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自来水厂生产工艺
自来水厂生产废水关键来自沉淀池或澄清池排泥水和滤池反冲洗废水,其中包含了原水中杂质和水厂投加药剂残留物,其水量通常约占水厂总制水量3%~7%,对环境冲击作用是显而易见.据估量,上海市全部水厂每十二个月排入江河悬浮物约达30万吨以上,有机物3万吨以上.

　　多年来,伴随大家环境意识增强,尤其是强调走可连续发展道路以后,自来水厂排泥水处理和污泥处理问题越来越受到重视,环境保护部门对自来水厂生产废弃物排放和处理要求也逐步提升.中国很多规模较大新建水厂和水厂扩改建工程也开始考虑排泥水处理和污泥处理问题,所采取工艺步骤也各不相同.本文关键目标是就自来水厂排泥处理采取相关步骤和自控要求提出部分个人见解,供相关人士参考.

　　排泥处理常采取工艺步骤部署方法

　　在工程设计中选择排泥水处理工艺步骤时需考虑排泥水沉降性能,上清液是否能达标排放,集泥池中泥水浓度是否能满足浓缩脱水需要,和排泥水调整池和滤池反冲洗废水调整池是否能满足排泥水和废水预浓缩体积要求等.通常有下列多个部署方法可供选择参考:

　　方法(1):沉淀池排泥水浓缩处理,滤池反冲洗废水直接回用或排放.适适用于滤池反冲洗废水可满足回用要求情况,考虑到长时间回用可能引发金属离子富集等问题,亦考虑排放方法.

　　方法(2):沉淀池排泥水浓缩处理,滤池反冲洗废水经废水调整池预沉,上清液回用或排放,底部污泥水浓缩处理.适适用于滤池反冲洗废水不能满足回用要求,但预沉后上清液能够满足回用要求情况.

　　方法(3): 沉淀池排泥水和滤池反冲洗水经调整池混合后,上清液回用或排放,底部污泥水浓缩处理.适适用于滤池反冲洗废水不能满足回用要求,但单独浓缩无法脱水机械要求,只能和沉淀池排泥水混合浓缩情况.

　　中国外有些资料上还介绍了部分工艺步骤,基础上全部是在以上三种基础上略做修改,此处不再介绍.

图1 排泥处理常采取工艺步骤部署

　　排泥水处理工艺优化

　　自来水厂沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水浓度和沉降性能之间存在着较大差异.沉淀池排泥水浓度通常较高,假如对沉淀池排泥加以有效控制,可将排泥水平均含固率控制在0.6%以上,进行一定时间浓缩后,通常情况下可将浓缩池底部排泥浓度控制在3%以上,有利于污泥脱水机械高效运行.滤池反冲洗废水平均浓度较低,通常平均含固率在0.1%以下,进行浓缩后浓缩池底部排泥浓度通常低于1%,经过长时间浓缩压密也极难超出2%,不宜直接进行污泥脱水.

　　针对上述情况,笔者提议将滤池反冲洗废水浓缩污泥和沉淀池排泥水混合,进行二次浓缩,具体工艺部署以下:

　　图2 排泥处理推荐工艺具体部署

　　这种运行方法能够显著改善反冲洗废水浓缩效果,且因为反冲洗废水浓缩污泥总量少,对沉淀池排泥水浓缩影响小,可满足脱水机械运行要求.

　　污泥脱水工艺运行控制要求

　　污泥脱水运行控制包含沉淀池吸泥机运行,平衡池和调整池设置和加药和提升系统等多方面要求,以下从设计角度提出部分见解:

　　吸泥机运行

　　提议采取泵虹吸式吸泥机,并在吸泥机上安装泥位浓度梯度检测仪.经过对泥位梯度改变检测,控制吸泥机泵吸,虹吸运行选择,提升排泥浓度.在沉淀池起端和末端易受水流影响地方,通常排泥浓度较高,可经过程序控制结合泥位梯度检测结果在局部区域数次往复,直至达成排泥要求.

