自来水厂排泥水处理污泥量的确定方法

自来水厂排泥水处理污泥量的确定方法

摘要：实施自来水厂排泥水处理，首先需要确定自来水厂的污泥量，就此将污泥量分为排泥水量和干污泥量。排泥水量可根据沉淀池排泥运行方式和滤池反冲洗运行方式来确定。对于干污泥量的确定介绍了计算法和物料平衡分析法，物料平衡分析法可作为计算法的补充，对计算法的结果进行校核。

关键词：自来水厂排泥水污泥量污泥处理

0概述

自来水厂排泥水含有大量来自原水的污染物，排泥水直接排放，会对地表水体造成污染。随着经济的发展和人们环保意识的提高，我国自来水厂排泥水处理已经提上议事日程。

实施排泥水处理，首先必须确定合理的污泥量，因为污泥量的确定直接影响整个排泥水处理工程的设计规模，从而影响到设备配置和投资规模。自来水厂的污泥量受多种因素影响，包括原水水质、水处理药剂投加量、采用的净水工艺和排泥的方式等。污泥量确定包括两方面内容：一是排泥水总量，它决定浓缩池规模；二是总干泥量，确定污泥脱水设备的规模。

污泥量确定一般需要较长时间数据的统计结果，因此即使目前没有建设排泥水处理工程计划的自来水厂，着手进行有关水厂污泥产量资料的收集工作仍然是明智之举。

1排泥水总量确定

排泥水总量可分为沉淀池(或澄清池，下同)排泥水量和滤池反冲洗废水量两部分。

通常可以认为自来水厂一泵房取水量和二泵房出水量之间的差值即为自来水厂排泥水的总量。但它不能分别确定出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量，且这一估算方法不够准确。

已投产的自来水厂，根据水厂的有关运行参数可以较准确地计算出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量。水厂沉淀池采用人工定时排泥，只需根据每天排泥次数、每次排泥历时和排泥流量以及沉淀池格数，就可以计算出沉淀池的排泥水量。同样道理，也可以根据滤池每天冲洗次数、每次冲洗历时、冲洗强度及单格滤池面积和格数，计算出滤池反冲洗废水量。如果沉淀池排泥和滤池反冲洗实现了自动化运行，则需要对水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗进行现场观测，了解沉淀池排泥和滤池反冲洗流量、每次历时和统计每天排泥或冲洗的次数，然后进行计算。

尚未建成或仍处在设计阶段的自来水厂，沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量可根据沉淀池排泥和滤池反冲洗的设计参数进行估算，也可以参照已建成投产的、条件相近的自来水厂实际运行资料进行估算。

排泥水总量的确定，最好能绘制出排泥水量在一天内的变化曲线。由于水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗都是在较短的时间内完成，瞬间流量很大，绘出变化曲线，对确定排泥水截留池和浓缩池设计规模有很大帮助。

2干污泥产量确定

2.1计算法

根据投加混凝剂在混凝过程中的化学反应、原水中悬浮固体对污泥量的贡献及其它污泥成份的来源，可以近似地计算出干污泥的产量。当硫酸铝用作混凝剂时，化学反应可简化为：

Al2(SO4)3·14H2O+6HCO3-=

2Al(OH)3+6CO2+14H2O+3SO42-(1)

由式(1)可知，氢氧化铝是形成污泥的主要产物。根据方程式的计量关系，投加1 mg/L 的Al2(SO4)3·14H2O大约会产生0.26 mg/L的氢氧化铝沉淀物。原水中的悬浮物因为在混凝过程中不发生化学变化，它将产生相同重量的干污泥。其它水处理中的添加物，如高分子絮凝剂或粉末活性炭，也可认为以1∶1的比例产生污泥。

根据以上分析，可以建立干污泥量的计算公式。同样的分析也适用于铁盐作混凝剂的净水工艺。

日本水道协会［1］推荐采用(2)式计算干污泥量：

S=Q(TE1+CE2)×10-6(2)

式中S--干污泥量，t/d；

Q--自来水厂净水量，m3/d；

T--原水浊度，NTU；

E1--原水浊度与SS的换算率；

C--铝盐混凝剂投加率(以Al2O3计)，mg/L；

E2--铝盐混凝剂(以Al2O3计)换算成干污泥量的系数，取1.53。

英国水研究中心［2］推荐用(3)式计算干污泥量：

S=2T+0.2C+1.53A+1.9F(3)

式中S--干污泥量,mg/L；

T--去除的原水浊度，NTU；

C--去除的原水色度，H；

A--铝盐混凝剂投加率(以Al2O3计)，mg/L；

F--铁盐混凝剂投加率(以Fe计)，mg/L。

美国Cornwell［3］推荐用(4)式和(5)式分别计算用铝盐和铁盐作混凝剂时的污泥产量：

S= 8.34Q(0.26Al+SS+A)(4)

S= 8.34Q(1.9Fe+SS+A)(5)

式中S--干污泥量，lb/d(1 lb/d=0.453 6 kg/d)；

Q--自来水厂净水量，mgd(1 mgd=3.785×103 m3/d)；

Al--铝盐混凝剂投加率(以Al2(SO4)3·14H2O计)，mg/L；

Fe--铁盐混凝剂投加率(以Fe计),mg/L；

SS--原水总悬浮固体，mg/L；

A--水处理中其它添加剂，mg/L。

同时Cornwell推荐(6)式为原水浊度T与SS关系式：

SS=bT(6)

式中b--SS与浊度T的相关系数；

T--原水浊度，NTU。

Cornwell认为，在原水色度不高的情况下，b在0.7～2.2之间变化。综合以上3种计算公式，可知它们均出于同一思路，具有相似的形式，都要求测定原水浊度与SS的相关关系，这主要是因为SS的测定比较烦琐，自来水厂一般不对原水的SS做常规分析，而对原水浊度则有每天的记录。

2.2混凝剂物料平衡分析法

该方法是根据自来水处理系统中混凝剂成份的物料平衡进行分析的。无论在净水过程中加入什么样的混凝剂，它在水处理系统中的物料进入和排出应该是平衡的。该法第一步，分析所用混凝剂中的铝(或铁)的实际含量，然后计算出净水过程中向原水加入铝(或铁)的投加率；第二步，获取自来水厂原水、沉淀池排泥水、滤池反冲洗废水和出厂水样品，并对这些