唐勝強

常州南大常高新環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司

1 某污水處理廠沉淀池排泥方式概述

某污水處理公司，日常所經(jīng)廠的污水主要來自市政污水，處理量在每日15 萬噸，廠內(nèi)所采用的二沉池規(guī)格為71×84m，共兩座。在兩座沉淀池中，分別設(shè)置了8條64×10m的沉淀溝子，溝內(nèi)液位置主要控制在3.5m，沉淀溝底部區(qū)域，會設(shè)置相應(yīng)的出水、進水端口，前端口與后端口前傾保持在0.5%規(guī)格內(nèi)。其中，沉淀溝前端位置還會設(shè)置兩個5×5m 深度為4m 的錐形集泥斗，并分別將一套非金屬鏈板式刮泥機安裝于兩個沉淀溝內(nèi)，該刮泥機的功率在0.25kW，具體見圖1。刮泥機上的刮板運行率為每分鐘0.6m，集泥斗內(nèi)DN300排泥管，排泥管兩端分別配置于排泥井內(nèi)與集泥斗底部區(qū)域。

圖1 某污水處理廠沉淀池平面布置圖

2 某污水處理廠沉淀池排泥方式執(zhí)行中出現(xiàn)的不足及原因

2.1 某污水處理廠沉淀池排泥方式執(zhí)行中出現(xiàn)的不足

某污水處理廠沉淀池排泥設(shè)備正常運行時，回流泵會持續(xù)不間斷運行，每兩個相鄰的排泥溝渠之間會設(shè)置一個水頭，水頭長0.15m 左右，溝內(nèi)的污泥會持續(xù)借助回泥渠流輸送回泵井中[1]。但是，在這一系統(tǒng)工作過程中，某污水處理廠內(nèi)堵泥問題經(jīng)常出現(xiàn)，具體表現(xiàn)為：系統(tǒng)運行中，刮泥機會將某一條溝內(nèi)污泥刮到集泥斗之后，并未排出，而是出現(xiàn)集泥斗內(nèi)滯留污泥現(xiàn)象，致使排泥管無法將污泥排出到污泥渠之內(nèi)[2]。此項不足的出現(xiàn)，長時間之后，沉淀池底部就會聚集大量的污泥，而污泥的聚集就直接造成某污水處理廠的沉淀池失去沉淀沉淀功能，最終造成污水重新流入市政用水中，進一步造成城市用水潔凈度降低，出水超標的同時，也降低了市政用水安全。

2.2 運行方案不足存在的原因

在某污水處理廠的運作過程中，污水排泥處理問題的存在，主要受到以下幾點因素的影響。

（1）廠內(nèi)生產(chǎn)期間進水存在嚴重不足。工廠生產(chǎn)運作期間，沉淀池內(nèi)的排泥渠中，不同的沉淀溝所吸收的進水量并不均等，而是存在良莠不齊的問題，甚至出現(xiàn)某一條沉淀溝進水量超出標線而另一條沉淀溝進水量低于最低進水線[3]。此類問題的出現(xiàn)，在很大程度上造成了污水沉淀溝內(nèi)形成明顯的污泥量偏差。另一方面，在沉淀池水頭不改變的狀況下，進一步提升了污泥量的提升，增加了排泥溝的運作難度。

（2）沉淀池排泥系統(tǒng)自我調(diào)控功能不足。當沉淀池執(zhí)行排泥程序期間，如果沉淀溝的運行空間足夠暢通，那么排泥效率會十分穩(wěn)定，排泥量也比較均衡[4]。但是，一旦該污水處理廠出現(xiàn)堵泥問題時，進水量的增加，會在很大程度上給沉淀溝增加工作負擔，即加速污泥的聚集量累積，隨著污泥聚集量的增加，污泥堵塞情況必然隨之加重，此類問題的出現(xiàn)，究其根本原因，主要問題節(jié)點在于當前階段下某污水處理廠現(xiàn)有的系統(tǒng)自我調(diào)控功能不足，亟待改進。

