劉波

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院，四川 成都 610081）

上海羅涇水廠(chǎng)位于上海市北部的寶山區(qū)，其取水水源來(lái)自以長(zhǎng)江水作為水源的陳行水庫(kù)，設(shè)計(jì)總規(guī)模為20萬(wàn)m3/，其中一期工程 10萬(wàn) m3/d。

凈水廠(chǎng)工藝分為A線(xiàn)和B線(xiàn)，其中A線(xiàn)采用以平流沉淀池+V型濾池+活性炭濾池工藝為主體的凈水工藝，設(shè)計(jì)總規(guī)模18萬(wàn)m3/d，其中一期工程8萬(wàn)m3/d；B線(xiàn)采用以脈沖澄清池+V型濾池+粉末活性炭膜處理工藝為主體的凈水工藝，處理規(guī)模2萬(wàn)m3/d，在一期工程中完成。A線(xiàn)為主體生產(chǎn)線(xiàn)，B線(xiàn)為輔助生產(chǎn)線(xiàn)（帶有生產(chǎn)性總結(jié)經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)）。兩條生產(chǎn)線(xiàn)的沉淀池出水可以聯(lián)絡(luò)。

產(chǎn)生生產(chǎn)廢水的主要構(gòu)筑物包括：A線(xiàn)氣水反沖濾池、A線(xiàn)活性炭濾池、B線(xiàn)氣水反沖洗濾池、A線(xiàn)平流沉淀池、B線(xiàn)脈沖澄清池等。

生產(chǎn)廢水包括排泥水回收系統(tǒng)和排泥水處理系統(tǒng)。排泥水回收系統(tǒng)主要收集A線(xiàn)氣水反沖濾池初濾水和A線(xiàn)活性炭濾池初濾水，并將其提升至配水井回用。

排泥水處理系統(tǒng)主要收集A線(xiàn)氣水反沖洗濾池、A線(xiàn)活性炭濾池、B線(xiàn)氣水反沖洗濾池反沖洗排水和表沖水以及A線(xiàn)平流沉淀池排泥水、B線(xiàn)脈沖澄清池排泥水、脫水間上清液排泥水，并將其處理后達(dá)標(biāo)排放。

1 排泥水處理目標(biāo)

（1）排泥水經(jīng)濃縮脫水處理后，泥餅的含固率≥35%。

（2）排放的上清液符合《上海市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/199-1999），其中懸浮固體SS含量≤70mg/L。

（3）處理后水資源回用時(shí)，滿(mǎn)足雜用水標(biāo)準(zhǔn)，其中濁度≤5NTU。

2 干泥量及排泥水水量分析

2.1 干泥量計(jì)算

上海羅涇水廠(chǎng)原水由陳行水庫(kù)提供，陳行水庫(kù)同時(shí)為大場(chǎng)泰和、月浦、閘北等水廠(chǎng)提供原水，參照大場(chǎng)泰和的原水水質(zhì)（2003～2005年），平均濁度為29NTU左右，最大值為110NTU，最小值6NTU，水質(zhì)良好，不存在有機(jī)物污染問(wèn)題，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，超過(guò)90%的概率在50NTU以下，故設(shè)計(jì)取值50NTU。平均色度11，最大值15，最小值8，設(shè)計(jì)取值15。絮凝劑投加量：4.6mg/L(以Al2O3計(jì)，相當(dāng)于A(yíng)l2(SO4)330 mg/L)，懸浮物量與濁度關(guān)系：SS＝1.0NTU（符合長(zhǎng)江水的水質(zhì)特點(diǎn)）。

