北京市第九水廠污泥處理運行介紹

北京市第九水廠污泥處理運行介紹

摘要：簡要介紹了北京市第九水廠污泥處理工藝流程，小型、中型模擬工藝試驗及生產(chǎn)運行情況。生產(chǎn)運行結(jié)果驗證了模擬試驗的結(jié)論。2002年12月，九廠日均處理污泥量17822m3，回收利用上清液15848m3/d，可節(jié)約水資源費16.18元/1000m3，相應(yīng)污泥處理費用為5.26元/1000m3。

關(guān)鍵字：污泥處理濃縮脫上清液北京市第九九水廠(九廠)供水能力150萬m3/d，分三期建建成，每期各各50萬m3/d。其污泥處處理廠主體工工程隨九廠二二期工程同步步建設(shè)，于1997年6月建成投產(chǎn)產(chǎn)。并且隨著著九廠三期1999年7月正式通水水，與三期工工程配套的污污泥處理廠設(shè)設(shè)備安裝也于于2000年5月完工，從從而實現(xiàn)了與與九廠日供水水量150萬m3相適應(yīng)的污污泥處理規(guī)模模。1九廠污泥處處理工藝流程程及主要構(gòu)筑筑物1.1工藝流流程九廠原水取取自北京市區(qū)區(qū)東北部的密密云水庫和懷懷柔水庫，輸輸水管道全長長75km。凈配水廠廠采用常規(guī)凈凈水工藝加顆顆?；钚蕴课?。沉淀池池形式一期為為機械加速澄澄清池，二三三期為側(cè)向流流波形斜板沉沉淀池；濾池池一期采用虹虹吸濾池，二二三期采用厚厚濾床均質(zhì)濾濾料濾池。九廠污泥處處理廠的處理理對象為凈水水廠機械加速速澄清池、反反應(yīng)沉淀池排排泥和濾池反反沖洗產(chǎn)生的的污泥。凈水水廠產(chǎn)生的污污泥經(jīng)一根DN=8000的進(jìn)泥管后后，重力流入入配泥井，再再分由三根DN=3300的輸泥管重重力輸送至污污泥處理廠排排泥池。排泥泥池上清液經(jīng)經(jīng)提升泵房提提升均勻回流流至水廠回流流泵房，最終終回至原水混混合池重復(fù)利利用。排泥池池底部出泥經(jīng)經(jīng)泵提升至濃濃縮池，濃縮縮池底泥自流流入脫水機房房，經(jīng)脫水機機壓榨脫水制制成泥餅外運運。污泥處理理工藝流程見見圖1。1.2主要構(gòu)構(gòu)筑物1.2.1排排泥池排泥池的作作用一方面對對凈水廠的間間斷來泥起到到調(diào)節(jié)作用，另另一方面回收收上清液，對對污泥起到一一定的濃縮、儲儲存作用。池池型采用上方方下圓形輻流流式排泥池，單池尺尺寸24m×24mm，池有效水水深4.5m，并設(shè)浮動動槽收集上清清液，設(shè)中心心懸掛式刮泥泥機將泥刮至至中心。

