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温州市浦东水厂排泥水处理工程设计
更新时间:2017-02-01 作者:周媛,徐向东,王灿

摘要:温州市浦东水厂净水设计规模为26万m3/d,对其排泥水处理工程设计中的有关设计思路、工艺流程、设计参数选择、构筑物选型及设备配置情况作了概述。指出在净水厂的排泥水处理系统设计中,必须对水厂的进出水水质、工艺流程、运行工况进行具体分析,从而确定设计规模、构筑物和设备选型。同时应根据工程占地情况,优化设计系统水力流程和平面布置。

0 前言

给水处理工艺中泥水的来源主要是絮凝沉淀池的排泥及滤池的反冲洗排水,其排放量一般占净水厂总净水量的5%~10%。这种泥水含原水中的悬浮物质、胶体、有机物、微生物和混凝剂投入产生的胶状金属氢氧化物等,主要成分为无机物(包括原水中的无机物和混凝药剂)。近年来,随着江河湖泊水源污染的日趋加重及富营养化,净水厂排泥水中的有机质成分也在增加,这部分泥水如直接排放,除会造成河床淤积和增加水体的浊度外,对水体亦会造成一定的污染,同时也浪费水资源。因此,净水厂排泥水处理系统的建设是十分必要的。

1 项目背景

温州市浦东水厂处理总规模为26万m3/d,其中浦东一厂设计规模为6万m3/d,采用机械絮凝池—平流沉淀池—双阀滤池的处理工艺;浦东二厂设计规模为20万m3/d,采用折板絮凝池—平流沉淀池—气水反冲洗均质滤料滤池的处理工艺。水厂沉淀池排泥水原设计采用集中排放至山下储泥池(设计容积为2万m3),储泥池的上清液溢流至河道,底泥沉积后定期清理外运的方式。水厂滤池反冲洗水排至回用水池,经潜水泵提升至前端配水井。

由于对储泥池清理的不及时,导致池内排泥水发酵发臭,排至河道的排放水SS超过《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中规定的限值,严重影响了周边水体及当地居民的生活环境。为此,浦东水厂决定增建排泥水处理系统。

2 污泥量的确定

2.1 干泥量估算

干泥量的估算是确定污泥处理工程规模和投资的重要依据。根据水厂提供的年度进厂水浊度及加矾量,按照85%的设计保证率,采用英国水处理研究中心(WRC)《污泥处理指南》一书中提供的计算公式进行估算,即:

DS=SS+0.2B+1.53C+0.3D

=KA +0.2B+1.53C+0.3D

式中DS———干污泥含量,mg/L;

SS———去除的原水中悬浮固体量,mg/L;

A———去除的原水浊度,NTU。原水浊度为15.09 NTU,出厂水设计浊度0.3NTU,去除浊度为14.79NTU;

K———SS与浊度换算系数,参考当地水厂经验值K=1.2;

B———去除的色度,度,取B=7.5度;

C———投加的混凝剂量(以氧化铝计),mg/L,PAC投加量为3.6mg/L,氧化铝含量为32%;

D———投加的石灰量,mg/L,取6mg/L。则 DS=1.2×14.79+0.2×7.5+1.53×3.6×0.32+0.3×6=22.81(mg/L)。

考虑水厂5%的自用水系数,净水厂设计干泥总量为:W =22.81×10-6×260 000×1.05=6.227(t/d)。

2.2 排泥水设计流量估算

浦东水厂沉淀池排泥设备采用的是虹吸式吸泥机。根据水厂排泥量的测定,浦东二厂絮凝沉淀池排泥总量为4×400m3,浦东一厂絮凝沉淀池排泥总量为500m3,4~7d排放1次。故水厂单日最大排泥量为2 100m3,根据水厂实际运行情况,单日最小排泥量为400m3。考虑到水厂同时排放两池以及一厂、二厂同时排放污泥的可能,新建排泥水处理系统的构筑物设计流量按照1 000m3/d设计,并用单日最大和最小流量进行校核。水厂排泥水处理系统采用间歇运行的方式,并可根据实际情况调整运行时间。