干泥量的計(jì)算方法很多，本工程采用英國(guó)《污泥處理指南》的計(jì)算公式，即：

G ＝QP ×（SS+0.2B+1.53C）（KgD·S）

其中：

Qp：為設(shè)計(jì)流量 萬(wàn)m3/d

SS：源水中懸浮物量（假定在常規(guī)處理中全部去除） mg/L

B：源水中經(jīng)處理后去除的色度 度CU

C：鋁鹽的絮凝劑投加量，以Al2O3計(jì)mg/L

G：干泥量 Kg

經(jīng)計(jì)算，所產(chǎn)生的總污泥量為G=20×104×1.05×（1.0×50+0.2×15+1.53×4.6）=12.61t/d。

2.2 排泥水水量計(jì)算

各構(gòu)筑物排泥水水量及排泥水濃度計(jì)算見(jiàn)表1，從表1可以看出，進(jìn)入排泥水處理系統(tǒng)的排泥水含固率大致為0.2%。

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3 工藝方案及工藝流程

3.1 工藝方案

（1）將上述各構(gòu)筑物的排泥水首先送入排泥水調(diào)節(jié)池，排泥水調(diào)節(jié)池分為兩部分。一部分為初濾水排水區(qū)，初濾水將通過(guò)泵提升后送入配水井回用，另一部分為濾池反沖洗排水及沉淀池排泥水區(qū)，該部分排泥水需進(jìn)行濃縮脫水，脫水后的污泥外運(yùn)填埋。

（2）濃縮池采用帶斜管的高效濃縮池，斜管采用加長(zhǎng)型大口徑斜管，水力負(fù)荷采用1.5～2.0m3/m2·h。為保證處理效果，濃縮池前設(shè)置了折板絮凝反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間約15min。藥劑擬采用來(lái)自于脫水間的PAM。濃縮池進(jìn)泥含固率約為0.2%，出泥含固率約為2%。濃縮池上清液濃度低于70mg/l。

（3）用于凈水廠(chǎng)污泥脫水的機(jī)械主要包括離心脫水機(jī)、帶式壓濾機(jī)和板框壓濾機(jī)，且都能保證良好的脫水效果。經(jīng)綜合比較，與其它類(lèi)型的脫水機(jī)相比，離心脫水機(jī)具有占地小、環(huán)境條件好、土建投資省、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單方便，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。本工程選用離心脫水機(jī)。離心脫水機(jī)的進(jìn)泥含固率約為2%，出泥含固率≥35%。

（4）脫水后的污泥與當(dāng)?shù)氐脑吝\(yùn)輸公司協(xié)商后外運(yùn)。

3.2 工藝流程

根據(jù)上述工藝方案確定的工藝流程框圖詳圖1。

4 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

4.1 排泥水調(diào)節(jié)池

排泥水調(diào)節(jié)池尺寸為 44.0×20.0×5.35m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。內(nèi)分為2個(gè)區(qū)，分別為初濾水回用水池和排泥水混合調(diào)節(jié)池。

其中初濾水回用水池容積約650m3，可滿(mǎn)足1.1倍的疊加的初濾水排水量。一期設(shè)回用水泵2臺(tái)，1用1備，二期增加1臺(tái)，Q=65m3/h，H=15m，N=5.5kW。2%，出泥含固率≥35%。PAM的投加量按3～5kg/tDS考慮，稀釋濃度按0.3%設(shè)計(jì)，投加濃度按0.1%設(shè)計(jì)。脫水后的污泥通過(guò)卡車(chē)外運(yùn)。一期工程各設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間按16hr設(shè)計(jì)。

主要設(shè)備包括：脫水機(jī)供料泵一期2臺(tái)，1用 1備，二期 2用，Q=5～30m3/h，P=0.2MPa，N=4KW；污泥切割機(jī)一期2臺(tái)，1用1備，二期2用，Q=19m3/h，N=2.2KW；離心脫水機(jī)一期 2臺(tái)，1用 1備，二期 2用，N=22+4kW，Q=19m3/h，固體負(fù)荷37.5kg/h；絮凝劑制備裝置1套，3～5kg/h，N=4KW；脫水系統(tǒng)加藥泵3臺(tái)，2用1備，二期3用，其中1臺(tái)用于高效濃縮池的絮凝劑投加，Q=150～1500L/h，P=0.2MPa，N=1.5KW；絮凝劑稀釋裝置2套，一期1用1備，二期2用，Q=2500L/h；螺旋輸送機(jī)1套，L=9.0m，N=2.2kw，螺旋直徑 260mm；單梁懸掛式起重機(jī) 1 臺(tái)，G=5T，L=7m，H=9m，N=2×0.4kW+8.3kW。

