排泥水处理技术

第8章排泥水处理技术

8.1基本理论概述

8.1.1污泥的分类

在给水排水领域，污泥从大的方面可分为污水处理厂污泥和净水厂排泥水所产生的污泥两大类。污水处理厂污泥以处理有机污泥为主，净水厂排泥水所产生的污泥则主要以无机成分为主。净水厂污泥又可根据原水性质及水处理工艺的不同分成絮凝污泥、地下水污泥、天然污泥、软化水污泥。在净水厂污泥中，目前最普遍存在的是絮凝污泥。

目前，以地表水为水源的水处理工艺主要采用混凝、沉淀、过滤工艺，这种水处理工艺的排泥水所产生的污泥称为絮凝污泥。主要来自絮凝池、沉淀池的排泥水，气浮池的浮渣和滤池的反冲洗排水。当滤池排放初滤水和进行深度处理时，还包括初滤水和深度处理的反冲洗排水。这些排泥水所产生的污泥其成分由原水中的悬浮物质，部分溶解物质和药剂所形成的矾花组成。它的主要成分是无机的，但也部分有机物，一般约占污泥重量的10％～15％。这些有机物主要来自原水中的色度、浮游生物和藻类等动植物残骸。近年来，随着江河、湖泊的污染及富营养化，有机物的比例呈上升趋势。特别是处理高藻水所产生的气浮池的藻渣，有机成分更高，根据《含藻水给水处理设计规范》第4.4.5条：气浮池藻渣必须全部收集，严禁直接排入水体，并应按照无害化的要求进行处理和处置。因此，对气浮池的藻渣，不仅不能排入水体，也不应排入城市排水管道。因为很高的藻渣浓度污泥进入污水处理构筑物，有可能破坏活性污泥法处理工艺的正常运行。

8.1.2净水厂排泥水的组成

净水厂排泥水主要来自于以下几个方面：

1）沉淀池排泥水。

2）气浮池浮渣产生的排泥水。

3）滤池反冲洗排水，包括滤池排放的初滤水；活性炭滤池反冲洗排水。

4）清洗池子产生的生产废水。

净水厂排泥水量主要是由前三项，即沉淀池（澄清池）排泥水、气浮池浮渣、滤池反冲洗废水组成。因为这三项不仅水量较大，而且有规律的发生，比较稳定。清洗池子的水量与所采用的工艺流程和运行管理有关，其量在一些水厂可能很小，在另一些水厂可能很大；在一些水厂可能是暂态的，临时性的，而在一些水厂有可能是常态的，具有冲击负荷的特点，很不稳定。

清洗池子所产生的生产废水，如果回收利用，一般排入排泥池。排泥池调节容积是由沉淀池最大一次排泥水量决定的，如果是一年半载才清洗1次，对排泥

池的调节容积的影响是暂态，临时性的，可以不予考虑。但如果清洗池子的水量很大，而且是常态，几乎是每日都有，则应充分考虑清洗池子产生的生产废水对排泥池调节容积的影响。例如，北京市第九水厂每日清洗1个机械搅拌澄清池，1个池子2000多立方米2小时排除，清洗池子1次排泥水量远大于沉淀池1次排泥水量，成为控制排泥池调节容积的主要因素。

因此，在设计调节构筑物排泥池和排水池时，应对进入排泥池、排水池的排泥水量和1次排泥的持续时间进行认真地调查和详细的计算。

5）其它排泥水量

其它排泥水量包括加药、加氯所耗水量和生活污水排放水量。由于加药、加氯过程所用水量很小，这部分水量虽然取自水厂出水，但随着药剂又回到了水厂净水工艺，因此，加药、加氯这部分用水量是循环水量，从产水量来说，并不消耗水量。只不过是净化构筑物的流量负荷有所增加，但量很小，可以忽略不计。

生活污水排放量可根据水厂值班人数，按居民生活用水定额[L/(人·d)]进行计算。

8.1.3净水厂排泥水水质特点

净水厂排泥水水质与原水水质密切相关，排泥水中的物质主要来自原水中所含物质，是原水水质的进一步浓缩。但是也有一部分来自处理时所投加的药剂和粉末活性炭。其水质又因工艺流程和出处不同而各有其特点。

