给水厂排泥水处理设计研究

给水厂排泥水处理设计研究

【摘要】给水厂排泥水的处理问题日渐得到重视，经处理的废水不仅可以回收利用，节约水资源，提高经济效益，而且对环境的保护也有很大的积极意义。

【关键词】给水厂；排泥水；处理

1.排泥水的构成

给水厂的常规净水工艺简单来说包含了混凝、沉淀、过滤、消毒这四步，具体会根据水的来源以及水的用途会有详细的生产工艺和流程，但是不管使用哪种处理方式，在处理过程中给水厂本身用水会产生一部分废水，主要包括排泥水和滤池反冲洗废水，这部分水中含有多种杂质：如来自于原水的泥沙、藻类、细菌、胶体颗粒、腐殖质；来自于水处理时使用的混凝剂，硫酸铝、聚合氯化铝、氯化铁等；来自于水处理时的其他添加物如助凝剂、硅藻土、活性炭等，废水量约占到水厂总处理规模的3%～10%左右。

2.排泥水的危害

一直以来，水厂处理排泥水的方式是直接排入自然水体或者经简单处理后排入污水系统，人们以为这样排放不会产生显著的有害影响，但其实排泥水中含有的固体物质浓度相对于原水来说提高了几十倍甚至上百倍，长此以往必定会对自然水体产生影响，破坏水体平衡，污染环境，原水水质变差对给水厂的生产也会带来不良影响，同时也间接增加了污水处理厂的负荷，增加了污水系统清淤维护的成本，而且这两种排放方式本身就是对水资源的一种浪费。排泥水的处理在国内外得到广泛的关注，我国从80年代起研究排泥水的处理，开展科研，并在上海、北京、广州等城市中建设给水厂排泥水处理工程，投产使用后取得了良好效果。

3.排泥水处理工艺和设计要点

3.1 处理工艺

沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水在成分、浓度、沉降性方面有着比较显著的差异，沉淀池排泥水主要是絮凝污泥，随原水水质变化而变化，相对来说具有良好的脱水性；滤池反冲洗废水排泥浓度一般都比较低，沉淀性能差。基于此种考虑两种不同的废水最好分开处理，给水厂常用排泥水的处理方式见下图：

给水厂常用排泥水处理工艺流程图

3.2设计要点

3.2.1合理确定污泥量

确定合理的污泥量是实施排泥水处理工程设计的首要条件，其主要包括两方面内容：排泥水总量和总干污泥量。排泥水总量比较容易确定，对于已经建成投产的水厂可根据水厂的实际运行参数来计算，而对于尚未建成的水厂，排泥水总量可参照相似水厂实际运行的资料来估算。干泥量的计算在各国略有差异但本质相同，我国的计算方式一般条件下应按《室外给水设计规范》（GB 50013--2006）中的公式计算：

3.2.2排泥系统构筑物设计要点

排水池：主要作用是初步沉淀反冲洗水和排泥水浓缩过程中调节水量。设计要点：

①排水池的容量确定应以大于滤池最大一次反冲洗水量来确定。一般应大于1格滤池反冲洗时的排水量，滤池格数多时排水池容量也要相应的扩大，同时应注意浓缩池上清液排水的水量。

②排水池一般设计为独立的两格以便清扫维修。

③排水池不考虑作为预浓缩时应在池内设置水下搅拌机以防污泥沉积；排水池兼作预浓缩池时应设有上清液引出装置及沉泥的排出装置。

④当考虑滤池冲洗废水回用时排水泵流量的选择应注意对净水构筑物的冲击负荷控制在净水规模的5%左右为宜，排水泵流量尽可能连续、均匀，台数不宜少于2台，并应设置备用泵。