（3）不同的沉淀池內(nèi)出現(xiàn)排泥量不均衡問題。在某污水處理廠中不同的沉淀池中，每一座沉淀池會按照固定間隔設(shè)置相同的沉淀溝，共配置了8條沉淀溝，沉淀溝的總體回泥量主要影響因素是回流水泵的具體流量[5]。在最初的設(shè)計期間，設(shè)計重點主要集中在不同沉淀溝之間的回泥量調(diào)控更具便捷性，即能夠隨時按照不同的回泥閘門開度宏觀調(diào)控沉淀溝具體的回泥量。但是，在污水廠正是投入運行之后，此調(diào)控閘門并未設(shè)置相應(yīng)的計量裝置，目測效果也并不精準，最終導(dǎo)致某污水處理廠的排泥均衡性大大降低。

3 針對某污水廠沉淀池排泥方式進行改進的幾點方案

在進行某污水處理廠沉淀池排泥方案改進時，廠內(nèi)技術(shù)人員在解決問題期間，先將目光集中在不同沉淀溝閥門開度的調(diào)控調(diào)整方向上[6]。但在具體的調(diào)控調(diào)整操作中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，當調(diào)整閥門后，沉淀池出現(xiàn)堵塞問題的沉淀溝并未得到有效解決，但卻隨之出現(xiàn)了另一個問題，即原本排泥量比較小的沉淀溝也出現(xiàn)了堵塞問題。隨后，技術(shù)人員又將問題解決的重點集中在回流泵的增開上，此時原本出現(xiàn)污泥堵塞的沉淀溝狀況得以緩解，但一段時間后，并發(fā)問題再次出現(xiàn)，由于污水排量過大，工藝運行受到了不利影響，表明問題并未從根本上得到解決[7]。某污水廠內(nèi)技術(shù)團隊經(jīng)過多次試驗和經(jīng)驗總結(jié)后得到，僅是單純依賴于廠內(nèi)現(xiàn)有的運行設(shè)備以及配置設(shè)施水平，無法從本質(zhì)上徹底杜絕沉淀池排泥問題的出現(xiàn)，據(jù)此，技術(shù)團隊主要提出了以下幾點比較實用的改進方案。

方案一：在沉淀池內(nèi)額外增設(shè)排泥泵。當沉淀池排泥工作運行期間出現(xiàn)污泥堵塞問題時，廠內(nèi)技術(shù)人員先行將污泥泵應(yīng)用解決方案中，借以實現(xiàn)輔助性的污泥抽取，但在實際操作中發(fā)現(xiàn)，泥斗中裝入比較小型的臨時性排泥泵之后，泥泵的電流量嚴重超出廠內(nèi)設(shè)定標準，而此超負荷運行狀況出現(xiàn)的原因，主要受到沉積污泥濃度過高因素的影響[8]。針對該情況，廠內(nèi)技術(shù)人員再次排查了堵泥溝排空狀況，發(fā)現(xiàn)大量的固體污泥沉淀于沉淀溝底部，已經(jīng)超出沉淀溝的10%，無法應(yīng)用原有技術(shù)手段排出。對此，提出的改進方案為：廠內(nèi)增設(shè)專用污泥泵，但此方案存在資金投入量大的不足，按照當前廠內(nèi)線上運行的沉淀溝條數(shù)配置相應(yīng)的污泥泵，需要投入32臺，滿足資金需求比較嚴格。

方案二：排泥期間加設(shè)連續(xù)提氣裝置。沉淀池排泥問題處理期間，技術(shù)人員抵觸的第二個改進方案是在排泥期間將連續(xù)提氣裝置應(yīng)用于工作中，該方案的應(yīng)用原理主要是在排泥管底部深入壓縮空氣管，在浮力的作用下，氣泡會上升并充滿排泥管，管內(nèi)由混合液與水構(gòu)成，管外由污水組成，但排泥管內(nèi)外連接處在管底部，促使管內(nèi)泥水實現(xiàn)提升后排出[9]。在此期間，由于水汽溶液密度低于水，所以密度小的液體會在排泥管內(nèi)上升，當高度為H 的水柱壓力作用下按照液體平衡條件可發(fā)現(xiàn)，水汽溶液變上升為L高度，那么可得出以下公式：

