摘 要：【目的】為滿足北方某市治理通溝污泥的需求，設(shè)計(jì)建設(shè)通溝污泥處理站?！痉椒ā渴紫确治鲈摰貐^(qū)管網(wǎng)沉積淤泥的特性、來源及體量，其次通過工程設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)處理工藝進(jìn)行比選。【結(jié)果】確定工藝流程采用四段式處理工藝，篩分“粗大物料、細(xì)砂、有機(jī)柵渣及超細(xì)砂”?！窘Y(jié)論】通過在現(xiàn)況污水處理廠內(nèi)設(shè)置通溝污泥處理站，實(shí)現(xiàn)了通溝污泥的全流程處理。

關(guān)鍵詞：市政管網(wǎng)；通溝污泥；處理處置

中圖分類號(hào)：X703" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-5168（2025）03-0084-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.017

Process Design of a Sewer Sludge Treatment Station in the North City

ZHONG" Hang

（BDG Water Designamp;Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100068， China）

Abstract：[Purposes] In order to meet the demand of a city in the north for treating sewage sludge，a sewer sludge treatment station was designed" and constructed.[Methods]" Analyse the characteristics， sources and volume of the sediment in the pipeline of the area， and compare the treatment processes through engineering design examples.[Findings] The process flow is determined to adopt a four-stage treatment process， separate \"coarse materials， fine sand， organic bar screen residue， and ultraine sand\".[Conclusions] By setting up a sewer sludge treatment station in the existing wastewater treatment plant， the entire process of sewer sludge treatment can be realized.

Keywords： municipal pipe network; sewer sludge; treatment and disposal

0 引言

通溝污泥是管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)過程中清理出的沉積物的統(tǒng)稱［1］。通溝污泥若不及時(shí)清理，不僅會(huì)減少管網(wǎng)過水?dāng)嗝鎸?dǎo)致排水不暢，引發(fā)路面積水和管網(wǎng)溢水等問題，而且還存在雨天管道沉積物隨雨水進(jìn)入河道水體，進(jìn)而沉積在河道底部的可能。因此，通溝污泥是導(dǎo)致水體黑臭的主要污染物來源之一，會(huì)產(chǎn)生水體污染風(fēng)險(xiǎn)［2］。隨著國家對(duì)城市市政管網(wǎng)維護(hù)清理的制度化和規(guī)范化不斷加強(qiáng)，管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)清淤產(chǎn)生的污泥量日益增多。廣州、上海等地區(qū)先后印發(fā)關(guān)于加快推進(jìn)通溝污泥規(guī)范化處置工作的文件，可見通溝污泥的穩(wěn)定化、無害化、資源化利用已迫在眉睫。

北方某市中心城區(qū)污水管網(wǎng)目前已較完善，由于管網(wǎng)維護(hù)工作任務(wù)的增加，管道的清淤量也呈遞增的趨勢，目前已建成的通溝污泥處理中心僅1座，處理能力為60 m3/d，無法滿足通溝污泥的處理需求。其處理能力之外的溝泥依賴外部的專業(yè)單位處置，缺乏有效監(jiān)管，成為管網(wǎng)運(yùn)行養(yǎng)護(hù)的一大隱患。傳統(tǒng)通溝污泥的處置方式主要為垃圾場填埋和自然晾曬［3］，隨著垃圾填埋場逐漸拒絕此類污泥的進(jìn)入，同時(shí)考慮到通溝污泥點(diǎn)多、面廣、分散及不定時(shí)的特點(diǎn)，亟須對(duì)此類污泥設(shè)置專門的處理站進(jìn)行處理。

本研究以北方某市擬新建的通溝污泥處理站為例，通過分析通溝污泥體量、成分等，考慮利用該市某再生水廠內(nèi)部的便利條件新建處理站，選用四段式處理工藝，實(shí)現(xiàn)通溝污泥的處理。

1 通溝污泥特性

通溝污泥處理站的處理規(guī)模應(yīng)基于服務(wù)范圍內(nèi)污泥生產(chǎn)總量。通過核定通溝污泥最大日處理量，對(duì)服務(wù)范圍內(nèi)通溝污泥取樣檢測，對(duì)其含固率、粒徑分布和有機(jī)質(zhì)含量等參數(shù)進(jìn)行分析評(píng)估，為整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供依據(jù)，保證工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。

該市管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)涉及的類別主要分為雨污水管網(wǎng)的常規(guī)養(yǎng)護(hù)、雨水泵站、管網(wǎng)更新改造、雨水口清理及重要管段的專項(xiàng)清淤。清淤方式主要采用機(jī)械清淤與人工清淤相結(jié)合的方式。