排泥水混合調(diào)節(jié)池容積約1600 m3，可滿(mǎn)足1.1倍的疊加的混和排泥水量。一期設(shè)污水提升泵2臺(tái)，1用1備，二期增加1臺(tái)，Q=145m3/h，H=10m，N=7.5kW。

4.2 高效濃縮池

高效濃縮池尺寸為15.1×（13.6～24.6）×（5.2～6.8）m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，共分2格。分為折板絮凝反應(yīng)區(qū)和高效濃縮區(qū)。其中折板絮凝反應(yīng)區(qū)的混合時(shí)間為60S，反應(yīng)時(shí)間15min，絮凝采用機(jī)械混合折板絮凝，折板分為相對(duì)折板、平行折板和平行直板3段，穿孔管排泥，排泥坑內(nèi)設(shè)2臺(tái)潛污泵排泥，1用1備，Q=40m3/h，H=9m，N=4.0kW。高效濃縮池水力負(fù)荷采用1.7m3/m2.h，采用蜂窩斜管Ф80，斜長(zhǎng)1200，α=60°，內(nèi)設(shè)中心傳動(dòng)濃縮刮泥機(jī)2臺(tái)。底部污泥送入濃縮池排泥泵房，上清液排入廠(chǎng)外。

4.3 濃縮池排泥泵房

濃縮池排泥泵房緊臨高效濃縮池，尺寸為10.8×5.4×5.6m，框架結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)3臺(tái)排泥凸輪泵，一期1用1備，二期增加1臺(tái)，Q=12m3/h，H=10m，N=2.2kW。

4.4 貯泥池

貯泥池設(shè)在脫水間前，按停留時(shí)間2hr考慮。貯泥池尺寸為6.2×3.0×3.0m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，分2格。內(nèi)設(shè)雙曲面攪拌器2臺(tái)，N=1.5KW 葉輪直徑1000mm，r=30～80r/min。

4.5 污泥脫水間

污泥脫水間尺寸為28.0×10.0×10.2，框架結(jié)構(gòu)。主要包括脫水間、配電間和泥棚。內(nèi)設(shè)脫水機(jī)供料泵、離心脫水機(jī)、無(wú)軸螺旋輸送機(jī)、污泥加藥裝置、配電裝置、污泥泥棚等。進(jìn)泥污泥按一期6.3tDS設(shè)計(jì)，進(jìn)泥含固率為

圖1 排泥水處理工藝流程框圖

結(jié)語(yǔ)

（1）污泥量的計(jì)算方法較多，日本、英國(guó)、德國(guó)各有不同的計(jì)算公式，但大同小異。本工程采用英國(guó)公式進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際運(yùn)行中還需做好污泥量的實(shí)測(cè)工作，特別是SS與濁度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于所選的設(shè)備都留有一定的余地，當(dāng)干污泥量增加時(shí)，可以通過(guò)提高沉淀池的濃度，減少排泥次數(shù)，提高濃縮池的排泥濃度，延長(zhǎng)脫水機(jī)的運(yùn)行時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（2）加強(qiáng)高效濃縮池上清液和脫水機(jī)上清液的監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)中考慮高效濃縮池上清液能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，脫水機(jī)上清液則不能達(dá)到，若脫水機(jī)上清液經(jīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，也可考慮直接排放。

（3）本工程考慮將濾池初濾水回用，將沉淀池排泥水、濾池反沖洗水及其它排泥水進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放，不僅節(jié)約了工程投資，保證了水資源的重復(fù)利用，降低了自用水率，而且還可以提高濃縮池的進(jìn)泥濃度，降低處理難度，從而保證了脫水系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

[1]何純提.凈水廠(chǎng)排泥水處理.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006，9：55.