圖1污泥處理理廠工藝流程程1.2.2濃濃縮池濃縮池的功功能是對調(diào)節(jié)節(jié)后的泥水進(jìn)進(jìn)一步濃縮，以以提高機械脫脫水效率，縮縮小脫水機容容量。由于給給水污泥親水水性很強，污污泥必須具備備一定的濃度度才能得到較較好的脫水效效果，濃縮池池是污泥處理理過程中的核核心部分，其其底流濃度將將直接影響污污泥脫水的效效果。在高濁濁度和脫水機機停機時段，濃濃縮池還應(yīng)起起到儲留污泥泥的作用。池池型采用中心心進(jìn)泥輻流式式重力濃縮池池，單池尺寸寸24m××24m，池有效水水深4.5m，設(shè)中心驅(qū)驅(qū)動式刮泥機機，并帶有垂垂直柵條，可可以加速壓縮縮沉淀過程。為為提高濃縮效效果，在濃縮縮池進(jìn)口污泥泥提升泵前，預(yù)預(yù)留高分子助助凝劑（PAM）加藥口以以作備用。1.2.3脫脫水機房脫水的目的的是進(jìn)一步降降低污泥的含含水率，以利利于泥餅的搬搬運和最終處處置。主要設(shè)設(shè)備采用英國國的EDWARRDS&JONESS公司隔膜擠擠壓全自動板板框壓濾機2臺，進(jìn)泥加加絮凝劑后由由投料泵輸入入壓濾機，脫脫水后泥餅外外運。隔膜擠擠壓板框壓濾濾機脫水的工工作原理是對對密閉板框內(nèi)內(nèi)的污泥進(jìn)行行高壓擠壓，使使濾液通過濾濾布排出，固固態(tài)顆粒被截截留下來，以以達(dá)到滿意的的固液分離效效果。板框壓壓濾機板框尺尺寸1.5mm×1.5m，泥餅厚度30mm，泥餅含水水率應(yīng)不大于于70%，便于運輸輸，濾框（泥泥餅）數(shù)量130塊/臺，運行壓壓力1.0MMPa，要求進(jìn)泥泥含固率2%。2污泥處理試試驗情況由于九廠污污泥處理投產(chǎn)產(chǎn)前國內(nèi)給水水廠尚無成功功應(yīng)用的先例例，僅就脫水水機械的選擇擇及污泥再利利用進(jìn)行了一一些探索。同同時國內(nèi)也沒沒有明確的規(guī)規(guī)范和設(shè)計標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，該工程程設(shè)計主要參參照日本水道道協(xié)會編寫的的《凈水廠排排水處理設(shè)計計》，未經(jīng)過過任何試驗驗驗證，對于九九廠低溫低濁濁原水產(chǎn)生的的以混凝污泥泥為主的親水水性污泥，排排泥池、濃縮縮池能否實現(xiàn)現(xiàn)預(yù)設(shè)功能，濃濃縮池底泥含含固率能否達(dá)達(dá)到2%，脫水機能能否順利壓出出泥餅，應(yīng)該該選取何種高高分子藥劑以以幫助實現(xiàn)濃濃縮稠化、脫脫水功能，人人們心中不免免存在許多疑疑問。針對上面具具體問題，對對九廠污泥的的泥質(zhì)泥量進(jìn)進(jìn)行了調(diào)查，模模擬實際工藝藝流程開展了了小型、中型型試驗，最后后通過生產(chǎn)運運行加以驗證證。2.1污泥性性質(zhì)調(diào)查九廠原水取取自密云、懷懷柔水庫。除除暴雨季節(jié)外外，原水濁度度常年在5NTU以下，經(jīng)常常為1～2NTU。原水中主主要投加聚合合氯化鋁和三三氯化鐵作為為水處理藥劑劑，使得水處處理過程中的的排泥壓縮性性、脫水性不不佳，難以處處理。

圖2全廠各處處泥量對比情情況九廠污泥由由一期機械加加速澄清池排排泥、二期反反應(yīng)沉淀池排排泥、回流水水池沉泥三處處污泥匯集而而成。其中一一期排泥結(jié)構(gòu)構(gòu)松散，易發(fā)發(fā)生上浮，呈呈紅棕色；二二期排泥，沉沉降性能良好好，沉降顆粒粒細(xì)密，呈棕棕黃色；回流流排泥，比較較粘稠，呈黑黑黃色。各處處泥量對比情情況見圖2，混合污泥泥性質(zhì)見表1，全廠泥量量統(tǒng)計見圖3。表1混混合污泥性質(zhì)質(zhì)項目混合污泥原水pH7.14～7..9907.60～8..000濁度/NTU100～30000.71～1..661含泥量/mg//LL

(相當(dāng)于含水水率/%)200～9000

((99.911～99.988)ζ電位/mV-20.13-10.80Fe2O32((%%)34.4Al2O32((%%)13.47

圖3排泥量統(tǒng)統(tǒng)計2.2模擬排排泥池和濃縮縮池試驗，驗驗證濃縮底泥泥含固率利用量筒靜靜沉試驗?zāi)M擬排泥池、濃濃縮池小型試試驗。利用沉沉降柱靜沉試試驗及動態(tài)沉沉降試驗?zāi)M擬濃縮池中型型試驗。試驗驗數(shù)據(jù)見表2。在動態(tài)模模擬濃縮池中中，經(jīng)過128h，即5.33天的動態(tài)沉降降，底泥含泥泥量可達(dá)2.2%。表2沉沉降試驗數(shù)據(jù)據(jù)項目試驗污泥濃度