⑤排水池宜设置溢流管。

排泥池：主要作用是调节排泥量和排泥浓度。设计要点：

①排泥池的容量应大于沉淀池最大一次排泥量或者是全天的排泥总量，另外还要包括脱水时的分离液和设备冲洗的水量。

②排泥池应设计成独立的两格以便清扫维修。

③排泥池内应设水下搅拌装置以防污泥沉积。

④排泥泵设置应按照浓缩池连续运行条件配置，并设置备用泵。

⑤排泥池进水管和污泥引出管管径应大于DNl50以免管道堵塞，必要时宜设置溢流管。

浓缩池：其作用就是最大限度的提高排泥水的固体含有率，保证浓缩池的出泥是满足污泥脱水设备的技术要求的。浓缩池一般采用重力浓缩池和斜板管浓缩

池。设计要点：

①浓缩池的数量宜采用2座或2座以上以便检修。

②浓缩池处理的泥量包括沉淀池排泥量，沉淀池、排泥池、排水池所排出的水量，脱水机的分离液量等。

③固体通量、液面负荷宜通过沉降浓缩试验，或按相似排泥水浓缩数据确定。

④浓缩池上清液一般采用固定式溢流堰，为了防止沉降污泥随上清液带出，溢流堰负荷率应控制在150 m3/（m2·h）以下。当重力浓缩池为间歇进水和间歇出泥时，可采用浮动槽收集上清液提高浓缩效果。

⑤可在刮泥机上设置浓缩栅条随刮泥机一起转动以提高污泥浓缩效果，外缘线速度不宜大于2m/min。

⑥浓缩后泥水含固率应满足脱水机械进泥浓度要求，且不低于2%。

⑦浓缩泥水排出管管径应大于DNl50以保持出水通畅。

⑧采用辐流式浓缩池时池边水深宜为3.5-4.5m，当考虑泥水在浓缩池作临时储存时，池边水深可适当加大，宜采用机械排泥；当池体较小时，也可采用多斗排泥。

⑨进流部分应尽量不使进水扰乱污泥界面和浓缩区域。

污泥平衡池：主要作用是调节均化污泥浓缩池排出的污泥，保证污泥均匀进入到离心脱水机中。设计要点：

①池容积根据脱水机房工作情况和高浊度时增加的污泥储存量而定。

②池有效深度一般为2～4 m。

③污泥提升泵容量和所需压力，应根据采用脱水机类型和工况决定。

④污泥平衡池进泥管和出泥管管径应大于DNl50，以免管道堵塞。

污泥脱水：进一步降低污泥含水量，缩小体积，便于运输和处置。污泥脱水一般可以分为非机械法和机械法两大类。

①非机械法主要有污泥塘和污泥干化法，此种方法的优点是投资经费低，工艺简单，便于维护管理，缺点是占地面积大，受地理位置气候环境限制，仅适用于气候干燥、降水少蒸发大的地区，处理规模较小，应用范围有限。

②对于大规模的给水厂通常普遍采用机械脱水法。目前采用的主要机械法包括带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机这三种类型：带式压滤机结构简单、噪音小、投资少，但是脱水过程中污泥截留率低，含固率低，对进机浓度和前处理的要求高，而且卫生条件差，占地面积较大，所以一般在给水厂中较少使用；板框压滤机对进机浓度要求不高，脱水效果好，对不同性质的污泥适应性强，是无加药脱水工艺的首选设备，但是其投资大，占地广，生产率低；离心脱水机占用空间小，管理方便，可持续自动化运行，效率高，但是要保证离心脱水机高速运转对机器部件的质量、制作材料、制作精细度也有严格的要求，因此投入成本大，另外机器能耗高，噪音大。具体选择哪种类型的脱水机械应考虑污泥的性质、水厂条件、处置方式等结合技术、经济、运行环境等条件而确定。

污泥处置：污泥经过浓缩脱水以后达到固液分离，分离液可以根据要求回用或者排放，脱水污泥的处置主要有三种方式：如给水厂附近有污水处理厂的，在污水处理厂能力许可的情况下可以直接将污泥排入污水管道一并处理；陆上埋弃、卫生填埋、海洋投弃，选择合适的填埋、投放地点和方式，遵循相关法律法规要求，以不能产生新的二次污染为处置原则；将污泥转化为资源进行再生利用，提取可利用的成分或将泥饼用于农业用土、建筑工程、陶瓷制品等，高效利用资源，提高生产效益。

4.结语

给水厂不仅要注重生产，对排泥水的处理工程也要着重建设，我们应在传统工艺的基础上引进国外先进技术和设备，大力推广排泥水处理，对提高经济效益，节约水资源，保护环境具有重要意义。