馮麗梅

（甘肅甘蘭水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，蘭州730000）

我國(guó)凈水廠排泥水的處理和處置工作起步較晚，1990年以前幾乎一片空白。凈水廠排泥水直接排入江河、 湖泊或附近其他水域， 對(duì)環(huán)境造成一定污染，隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的不斷發(fā)展，凈水廠排泥水的處理和處置工作受到越來(lái)越多的重視。

1 干泥量確定

凈水廠排泥水主要由絮凝、 沉淀池排泥水和濾池反沖洗廢水組成，占水廠總產(chǎn)水量的4%～7%。凈水廠排泥水處理規(guī)模是由處理系統(tǒng)的干泥量決定的。干泥量的計(jì)算方法很多，根據(jù)GB50013—2018《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，設(shè)計(jì)干泥量可按式（1）計(jì)算：

式中 K0為水廠自用水系數(shù)；C0為原水濁度設(shè)計(jì)取值（NTU）；K1為原水濁度單位NTU與懸浮物SS單位mg/L的換算系數(shù)；D為藥劑投加量（mg/L）；K2為藥劑轉(zhuǎn)化成泥量的系數(shù)；Q為原水流量（m3/d）；S為干泥量（t/d）。

英國(guó)水研究中心《污泥處理指南》 中提出的公式，如式（2）。

式中 S為干泥量（t/d）；T為原水濁度（NTU）；E為原水色度（度）；D為鋁鹽投加量（以Al2O3計(jì)，mg/L）；Q為水廠設(shè)計(jì)規(guī)模（m3/d）。

式（1）在實(shí)際運(yùn)行中需搞清楚濁度與SS的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 有條件時(shí)應(yīng)對(duì)濁度與SS檢測(cè)對(duì)比后進(jìn)行相關(guān)分析，得出濁度與SS的相關(guān)分析。在無(wú)實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，一般取K1=1.0～1.2。 式（2）需搞清楚原水的濁度與色度。

2 排泥水處理系統(tǒng)工藝流程

凈水廠排泥水處理系統(tǒng)一般包括調(diào)節(jié)、濃縮、脫水3道工序組成。 工藝流程如圖1。

圖1 凈水廠排泥水處理系統(tǒng)工藝流程

濾池反沖洗廢水和沉淀池排泥水都是間歇排放，設(shè)置調(diào)節(jié)池可使后續(xù)構(gòu)筑物負(fù)荷均勻，有利于后續(xù)構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。

濾池反沖洗廢水一般濃度較低， 平均含固率僅0.02%～0.05%，如考慮反沖洗廢水回用，還應(yīng)考慮生物安全性及鐵、錳等金屬離子富集因素。

沉淀池排泥水一般含水率在98%～99.9%， 因此需進(jìn)行濃縮處理，以提高污泥濃度，減少污泥體積，減輕后續(xù)污泥脫水機(jī)的負(fù)荷。

濃縮后的污泥含水率還是很高， 需進(jìn)一步脫水形成泥餅后外運(yùn)。當(dāng)采用機(jī)械脫水時(shí)，需投加高分子絮凝劑或石灰。

濃縮池產(chǎn)生的上清液可回流至反沖洗廢水調(diào)節(jié)池。脫水機(jī)產(chǎn)生的濾液因含有高分子絮凝劑，不能直接排放至凈水廠廠區(qū)排水管網(wǎng)， 可回流至排泥水調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。

3 某水廠排泥水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

甘肅碌曲某水廠設(shè)計(jì)規(guī)模1.6萬(wàn)m3/d，自用水系數(shù)取0.05，采用網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀、自動(dòng)曝氣復(fù)合介質(zhì)精濾機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“精濾機(jī)”）做為凈水工藝，根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，確定本次設(shè)計(jì)的原水濁度為100NTU，藥劑投加量30mg/L。 采用式（1）計(jì)算干泥量，其中K1取1.2，K2取0.584（AlCl3分子式78，Al（OH）3分子式133.5，78/133.5=0.584），計(jì)算得本工程干泥量2.3t/d。