((mmg/L))不同沉淀時間沉沉后后底泥含泥量(時時間間)(％)量筒靜

沉小試模擬排泥池

模擬擬濃濃縮池

模擬濃濃縮池加藥藥混混凝200～9000

55000～7000

50000～7000(24h)00..3～0.755

(24hh)1.0～1.6

(244h)11..2～1.9沉降柱中試靜態(tài)模擬濃縮池池

動動態(tài)模擬濃濃縮縮池5000

380000～6800(24h)11..3(72hh)1.88

(128hh)2.22在污泥處理理車間的實際際運行中，濃濃縮池刮泥機機設(shè)置了垂直直柵條攪拌，可可以加速壓縮縮沉淀過程，加加上池深較大大，沉淀路徑徑長，其濃縮縮沉降效果應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)優(yōu)于中試試沉降柱。2.3小型壓壓縮率試驗優(yōu)優(yōu)選脫水藥劑劑試驗裝置見見圖4，將備選藥藥劑等量加入入泥樣中，攪攪拌均勻后，倒倒入5.5ccm布氏漏斗(內(nèi)置玻璃纖纖維濾紙)，開啟真空空泵及閘閥，控控制抽濾時間間持續(xù)10miin，抽濾過程程中注意保持持漏斗內(nèi)泥面面高度恒定。通通過比較投加加不同藥劑，濾濾過水體積的的變化，選擇擇脫水性能優(yōu)優(yōu)良且價格低低廉者作為優(yōu)優(yōu)選脫水藥劑劑。試驗結(jié)果果見表3。

圖4壓縮率試試驗裝置表3藥藥劑脫水性能能比較投加藥劑空白7#(陽)6#(陰)9#(陽)4#(陰)濾液體積(mLL))16.831244446價格(萬元/tt)5.53.52.2～2.55((25%)3.5注：原泥含固固率2.29％，抽濾時時間10miin，投藥率2‰。比較表33中幾種藥劑劑，可以得出出4#藥劑效果較較優(yōu)且價格相相對便宜。同同樣采用上述述試驗方法，比比較4#藥劑在不同同投量下的脫脫水效果，優(yōu)優(yōu)選加藥量，結(jié)結(jié)果見圖5。

圖544#藥劑藥量選選擇曲線試驗得出：：在污泥含固固率達(dá)到2％以上時，4#藥劑的適宜宜投配率為2.5‰；而污泥含含固率2％以下時，其其適宜投配率率為2‰。2.4小試模模擬濃縮池優(yōu)優(yōu)選濃縮藥劑劑及藥量配比比根據(jù)廠家推推薦和類似用用戶使用情況況，選取8種藥劑進(jìn)行行對比試驗，其其中5種為陽離子子型，3種為陰離子子型藥劑(見圖6)。在量筒靜靜沉試驗中，將將加入待選藥藥劑的泥樣快快速注入1L量筒，比較較靜沉的效果果(見圖7和圖8)。按照沉降速速度快，沉降降效果優(yōu)，底底泥濃度高，投加藥量低的原則，選出6#藥劑和4#藥劑作為試驗的首選藥劑。而其中加入6#藥劑靜沉一段時間后，污泥上浮嚴(yán)重，故略去不計。

圖6藥劑價格格比較

圖7投加濃縮縮藥劑沉后對對比

圖8濃縮藥劑劑優(yōu)選曲線對4#藥藥劑配制儲備備液質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)1％，使用液液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1‰，采用不同同藥量分組平平行試驗，結(jié)結(jié)果見圖9，適宜加藥藥量為1.8mmg/L。

圖94#藥藥劑藥量選擇擇曲線聚丙烯酰胺胺的使用效果果在水解時比比未被水解的的好，生產(chǎn)中中應(yīng)盡量采用用水解體。其其水解比通過過試驗求得。將4#藥藥劑配制成0.05‰，0.1‰，1‰，1.5‰四種不同質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶溶液，放置一一天待溶液完完全溶解均勻勻后，以相同同的固體投加加量加注到1L濃縮污泥中中，進(jìn)行模擬擬濃縮池量筒筒靜沉平行試試驗，觀察投投加不同濃度度的藥劑對污污泥沉降的影影響。試驗結(jié)結(jié)果見圖10。

