進入池中進行濃縮。 斜板濃縮池不能采用下向流方式進行固液分離，而要用側(cè)向流與上向 流相結(jié)合的方式進行排泥水的固液分離之濃縮過程。為了有效促進濃縮池中污泥顆粒之間的均勻絮凝，濃縮池下部應 設置與池底刮泥裝置組裝在一起的能緩慢攪拌污泥的直桿攪拌裝置。5污泥調(diào)蓄

8、均衡池的設置自來水廠的污泥濃縮池排出的含固率為3%4%左右的濃縮污泥， 一般直接被輸至污泥脫水機房進行機械脫水。1998年建成投產(chǎn)的上 海閔行一水廠的排泥水處理系統(tǒng)，首次在污泥濃縮池和污泥離心脫水 機房之間設置了一座起調(diào)節(jié)勻化濃縮污泥作用的污泥調(diào)蓄均衡池。污泥脫水機械為維持較高的機械運行功效和出泥含固率（一般要 求達35%以上），要求進脫水機的濃縮污泥含固率能保持穩(wěn)定。設置適 當池容的污泥調(diào)蓄均衡池能滿足這種要求，特別是對供水量規(guī)模較大 或使用周期性間歇運作的板框壓濾污泥脫水機的水廠更適用。6聚丙烯酰胺的合理選擇為了改善自來水廠污泥的脫水性能，濃縮污泥進行污泥機械脫水 前一般應均勻加入適量的有

9、機高分子聚合物如聚丙烯酰胺（PAM）來降 低污泥比阻，使其易于脫水。聚丙烯酰胺有陰離子型、陽離子型和非 離子型三類，應從技術和經(jīng)濟方面綜合衡量，通過試驗篩選適合的 PAM類型和品牌。污水廠的污泥中以含有機成分的親水性膠質(zhì)微粒為主，膠粒Zeta 電位負電性較強，則在污泥進行機械脫水時一般先加入適量的陽離子 型PAM，起中和膠粒的電性及微粒間架橋絮凝作用，使污泥容易脫 水；自來水廠的污泥以泥砂等無機成分的膠粒為主，且在水廠凈水過 程中已加過鋁鹽或鐵鹽混凝劑，膠粒Zeta電位負電性明顯降低，加 入適量PAM主要促使泥粒間架橋絮凝和降低污泥比阻。實驗室小試 和水廠生產(chǎn)性試驗均證實：陰離子型PAM與陽離

10、子型PAM在投加 率相近（陽型投加率一般略高于陰型）的情況下，均效果良好。由于陽 離子型PAM的價格約比陰離子型PAM高1倍，因此宜選用丙烯酰 胺單體含量低于0.05%的陰離子型PAM。非離 子型PAM因溶解速度 慢，一般不用于污泥調(diào)理。7污泥脫水機械的選型目前采用的污泥脫水機械主要有帶式壓濾機、膜式板框壓濾機和 離心脫水機三種類型。帶式壓濾機帶式壓濾機可連續(xù)自動化運行，在污泥壓濾脫水工作的同時，連 續(xù)用水沖洗濾布。該設備投資較少、能耗較低、噪聲小，但污泥脫水 過程中的污泥截留率較低，機房水、氣環(huán)境較差，脫水污泥的含固率 較低，脫水設備占地較大，故干泥量較小的水廠可考慮選用。板 框壓濾機目前推廣應用新型的膜式板框壓濾機，其對進泥含固率要求較低(一般2%3%即可)，而出泥含固率高于帶式壓濾機和離心脫水機，可 減少脫水泥餅的外運處置費用。它的運行過程是周期性地泵入污泥壓 濾和間歇脫除泥餅，需周期性沖洗濾布，整個操作過程較繁雜。該設 備投資和占地大、噪聲較小。離心脫水機離心脫水機可連續(xù)自動化運行，設備效率高、占地少、管理方便、 機房環(huán)境清潔，是近幾年推廣應用較快的污泥脫水機。該離心機由于 高速旋轉(zhuǎn)，故對旋轉(zhuǎn)葉片等部件的耐磨性要求高，對離心機的制造材 質(zhì)和加工精度也要求嚴格，以保障長期自動連續(xù)穩(wěn)定運行。該設備的 主要缺點是噪聲和投資較大。污泥脫水