　　调整池

　　沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水是间歇产生,且流量较大,而浓缩池设计时考虑处理负荷,基础上是连续运行,所以需设置调整池以处理废水搜集和浓缩之间能力差值.排泥水调整池用以搜集沉淀池排泥水,其容积必需满足排泥期间吸泥机排泥能力和排泥水浓缩能力差值;反冲洗废水调整池则搜集滤池反冲洗废水,不仅需在容积上考虑滤池反冲洗废水排放能力和浓缩能力差值,还需考虑反冲洗废水回用问题.

　　调整池运行控制方面,提议采取可调整提升泵,依据调整池运行液位及污泥浓缩池上清液固体悬浮物含量调整运行速度,以确保回用上清液中悬浮物含量小于设定标准限制.

　　污泥浓缩池

　　污泥浓缩池设计需考虑生产废水沉降性能和所需达成处理负荷.为节省浓缩池面积,往往在浓缩池固液分离部分加斜板,以提升浓缩效率.假如同时考虑沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水浓缩,则提议在设计时考虑两组浓缩池之间可切换使用,反冲洗废水浓缩池排泥管路考虑二次浓缩可能.

　　浓缩池进水管路考虑流量信号输出和进水阀门状态控制;浓缩池内则包含液位信号,泥水分离区浊度信号和污泥压密区浓度信号输出;排泥管路提议采取调流阀,依据排泥管路污泥浓度调整进入平衡池污泥量,确保平衡池内污泥浓度满足脱水机械要求.

　　污泥平衡池

　　污泥平衡池作用是搜集浓缩污泥,确保脱水机械连续运行.平衡池容积决定了污泥脱水系统抗冲击能力,假如原水浊度短期大量提升,产生浓缩污泥超出了脱水机械处理能力,则超出部分污泥可储存在平衡池内,待以后处理.

　　污泥平衡池关键考虑液位,浓度信号输出和搅拌设备和出水阀门状态控制.

　　脱水机械,PAM溶投系统及提升系统

　　自来水厂污泥脱水机械关键有带式压滤机,板框压滤机和离心脱水机三种.带式压滤机因为出泥含固率较低,极难达成泥饼处理要求,较少使用,但有时也被用于污泥浓缩;脱水机械最常采取是板框压滤机和离心脱水机,二者产生脱水污泥基础全部能满足处理要求,前者脱水效果最优,但设备,土建投资大且系统复杂,后者投资相对较低,系统较简单,但噪音较大,脱水效果较前者略差.

　　PAM溶投系统包含PAM溶液配置系统和投加系统,其投加点关键在脱水机械以前,必需时也可在浓缩池内少许投加PAM,以改善泥水分离和污泥沉降效果.

　　提升系统包含浓缩池,平衡池和脱水机械之间泥水输送系统,依据浓缩和脱水系统运行情况,有一定调流要求.

　　脱水机械,PAM溶投系统及提升系统控制系统,往往由厂家依据具体设备要求配套提供,包含状态,浊度和压力等信号输出,控制和开关等要求.

　　上清液回用

　　上清液回用,关键指滤池反冲洗水调整池中水和浓缩池上清液是否可作为原水重新接入常规处理工艺.前者关键需考虑其对铁,锰等金属离子富集问题和对出厂水浊度等常规指标和隐孢子虫等微生物指标影响;后者除考虑前者这些问题外,还需考率投加PAM后对出厂水质影响,这对自控检测系统要求很高.

　　结束语

　　现在,中国自来水厂排泥水处理尚属于起步阶段,不仅相关理论和生产实践研究还未深入,设计方面也缺乏经验,还有大量工作要做.所以在设计时,必需依据原水水质和水厂工艺步骤,进行必需试验探讨,以选定污泥处理合理工艺步骤,并结合所选定设备情况确定运行控制要求.