圖10投加不不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)藥劑的污泥泥沉降曲線從圖10可可以看出，投投加藥劑濃度度越低，初始始沉降性能越越好。但在沉沉降700mmin時，投加藥藥劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)0.05‰，0.1‰與質(zhì)量分?jǐn)?shù)1‰的污泥沉降降效果已基本本接近。經(jīng)24h沉降后，投投藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)1‰的污泥沉降降效果最佳?？煽梢哉J(rèn)為，使使用液質(zhì)量分分?jǐn)?shù)1‰時，4#藥劑的水解解效果最好。2.5模擬板板框壓濾機試試驗試驗裝置見見圖11。進(jìn)料桶內(nèi)內(nèi)放置加藥攪攪拌后的濃縮縮污泥，將濾濾板配好濾布布(壓濾前預(yù)先先浸濕)，放置整齊齊。轉(zhuǎn)動螺桿桿推動壓緊板板壓緊濾板，壓壓緊程度以通通入物料不發(fā)發(fā)生泄漏為宜宜。啟動齒輪輪泵，開始壓壓濾,調(diào)節(jié)壓濾機機的進(jìn)料壓力力保持在0.3MMPa左右。壓濾濾結(jié)束后，反反向轉(zhuǎn)動螺桿桿，松開壓緊緊板拉開濾板板，取出濾板板間的泥餅，測測定其含泥量量及有機物含含量。試驗結(jié)結(jié)果見表4和圖12。

圖11壓濾試試驗裝置示意意壓力控制在在0.3～0.35MPa，含固率范范圍1.7%～3.6％的污泥，經(jīng)經(jīng)過4～10h的壓濾過程程，均可順利利壓制出泥餅餅，所得泥餅餅含固率24.7%～31.1％，泥餅中中有機物含量量為37.833%～42.666％；隨著壓壓濾時間的延延長，泥餅含含固率開始階階段呈現(xiàn)顯著增加的趨趨勢，直到接接近某個極限限值后，不再再有明顯增加加；而且進(jìn)泥泥含固率越高高，壓濾時間間越短。并且且在較優(yōu)加藥藥率(即進(jìn)泥含固固率為2％以上時，4#藥劑投加率2.5‰)下，壓濾時時間較短。

圖12壓濾時時間與泥餅含含固率關(guān)系表4壓濾時間間比較項目進(jìn)泥含固率(%%))加藥率(%)壓濾時間(h))泥餅含固率(%%))不同進(jìn)泥含固率率2.5～2.66

33.5～3.62.5

2.58.05

5.887726.40

277..7～29.5不同加藥量2.6

2.5～～22.61.3

2.58.8

4.05524.7

25..37低含固率污泥1.7～1.992.010.031.12.6高分子子有機物單體體分析根據(jù)我國衛(wèi)衛(wèi)生部2001年《生活飲飲用水衛(wèi)生規(guī)規(guī)范》生活飲飲用水水質(zhì)非非常規(guī)檢驗項項目中，丙烯烯酰胺限值為為0.00005mgg/L。因此，委委托核工業(yè)北北京化工冶金金研究院有機機所對PAM藥劑，小型型靜態(tài)模擬濃濃縮池上清液液及模擬板框框壓濾機試驗驗濾出液進(jìn)行行丙烯酰胺殘殘余單體分析析。樣品測定定結(jié)果見表5。表5樣樣品中聚丙烯烯酰胺殘余單單體含量比較較樣品名稱藥1#藥2#藥3#藥6#藥4#上清液濾出液聚丙烯酰胺殘余余單單體含量(mg/L))2715732<18<1<1現(xiàn)有分析技技術(shù)測定微量量單體丙烯酰酰胺濃度極為為困難，對于于模擬濃縮池池上清液及模模擬壓濾試驗驗濾出液，單單體含量在其其檢出限以下下，即小于1mg//L。于是假定定丙烯酰胺單單體在濃縮、脫水過程中不再有析出，則投加藥劑中的單體含量是含在分離液中的最大量值。通過以下計算可得出單體丙烯酰胺濃度：A=C×aa/100(1)式中A---分離液中殘殘余的單體丙丙烯酰胺濃度度，mg/L；

C--高分子絮凝凝劑投加濃度度，mg/L；

a--高分子絮凝凝劑中單體丙丙烯酰胺的質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。根據(jù)式(11)推算，4#藥劑中單體體丙烯酰胺含含量為8mg//L，即a為0.00008，模擬濃縮縮池投加4#藥劑濃度C為1.8mmg/L，則A1=1..8×0.00008//100=11.44×110-5mg/L模擬板框壓壓濾試驗，投投加4#藥劑質(zhì)量分分?jǐn)?shù)2.5‰(以干泥計)，含泥量0.02～0.06，以高值0.06估算，C=0.066×2.5‰=0.15‰=150mg/L，則A2=A1+150××0.00008/1000