通溝污泥的含水率與管道的清淤方式、管道類型、清淤周期等均有較大關(guān)系，且管線清淤與管線清混的溝泥組分明顯不同。2012—2017年該市某區(qū)雨、污水管網(wǎng)各采樣點(diǎn)測得的數(shù)據(jù)的綜合值可知，通溝污泥的含水率在30%～50%，上海［4］等南方城市通溝污泥處理站的普遍含水率范圍設(shè)計(jì)值采用80%～95%，可見，北方通溝污泥的含水率較上海等城市低。除清淤周期等原因外，還存在氣候、地域及居民用水習(xí)慣的影響，因此，在不同城市設(shè)計(jì)通溝污泥處理站時(shí)，應(yīng)有針對(duì)性地分析本城市的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定設(shè)計(jì)參數(shù)。

北方某市通溝污泥采樣點(diǎn)化驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。由表1可知，該市通溝污泥中有機(jī)物含量均值在12%～16%，此值與南方城市溝泥有機(jī)物含量較為接近，可見通溝污泥普遍特性為有機(jī)物含量低，無機(jī)物含量高，不可燃成分多于可燃成分。

大批量采樣化驗(yàn)結(jié)果表明，通溝污泥含砂中粒徑[lt;]0.2 mm的占比約為30%～45%。雨水管網(wǎng)砂礫粒徑[lt;]0.2 mm的顆粒占比大于污水管網(wǎng)。此外，對(duì)該市現(xiàn)有的通溝污泥處理站的泥水混合物進(jìn)行粒徑分析發(fā)現(xiàn)，其承接的雨水管網(wǎng)清淤產(chǎn)物中[lt;]0.20 mm的砂粒占比約為77.3%。因不同片區(qū)，不同管網(wǎng)檢測結(jié)果差異性較大，除參考上述檢測數(shù)據(jù)外，結(jié)合現(xiàn)況現(xiàn)有通溝污泥處理站的污泥整體特點(diǎn)，擬定本項(xiàng)目處理通溝污泥含水率為50%，有機(jī)質(zhì)含量≤20%進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 通溝污泥處理站設(shè)計(jì)規(guī)模確定

通溝污泥量與污泥含水率、排水管道疏通率、排水設(shè)施普及率及管道單位長度產(chǎn)泥量等因素有關(guān)［5］。本項(xiàng)目中所處理的污泥每年集中清掏月份為3—10月，約占全年清掏總量的85%。結(jié)合管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)單位提供的相關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)況通溝污泥處理站的處理能力，為保障通溝污泥得到有效處理，同時(shí)考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展，從處理目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性考慮，擬定本次新建溝泥處理站的設(shè)計(jì)規(guī)模為60～120 m3/d，日工作時(shí)間根據(jù)污泥量為8～16 h。

3 站址及方案比選

3.1 站址選擇

處理站可在某處新建或利用現(xiàn)況污水處理廠、泵站等市政公用設(shè)施的空地與其合建，其優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

由于通溝污泥處理工藝需要大量的沖洗用水同時(shí)設(shè)備對(duì)裝機(jī)功率、系統(tǒng)自動(dòng)化程度要求較高，且需考慮便于溝泥運(yùn)輸，因此處理站宜與現(xiàn)況污水廠、泵站等市政公用設(shè)施合建，充分利用其水、電、通信等條件。綜上，本項(xiàng)目擬建于該市東部某現(xiàn)況再生水廠泥區(qū)西側(cè)空地處。

3.2 技術(shù)方案比選

目前國內(nèi)外主流的通溝污泥處理基本采用物理處理+回收利用聯(lián)合處理的工藝流程，通過機(jī)械篩分、洗滌和沉砂分離等流程將通溝污泥中的雜質(zhì)進(jìn)行分類，根據(jù)泥質(zhì)的不同及工藝鏈的長短，其處理產(chǎn)物不同。例如上海浦東區(qū)、長寧區(qū)［5］的溝泥處理站僅分離粗大物、細(xì)砂及有機(jī)污泥，對(duì)粒徑[lt;]0.2 mm的超細(xì)砂不做篩分處理，此部分超細(xì)砂隨污水管網(wǎng)進(jìn)入后端污水處理廠。而上海市閔行區(qū)溝泥處理站、蘇州某溝泥處理站［6］可將溝泥產(chǎn)物處理篩分分為4類。

由于本項(xiàng)目選址擬定于再生水廠內(nèi)，結(jié)合通溝污泥的特性，[lt;]0.2 mm細(xì)砂的占比約為總進(jìn)砂量的30%～45%，如此部分不進(jìn)行處理，回流到廠區(qū)曝氣沉砂池前端，將會(huì)有大量細(xì)砂沉積在廠內(nèi)渠道、曝氣沉砂池及生物池等處理構(gòu)筑物中，并對(duì)水廠攪拌器、水泵等處理設(shè)備產(chǎn)生不利影響。除砂系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于污水廠后續(xù)處理工藝是至關(guān)重要的，曝氣沉砂池對(duì)0.2 mm以上的顆粒物去除效果較好，而對(duì)0.2 mm以下的顆粒物去除效果較差，溝泥處理產(chǎn)物中的細(xì)砂若直接排入水廠勢必造成砂量堆積，增加水廠清池次數(shù)。根據(jù)本項(xiàng)目情況，四段式處理工藝工程雖投資較大，但污泥資源化利用程度最高，造成的環(huán)境和社會(huì)影響最小。故本項(xiàng)目擬選擇四段式處理工藝，工藝流程如圖1所示。