（1）沉淀池排泥水

沉淀池排泥水水质与其它排泥水相比有以下特点：

1）在净水厂排泥水中，以沉淀池排泥水的污泥浓度最高，最高可达15 000 mg/L，对于发生高浊度的河流，预沉池和沉淀池的排泥浓度甚至达到100 000 mg/L。因此，根据这一特点，沉淀池排泥水是不能直接排入天然水体和市政排水管道。必须经过处理后才能排出，是净水厂排泥水处理的主要对象。

2）沉淀池排泥水浓度开始很高，但持续30 s～60 s后，排泥浓度陡然下降。因此，要测定沉淀池排泥浓度历时曲线，选择最佳排泥历时，以提高排泥浓度，减小排泥水量。

（2）滤池反冲洗排水

滤池反冲洗排水浓度比沉淀池低，据一些文献记载，当所有污泥都来自滤池时，如采用直接过滤，滤池反冲洗排水浓度可达1000 mg/L，在有沉淀过滤情况下，一般为200 mg/L～500 mg/L。其排水污泥浓度高低还与反冲洗方式有关，一般单一水冲洗，冲洗强度大，冲洗历时长，耗水量大，因此排水污泥浓度低，一般在200 mg/L。气水反冲洗耗水率低，带走同量的污泥，耗水量小，因此，排水污泥浓度较高，可达400 mg/L～500mg/L。

根据《污水综合排放标准》（GB 8978－1996），净水厂排泥水排入执行一级

标准的水域，排泥水悬浮物SS不能大于70 mg/L；排入执行二级标准的水域，排泥水悬浮物SS不能大于200 mg/L；排入执行三级标准的水域，例如设置二级污水处理厂的城镇排水系统，排泥水悬浮物SS不能大于400 mg/L。滤池反冲洗排水能否直接排入城镇排水系统，应根据水厂的具体情况确定。目前一些水厂采用沉淀池排泥水进行处理如经调节、浓缩后上清液排放，而滤池反冲洗排水则直接或经调节后排入城镇排水系统。

（3）气浮池浮渣

与沉淀池排泥水水质一样，浮渣的水质特点也与原水的水质、投加的药剂等因素有关。

气浮池浮渣与沉淀池排泥水相比有以下特点：

1）气浮池浮渣的浓度比一般沉淀池排泥水高得多，这是由于气浮池的浮渣受气泡的浮托逐渐露出水面，不断脱水之故。浮渣的含水率可达到95％～97％。

2）气浮池常用来处理低温低浊高藻水，根据国内一些学者的研究结果，当原水为含藻水时，其藻渣污泥具有以下特点：

①含藻水是由于水体遭受污染、水体富营养化造成的，高浓度氮、磷出现后，高浓度藻密度和藻毒素也会相继出现，且藻密度、藻毒素浓度与水中氮、磷浓度呈正相关关系。

②气浮池藻渣的主要成分是藻，另外还含有原生动物及其尸体、其它有机物碎屑、无机粒子、氢氧化物絮体等。

③藻渣的污染物浓度与原水浊度、日照、水温、水体富营养化程度等环境因素和排渣周期有关。BOD5一般为2 500 mg/L～8 800 mg/L ，平均约5 200 mg/L；COD cr一般为9 200 mg/L～50 900 mg/L。1 m3藻渣BOD5、COD cr、相当于20～50 m3城市污水的BOD5、COD cr总量。

藻渣污泥除含有较高的悬浮固体、BOD5、COD cr外，还含有较高的总砷、总锌、总镉、总铅、总铁、总氮、总磷、铝等。其中悬浮固体、BOD5、COD cr、总砷、总锌、总镉、总铅、总铁这8种污染物浓度是污水排入城市排水系统最高允许浓度的19倍～204倍。

④藻渣含水率一般为95％～97％，平均藻渣体积为气浮池处理水量的0.04％，即气浮池处理1万m3水量，产生的藻渣量为4 m3。

⑤含藻水经过气浮池处理后，出水的藻毒素比进水减少了60％。减少的藻毒素包括细胞内和细胞外的，两种毒素都进入藻渣中。

处理含藻水的气浮池藻渣污泥污染物浓度高，不仅不能排入水体，也不应排入城市排水系统。而是应该经过处理达标后才能排放。

8.1.4净水厂排泥水排放标准

表8-1为《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的主要指标，表中只列出