=1.22144××10-3mg/L由上得出，模模擬濃縮試驗驗上清液中聚聚丙烯酰胺殘殘余單體含量量A1小于0.00005mgg/L，符合飲用用水水質(zhì)要求求。而模擬板板框壓濾試驗驗濾出液A2計算結(jié)果略略大于0.00005mgg/L。但實際應(yīng)應(yīng)用中，上述述分離液回用用時還要在混混合池內(nèi)與大大量的排泥池池上清液以及及原水混合、稀稀釋，其單體體含量可完全全符合飲用水水水質(zhì)要求，保保證安全。2.7生產(chǎn)運運行排泥池、濃濃縮池生產(chǎn)運運行情況見表表6。表6九九廠污泥處理理車間運行情情況項目進(jìn)泥量(m3//dd)上清液日均最高日最低日濁度(NTU))pH回收量(m3//dd)排泥池55221467614463.4～6.227.682222濃縮池330068542005.27.63排棄脫水機實際際運行，參考考每日進(jìn)泥情情況，采取一一天或兩天壓壓一次泥餅，使使用4#藥劑。在進(jìn)進(jìn)泥含固率2.28％，投藥率2.58‰下，經(jīng)過一一個壓濾周期期，所得泥餅餅含固率為31％。當(dāng)進(jìn)泥含含固率5%～6%時，制得泥泥餅含固率可可高達(dá)46%；單塊泥餅餅成型尺寸1500mm×15500mm，厚約3cm，呈深棕紅紅色。完全驗驗證了前期試試驗的結(jié)論。3現(xiàn)狀運行情情況及成本分分析九廠污泥處處理車間自1997年正式運行行以來，已經(jīng)經(jīng)歷了近6個年頭。污污泥處理車間間現(xiàn)有操作人人員8人，三班運運行方式，每每日制泥4～6車。工藝在在原設(shè)計基礎(chǔ)礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)優(yōu)化，如在進(jìn)進(jìn)入污泥處理理廠前的6號閘井內(nèi)加加設(shè)篦子，避避免排泥池表表面有漂浮物物；將濃縮池池上清液回流流至混合池，節(jié)節(jié)約原水資源源；在濃縮池池泥水界面處處增設(shè)濃度計計，監(jiān)測污泥泥濃度的變化化；在加藥罐罐出口設(shè)一手手閥，便于人人工控制進(jìn)泥泥過程加藥。隨著環(huán)保要要求的日益提提高，節(jié)約水水資源意識不不斷加強，水水廠自用水量量的控制越來來越嚴(yán)格，九九廠封閉了設(shè)設(shè)備故障時用用的污泥排放放口。2002年10月運行數(shù)據(jù)據(jù)見表7。進(jìn)入11月下旬，密密云水庫發(fā)生生水華，水廠廠預(yù)處理工藝藝由預(yù)加氯改改為投加高錳錳酸鉀，使濾濾池負(fù)擔(dān)增加加，反沖洗周周期縮短，污污泥量猛增。污污泥處理車間間通過增加制制泥班次，增增加濃縮池上上清液回收，保保證了正常生生產(chǎn)。12月運行數(shù)據(jù)據(jù)見表7。污泥處理理成本估算見見表8。表7九九廠污泥處理理車間現(xiàn)狀運運行情況月份進(jìn)泥量(m3//dd)排泥池上清液

((mm3/d)濃縮池上清液

((mm3/d)制泥量

(t/dd))200210108697584210618.39200212178228177767119.68表8九廠污泥泥處理費用估估算凈生產(chǎn)10000m3

自來水相應(yīng)應(yīng)處理費藥費電費設(shè)備折舊設(shè)備維護人工合計0.151.363.260.050.445.26節(jié)約水資源費16.18回收居民用水費費33.36注：①單位為為元/10000m3；

②回收上清液液量158488m3/d(以2002年12月計)；

③機械折舊期期采用20年；

④人工工資為1.9萬元/(人·年)；

⑤電費為0.57元/(kW··h)；

⑥水資源費以0.97元/m3計；

⑦水廠日均凈凈