净水厂排泥水处理工程的过程自动控制

净水厂排泥水处理工程的过程自动控制

作者：鲍栋东

来源：《装饰装修天地》2020年第13期

摘 ; ;要：水是生命之源，是万物生长之根本，一直以来，我国大力发展，改革创新，取得了非常不错的成就。现阶段的地方市政基础设施建设过程中，城市自来水厂项目建设引起了很多人的高度关注，特别是关于水厂排泥水（沉淀池排泥及滤池反冲洗水）的处置及回用问题。

关键词：净水厂排泥水处理工程;过程自动控制

1 ;引言

我国经济建设的快速发展带动我国各行业发展迅速，为我国基础建设贡献力量。净水厂作为重要的基础设施，其安全稳定的运行对整个社会具有重要意义，提高给水厂自动控制水平具有重要的现实意义。由于净水处理的处理技术不够完善，导致很多净水处理工艺产生的生产污水直接排放到河道里，增加了水资源的污染，容易对水循环的利用产生较大的浪费。

2 ;工程背景

某市某自来水厂取用青草沙水库作为水源，处理水量为12.7×104m3/d，水厂采用混凝—沉淀—过滤—消毒的传统制水工艺，排泥水经排泥池收集后，间歇排入某江内。

3 ;净水厂水处理过程

净水厂的水处理过程，粗略地分为3个过程，这3个过程分别是水源地取水、厂区净水、向用户供水。而净水处理的过程主要为4个步骤：混凝、沉淀、过滤和消毒，这4个步骤主要为净水厂的水处理步骤。在厂区里，这4个步骤都需要有相对应的设备来处理。在城市当中，这些过程都需要通过管道和一系列的设备以及投放处理水质的药品，来保证让水质处理的过程更加的有效，能够以合格的水质产品产出来。而在进行水质处理的这个过程当中，产生残渣水，主要来源于絮凝池、沉淀池和过滤反冲洗过程，被叫做“排泥水”。排泥水中包括有机和无机的化合物残渣，如泥沙、悬浮物、混凝剂及其产生的胶体颗粒等，以无机成分为主。污泥被压缩和脱水后，大部分作为废弃物被填埋，这造成填埋场地附近水体中铝离子含量升高，形成不可预见的危害。

4 ;净水厂排泥水处理工程的过程自动控制

4.1 ;外力对悬浮颗粒的疏松结构破碎作用

对排泥水悬浮颗粒进行显微镜放大观察，排泥水悬浮颗粒为羽毛状疏松结构，颗粒间的相互作用力很小，悬浮颗粒絮团强度很低，在大絮团碰撞和水流剪切作用下极易发生破碎，生成两个或几个子絮团，而且同样尺度的絮团由于微观结构和形貌的差异，它们的密度和孔隙率相差很大。研究表明，絮团强度与单颗粒絮团的黏结力、絮团尺寸、絮团结构等因素有关。排泥水悬浮颗粒的破碎是絮团凝聚的逆过程，排泥水悬浮液泥水分离过程中必须控制凝聚和破碎这个物理化学平衡，采取各种措施使排泥水悬浮液动态平衡向凝聚的方向进行，提高平衡转移速度，在技术和经济可行最优的方案中做出选择，提高排泥水悬浮液泥水分离的效益。

4.2 ;加药系统

加药系统包括阴离子PAM及阳离子PAM加药系统各一套，加药系统采用全自动配制投加系统，实现连续制备与投加。阴离子PAM配制加药系统：一体化的PAM配制系统1套，制备能力1000L/h;加药泵2台（1用1备），1000L/h，0.75kW;阳离子PAM配制加药系统：一体化的PAM配制系统1套，配制能力为500L/h;加药泵3台（2用1备），300L/h，0.55kW;因本中试试验中处理对象为自来水厂排泥水，泥水内已含有PAC及PAM，但混合池内絮体已失稳分散，通过前期烧杯小试已验证，仅投加PAM即可达到较好的絮凝效果，无需另加PAC药剂，故试验不再设计PAC加药系统。