3.1 反沖洗廢水調(diào)節(jié)池

反沖洗廢水調(diào)節(jié)池接納和調(diào)節(jié)精濾機(jī)反沖洗廢水及濃縮池上清液。 本工程設(shè)計(jì)3臺(tái)精濾機(jī)，單臺(tái)處理水量250m3/d。 由于精濾機(jī)為自動(dòng)虹吸反沖洗，反沖洗頻率和水量受進(jìn)水濁度和濾料年限的控制，設(shè)計(jì)按最不利情況考慮， 即3臺(tái)精濾機(jī)同時(shí)進(jìn)行反沖洗，單次反沖洗時(shí)間為10min，則一次反沖洗水量Q1=250/60×10×3=125m3，濃縮池上清液Q2=345m3/d，故反沖洗廢水調(diào)節(jié)池的有效容積為470m3，為地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，N=7.5kW，為使反沖洗廢水調(diào)節(jié)池的水連續(xù)均勻提升至水廠前端，設(shè)潛水排污泵2臺(tái)（1用1備），Q=20m3/h，H=16m。

3.2 排泥水調(diào)節(jié)池

排泥水調(diào)節(jié)池接納和調(diào)節(jié)沉淀池排泥水和脫水機(jī)濾液。排泥水調(diào)節(jié)池的容積受排泥頻率和時(shí)序影響較大，容積不易確定，因此本設(shè)計(jì)按儲(chǔ)存1d沉淀池排泥水計(jì)算排泥水調(diào)節(jié)池容積。沉淀池排泥水含水率一般在98%～99.9%，沉淀池下部設(shè)有錐形泥斗，有一定的調(diào)節(jié)和濃縮功能，因此本次設(shè)計(jì)取沉淀池排泥水含水率為99.5%， 故排泥水調(diào)節(jié)池容積V=2.3/0.5%=460m3。排泥水調(diào)節(jié)池分為2格，并聯(lián)運(yùn)行，每格池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，N=4.0kW，整池設(shè)潛水排污泵3臺(tái)（2用1備），Q=40m3/h，H=12m，將排泥水提升至污泥濃縮池。

3.3 污泥濃縮池

機(jī)械脫水要求進(jìn)泥含固率在2%以上， 排泥水調(diào)節(jié)池污泥含水率遠(yuǎn)小于2%，必須進(jìn)行濃縮。 濃縮分為重力濃縮和離心濃縮，離心濃縮耗能較多，且日常運(yùn)行和維護(hù)較麻煩，所以本次設(shè)計(jì)采用重力濃縮。 設(shè)計(jì)輻流式濃縮池1座，液面負(fù)荷取0.4m3（m2·h），計(jì)算得出濃縮池直徑8m，有效水深5m。濃縮池上清液排至反沖洗廢水回用水池，底泥由螺桿泵提升至污泥脫水間。

3.4 污泥脫水間

由于本工程用地比較緊張， 故將污泥脫水間設(shè)計(jì)在凈水車間的附屬房屋內(nèi)。 凈水廠污泥脫水機(jī)一般有離心脫水機(jī)、帶式脫水機(jī)和疊螺式脫水機(jī)。離心脫水機(jī)因占地較大、耗能較多，在中小型水廠中應(yīng)用不多；凈水廠污泥親水性較強(qiáng)， 使用帶式脫水機(jī)往往擠壓不成泥餅，跑泥現(xiàn)象嚴(yán)重，故帶式脫水機(jī)在凈水廠中應(yīng)用也較少，本次設(shè)計(jì)采用疊螺式脫水機(jī)。濃縮后污泥含水率小于等于98%，按干泥量2.3t/d，計(jì)算得出污泥脫水機(jī)進(jìn)泥量115m3/d，污泥脫水機(jī)每天運(yùn)行16h，則進(jìn)泥螺桿泵流量Q=115/16=7.2m3/h， 疊螺式脫水機(jī)處理量為90～150kgDS/h， 污泥脫水間還設(shè)計(jì)脫水機(jī)絮凝劑投加系統(tǒng)，絮凝劑選擇PAM，投加量為污泥干重的0.3%。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）凈水廠排泥水處理規(guī)模受原水濁度和絮凝效果影響較大，確定規(guī)模時(shí)除應(yīng)考慮年平均濁度外，還應(yīng)對(duì)汛期高濁度時(shí)的持續(xù)大泥量給予高度重視，考慮應(yīng)急排泥措施。

（2）排泥水處理系統(tǒng)一般包括調(diào)節(jié)、濃縮、脫水三道工序組成， 選擇處理流程時(shí)應(yīng)結(jié)合凈水廠用地限制、污泥含水率等因素，合理確定排泥水處理流程。

（3）凈水廠污泥相對(duì)污水廠污泥對(duì)環(huán)境的危害較小，但也不應(yīng)忽視，最終的處置應(yīng)實(shí)現(xiàn)資源化。