3 排泥水处理工艺设计

3.1 工艺流程

综合考虑水厂用地、脱水效果及项目投资等因素,设计选择高密度浓缩池和离心脱水机的处理方案,工艺流程如图1所示。

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3.2 主要处理构筑物

3.2.1 排泥调节池

排泥调节池的设置用以调节絮凝沉淀池不均匀的排泥水。设计调节池有效容积为700m3。池中设置潜水泵2台,1用1备,用于向污泥浓缩池均匀投配污泥。

3.2.2 污泥浓缩池及排泥泵房

设计高密度浓缩池1座,由絮凝反应区、沉淀浓缩区、上清液出水井及污泥泵间等部分组成。根据高密度浓缩池的运行需要,设有污泥回流泵,将部分浓缩污泥回流至浓缩池的絮凝反应区,剩余底泥由污泥泵抽送至储泥池中。上清液重力出流至水厂原有回用水池,与滤池冲洗水一道回流至水处理前端配水井。浓缩池加设斜管,斜管区面积25m2。按照每天8h运行考虑,浓缩池进泥流量为125m3/h,上升流速5m/h。设计在反应区投加助凝剂PAM,加药量为0.2~1mg/L。在污泥浓缩池中设有污泥界面仪以控制污泥抽吸泵的开、停。

3.2.3 污泥储池

浓缩池出泥按照含水率97%计,考虑3d的储泥量,储泥池有效容积为650m3(可根据季节及气温条件调整储泥时间)。为防止污泥在池内沉降,储泥池内设有潜水搅拌机2台。池内还设有泥位计,用以控制污泥脱水机进料泵及储泥池潜水搅拌机的开、停。

3.2.4 污泥脱水机房

水厂干泥量约为6.23t/d,需脱水的泥量为208m3/d。脱水机每天工作时间按10h考虑,选用2台离心式脱水机,1用1备。单台脱水机能力为15~25m3/h,出泥含水率≤80%,污泥脱水加药量3~5kgPAM/tDS,泥饼产量约20t/d。脱水后的泥饼采用无轴螺旋输送机送至运泥车中运往厂外进行填埋处理。

3.3 设计要点

(1)水厂水源为泽雅水库,该水源水浊度低且存在一定程度的富营养化,经化学处理产生的污泥具有浓度低、颗粒松散、粘稠的特点,若选用传统重力浓缩池则占地面积较大。由于新建的污泥处理系统位于水厂预留地上,占地有限,故设计选择了高密度浓缩池,提高表面负荷。

(2)根据水力流程的条件,设计将储泥池叠建于排泥调节池之上,以达到节省占地、改善脱水机进泥泵吸水条件,缩短排泥管道的效果。

(3)在进泥量的估算方面,依据对水厂近3年来进水浊度及加药量的数据分析,计算采用85%的设计保证率,即满足全年85%日数的完全处理要求来计算水厂干污泥量。所用浊度和加药量均为全年85%日数所对应的统计数据。在充分考虑水厂实际排泥情况的条件下,确定新建系统排泥水设计流量。在超保证率的高浊度情况下可以通过延长污泥系统工作时间,启动备用设备以及利用原有储泥池调蓄的方式处理超量排泥水。由此可以减少项目投资,避免大量设备闲置,使新建污泥系统更好地适应现有水厂的运行。

(4)充分利用水厂原有排水管道收集沉淀池的排泥,将厂内部分雨水管道改线,来实现原有水厂的雨污分流。

4 结语

经过5个月的调试,污泥处理系统运行情况良好。由于调试期恰逢当地暴雨台风期,水厂进水浊度在40~70NTU,2台离心脱水机每天同时运行12h。高效浓缩池在投加PAM 的情况下,出泥含水率可达到95%;离心机脱水药剂投加量为3~4kgPAM/tDS,出泥泥饼含水率可达70%。该系统的运行可以避免因水厂排泥水排入河道产生的淤塞,保护了周边水体,具有良好的环境效益和社会效益。

参考文献

1 GB 50013—2006室外给水设计规范

2 汪洪秀.给水排水设计手册(第3册)城镇给水.第2版.北京:中国建筑工业出版社,2004

版权、出处:《给水排水》

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