4.3 ;浓缩工艺

常用的污泥浓缩工艺包括重力浓缩和机械浓缩。重力浓缩其本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。其优点是减少需脱水污泥的体积，有效减小脱水机数量，节省设备投资，降低电耗，脱水污泥浓度较均匀，使脱水机运行稳定;其缺点是需要建浓缩池，土建费用较高，占地面积较大。机械浓缩目前主要是离心浓缩，对排泥水量的改变没有调节作用，给日常维修管理带来一些困难。针对重力浓缩工艺，净水厂污泥处理工艺主要以调节、浓缩单元工艺的为主，不同的工艺选择主要受排泥水沉降性能、上清液SS能否达标排放的影响。处理工艺将直接影响排泥水的处理效果和节水效率，而脱水、处置单元基本以设备选型和污泥处理方式为主要比选点，可以有3种典型处理工艺组合。（1）重力式辐流浓缩池。传统的重力浓缩池的优点是日常运行费用低，管理较方便;另外由于池容大，对冲击负荷有一定的缓冲能力，适应原水浊度变化的能力较强。浮动槽排泥池为调节和浓缩功能的间歇式浓缩池。对于减小后续污泥处理单元规模，节约工程投资，节省占地有着非常重要的意义。（2）斜板浓缩池。斜板浓缩池主要由斜板浓缩装置、中心传动刮泥（浓缩）机和相关配件组成。由于其系统负荷高，池容小，在应对较高的原水浊度，沉淀池排泥水量变化较大时，调节能力不如辐流式浓缩池，其运行、管理、维护要求也相当较高。（3）高效污泥浓缩池。高效污泥浓缩池结合了斜管沉淀及污泥回流的特点，斜板上升流速可达到10m3/（m2·h）以上，污泥回流采用变频泵，可将反应池内的污泥浓度维持在适当的范围内。该系统负荷高，节省占地，但对运行、管理、维护要求高。

4.4 ;气浮池的自动控制

气浮池的作用，是通过一系列的技术手段，将水里面的一些悬浮物或者是其他细小的渣子进行过滤。因此，这个气浮池的装置里不仅有过滤装置，还有沉淀渣滓的沉淀凝胶装置。沉淀装置主要是用于收集沉淀下来的污泥和凝胶的渣滓，过滤装置主要用于投放药物后进行混合分离沉降需要沉降的其他的水质里面的渣滓。在这个过程当中，自动控制最重要的部分就是投放沉淀物的装置，这个装置主要设置的是变频调速的离心计量泵。然后，在這个离心泵上面在装一个电磁流量计，通过电感的作用，来控制这个流量的数值，通过数值的变化带动机器变化的同时，控制加药的量。

4.5 ;冲洗水及沉淀排泥水处理工艺方案

砂滤池初滤水进入回流水池，同时回流水池具备接纳上清液集水池的出水条件，经泵提升后均匀回流至沉砂池出水井。砂滤池反冲洗水进入排水池，其上清液经泵提升至沉砂池出水井，底泥经泵提升至排泥池。远期针对炭吸附池新建其初滤水的回流水池及接纳其冲洗水的排水池。浮动槽排泥池接纳折板絮凝池、平流沉淀段+斜管沉淀池的排泥及排水池底泥泵提升的底泥。排泥池底部污泥经污泥提升泵提升至浓缩池。浮动槽排泥池起到预浓缩作用。重力浓缩池底泥通过泵提升进入污泥平衡池，污泥平衡池即可以使得进入污泥脱水机的流量和含固率保持稳定，又能降低因原水水质变化引起污泥量变化所造成的冲击负荷。污泥平衡池出泥经泵提升进入污泥脱水机房。

5 ;自动控制技术的实践应用建议

自动控制技术的应用，可以节省大量的人力资源和物力资源，因为自动化控制系统可以在一定程度上加快整个系统工作效率的同时，减少排放污泥的损失，整个流程的优化可以让系统显得更加高效。在自动化控制系统的过程当中，使用整体性控制和分布控制的思维，可以更好地避免自动化控制系统的应用问题。

6 ;结语

自动控制系统的作用，在于将本要用手工进行控制的部分，利用自动控制的便利性和精准性，将需要进行控制量化的东西，利用数值区间，精准进行设置。分析整个运作过程当中可以做出的一些基础性突破和可以改进的地方，通过可编写的程序和最佳投放量和转速的测试，使整个系统更高效。

参考文献：

[1] 刘保超，刘宝，魏琪.连云港市某老水厂运行与改造经验[J].净水技术，2019（11）：32～35.

[2] 高吉升.山东某市新建一体化水厂工程实践研究[D].山东建筑大学，2019.