從排水管渠中清淘出來的污泥通過吸泥車、平板車等運(yùn)至污泥處理站，并將污泥卸至緩存儲(chǔ)泥池中。儲(chǔ)泥池上方安裝格柵蓋板（孔徑為100 mm×100 mm）將一些較大的固體物質(zhì)攔截，主要包括樹枝、磚頭瓦塊、塑料袋等，可通過人工進(jìn)行清理。

儲(chǔ)泥池中的污泥通過液壓抓斗運(yùn)送至粗大物篩分處理裝置進(jìn)行篩分去除，粒徑大于 15 mm 的渣料作為篩上物被分離出來。篩下物進(jìn)入到篩分裝置下端的帶有輸送功能的收集給料裝置內(nèi)自流至洗砂器分離處理，洗砂器能夠?qū)?.2～15 mm范圍的砂子分離出去且通過洗滌系統(tǒng)對(duì)砂子進(jìn)行洗滌，處理后的砂子有機(jī)燒失含量低于5%，可作為低檔建筑材料回收利用。

洗砂器上部溢流污泥液體連同有機(jī)物通過管道自流到格柵過濾裝置，可將污泥液體中的柵渣有機(jī)物去除，通過格柵自帶壓榨功能，排出系統(tǒng)的有機(jī)物柵渣固含量大于35%。柵渣有機(jī)物含量很高，可以運(yùn)至垃圾焚燒廠做焚燒處理。

格柵過濾后的液體進(jìn)入沉砂池，池內(nèi)底部配有排砂螺桿及砂泵，沉積在水池底部[gt;]0.2 mm的砂粉通過提升至砂水分離器進(jìn)行分離。

4 主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備

4.1 主要處理構(gòu)筑物

溝泥處理廠房內(nèi)分為三部分：污泥儲(chǔ)池及粗大物篩分區(qū)、設(shè)備區(qū)和篩后物區(qū)。廠房內(nèi)設(shè)緩存儲(chǔ)泥池1座，儲(chǔ)泥池的設(shè)計(jì)容積應(yīng)能夠滿足最大處理量，同時(shí)還需考慮物料運(yùn)輸和季節(jié)變化等情況的影響，宜采用1～2 d的儲(chǔ)料容積。儲(chǔ)泥池周邊導(dǎo)圓角，底部設(shè)置一定范圍的坡度，避免產(chǎn)生固體物質(zhì)的沉積。儲(chǔ)泥池尺寸設(shè)計(jì)為：B×L×H=6 m×10 m×4.5 m。設(shè)沉砂池一座，沉砂池周邊導(dǎo)圓角，設(shè)置一定范圍的坡度，底部設(shè)置螺桿排砂器，沉砂池尺寸：B×L×H=4 m×9 m×4.5 m。

設(shè)干式泵房和濕式泵井各1座，干式泵房內(nèi)安裝泥漿混合泵（一用一備），用于將砂水混合液提升至旋流除砂器，干式泵房尺寸：B×L×H=2.8 m×4 m×4.5 m；濕式泵井內(nèi)安裝外排潛水泵（一用一備），用于將上清液提升至廠區(qū)污水管網(wǎng)。

4.2 主要設(shè)備參數(shù)

通溝污泥處理設(shè)備。處理設(shè)備總裝機(jī)功率約96 kW（不含照明）。溝泥處理設(shè)備見表3。

5 處理效果預(yù)測

擬定本項(xiàng)目原生物料含固率50%，含水率50%；無機(jī)物料占比80%，有機(jī)物料占比20%，物料按120 t/d，運(yùn)轉(zhuǎn)16 h考慮。結(jié)合設(shè)備處理效率其處理效果預(yù)測見表4。

6 結(jié)論

①四段式處理工藝可通過篩分將通溝污泥中不同粒徑、不同類別的物質(zhì)進(jìn)行分離后分類處理，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化和資源化的要求。

②通溝污泥處理站的站址選擇要充分考慮水、電、通信、交通運(yùn)輸?shù)葪l件，如若選擇與現(xiàn)況污水處理廠、泵站等市政公用設(shè)施合建時(shí)，宜在前期先核實(shí)現(xiàn)況站址是否預(yù)留足夠的裝機(jī)功率后再進(jìn)行地勘、測繪等工作。

③通溝污泥含砂占比高，若處理站設(shè)置在現(xiàn)況污水處理廠、泵站內(nèi)時(shí)，建議對(duì)[gt;]0.2 mm的超細(xì)砂進(jìn)行分離處理，避免其在污水處理廠、泵站等構(gòu)筑物或管道內(nèi)堆積，影響生產(chǎn)運(yùn)行。

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