式中：

p1——污水密度（kg/m3）；

p2——排泥管內(nèi)水汽溶液密度；

H——淹沒深度（淹沒率：H/L）；

L——提升高度與淹沒深度之和；

在計算過程中，當數(shù)值p2L低于p1H時，則代表水汽溶液就能夠在排泥管上升口溢出，從而實現(xiàn)氣提排泥目標。

方案三：將真空吸泥技術(shù)引進工作流程中

針對沉淀池排泥方案改進過程中，有技術(shù)人員提出，首先利用廠內(nèi)現(xiàn)有的排泥管解決，隨后在現(xiàn)有排泥管抽泥時，將真空泵引入其中，使得廠內(nèi)現(xiàn)有排泥管的上部區(qū)域所爆漏的通氣孔全部封住，實現(xiàn)物理環(huán)境下的真空營造條件。其次，在出泥口將真空管接入，實現(xiàn)方案改進目標。此方案在理論上推理時，的確能夠?qū)崿F(xiàn)，徹底將沉淀池底部的污泥有效快速抽出。但當技術(shù)人員在實際操作期間發(fā)現(xiàn)，想要實現(xiàn)真空抽污的目標，首先需要滿足的條件就是抽污工作執(zhí)行的不間斷性，大大增加了工作的開展難度。另一方面，當污泥被抽到排泥管出口后，如果仍舊依靠真空抽泥的方案進行排污，很難再現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用上實現(xiàn)。此種方案在應(yīng)用過程中，在設(shè)備的購買資金投入上相對比較少，并且在廠內(nèi)的土木工程動工量方面也比較小，同時，針對廠內(nèi)現(xiàn)有沉淀池排泥設(shè)備即管道的利用率也相對比較高，等同于僅是針對廠內(nèi)固有的排泥系統(tǒng)之上增設(shè)了一個輔助性質(zhì)的排泥促進功能。

4 污水廠沉淀池排泥方式改進方案落實

通過對上述幾個提出方案的全面性總結(jié)與分析，廠內(nèi)進行了會議分析和方案應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)，并在方案制定過程中，充分與相應(yīng)的設(shè)備生產(chǎn)廠商之間進行了細致的溝通，最終制定了一個最佳的解決方案，在施工過程中，現(xiàn)在沉淀池集泥斗中增設(shè)2根空氣管道，即撓動管與氣提管，如圖2、圖3所示。

圖2 撓動管布置圖

圖3 氣提管布置圖

在撓排泥管外部區(qū)域，設(shè)置撓動管，按照圓形將其圍住并開設(shè)4 個小放氣孔，規(guī)格為Φ3mm，作用在于提泥之前完成一次短暫的氣體撓動，在空壓機放氣時，促進沉積的污泥能夠在氣提的作用下進行翻騰與稀釋。

在氣提管安置時，主要將其配置于沉淀池排泥管的內(nèi)部，與管底之間的距離控制在20cm，排泥工作展開期間，撓動管放氣5秒后，氣提管立即放氣，促使管內(nèi)短時間實現(xiàn)氣體上升，而此時稀釋后的污泥必然會伴隨著空氣的上升而順利進入到排泥管內(nèi)隨后流入污泥渠，一個排泥工作流程循環(huán)完成。

為了保障上述沉淀池排泥方案的順利推擠，進行設(shè)備選擇時，可選用5.5kW 功率的空壓機，氣壓設(shè)定為0.8MPa，氣量設(shè)定為0.67m3/min。

5 總結(jié)

通過上述針對沉淀池排泥方式的改進，某污水處理廠現(xiàn)階段的沉淀池排泥系統(tǒng)工作效率得到了極大地提升，運行多月以來并未再次出現(xiàn)排泥堵塞問題，此結(jié)果表明，改進方案的提出和應(yīng)用均取得了比較顯著的效果，同時也希冀借此方案的應(yīng)用為污水沉淀池排泥相關(guān)問題的解決提供思路。