净水厂排泥水处理工艺设计研究

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摘要：分析总结了净水厂排泥水规模确定及常用工艺流程，以甘肃碌曲县某净水厂排泥水处理系统为例，介绍了排泥水处理系统各建（构）筑物的主要功能和设计计算要点，以期为排泥水处理系统的设计提供借鉴。

关键词：净水厂；排泥水；干泥量

我国净水厂排泥水的处理和处置工作起步较晚，1990年以前几乎一片空白。净水厂排泥水直接排入江河、湖泊或附近其他水域，对环境造成一定污染，随着我国环境保护事业的不断发展，净水厂排泥水的处理和处置工作受到越来越多的重视。

1干泥量确定

净水厂排泥水主要由絮凝、沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水组成，占水厂总产水量的4%~7%。净水厂排泥水处理规模是由处理系统的干泥量决定的。干泥量的计算方法很多，根据GB50013—2018《室外给水设计标准》的规定。

2排泥水处理系统工艺流程

净水厂排泥水处理系统一般包括调节、浓缩、脱水3道工序组成。滤池反冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，设置调节池可使后续构筑物负荷均匀，有利于后续构筑物的正常运行。滤池反冲洗废水一般浓度较低，平均含固率仅0.02%~0.05%，如考虑反冲洗废水回用，还应考虑生物安全性及铁、锰等金属离子富集因素。沉淀池排泥水一般含水率在98%~99.9%，因此需进行浓缩处理，以提高污泥浓度，减少污泥体积，减轻后续污泥脱水机的负荷。浓缩后的污泥含水率还是很高，需进一步脱水形成泥饼后外运。当采用机械脱水时，需投加高分子絮凝剂或石灰。浓缩池产生的上清液可回流至反冲洗废水调节池。脱水机产生的滤液因含有高分子絮凝剂，不能直接排放至净水厂厂区排水管网，可回流至排泥水调节池循环处理。

3某水厂排泥水系统设计

甘肃碌曲某水厂设计规模1.6万m3/d，自用水系数取0.05，采用网格絮凝、斜管沉淀、自动曝气复合介质精滤机（以下简称“精滤机”）做为净水工艺，根据水质监测资料，确定本次设计的原水浊度为100NTU，药剂投加量30mg/L。采用式（1）计算干泥量，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），计算得本工程干泥量2.3t/d。

3.1反冲洗废水调节池

反冲洗废水调节池接纳和调节精滤机反冲洗废水及浓缩池上清液。本工程设计3台精滤机，单台处理水量250m3/d。由于精滤机为自动虹吸反冲洗，反冲洗频率和水量受进水浊度和滤料年限的控制，设计按最不利情况考虑，即3台精滤机同时进行反冲洗，单次反冲洗时间为10min，则一次反冲洗水量Q1=250/60×10×3=125m3，浓缩池上清液Q2=345m3/d，故反冲洗废水调节池的有效容积为470m3，为地下式钢筋混凝土结构。池内设潜水搅拌机1台，N=7.5kW，为使反冲洗废水调节池的水连续均匀提升至水厂前端，设潜水排污泵2台（1用1备），Q=20m3/h，H=16m。

3.2排泥水调节池

排泥水调节池接纳和调节沉淀池排泥水和脱水机滤液。排泥水调节池的容积受排泥频率和时序影响较大，容积不易确定，因此本设计按储存1d沉淀池排泥水计算排泥水调节池容积。沉淀池排泥水含水率一般在98%～99.9%，沉淀池下部设有锥形泥斗，有一定的调节和浓缩功能，因此本次设计取沉淀池排泥水含水率为99.5%，故排泥水调节池容积V=2.3/0.5%=460m3。排泥水调节池分为2格，并联运行，每格池内设潜水搅拌机1台，N=4.0kW，整池设潜水排污泵3台（2用1备），Q=40m3/h，H=12m，将排泥水提升至污泥浓缩池。

3.3污泥浓缩池

机械脱水要求进泥含固率在2%以上，排泥水调节池污泥含水率远小于2%，必须进行浓缩。浓缩分为重力浓缩和离心浓缩，离心浓缩耗能较多，且日常运行和维护较麻烦，所以本次设计采用重力浓缩。设计辐流式浓缩池1座，液面负荷取0.4m3（m2•h），计算得出浓缩池直径8m，有效水深5m。浓缩池上清液排至反冲洗废水回用水池，底泥由螺杆泵提升至污泥脱水间。

3.4污泥脱水间

由于本工程用地比较紧张，故将污泥脱水间设计在净水车间的附属房屋内。净水厂污泥脱水机一般有离心脱水机、带式脱水机和叠螺式脱水机。离心脱水机因占地较大、耗能较多，在中小型水厂中应用不多；净水厂污泥亲水性较强，使用带式脱水机往往挤压不成泥饼，跑泥现象严重，故带式脱水机在净水厂中应用也较少，本次设计采用叠螺式脱水机。浓缩后污泥含水率小于等于98%，按干泥量2.3t/d，计算得出污泥脱水机进泥量115m3/d，污泥脱水机每天运行16h，则进泥螺杆泵流量Q=115/16=7.2m3/h，叠螺式脱水机处理量为90～150kgDS/h，污泥脱水间还设计脱水机絮凝剂投加系统，絮凝剂选择PAM，投加量为污泥干重的0.3%。

4结语

（1）净水厂排泥水处理规模受原水浊度和絮凝效果影响较大，确定规模时除应考虑年平均浊度外，还应对汛期高浊度时的持续大泥量给予高度重视，考虑应急排泥措施。（2）排泥水处理系统一般包括调节、浓缩、脱水三道工序组成，选择处理流程时应结合净水厂用地限制、污泥含水率等因素，合理确定排泥水处理流程。（3）净水厂污泥相对污水厂污泥对环境的危害较小，但也不应忽视，最终的处置应实现资源化。

参考文献：

［1］王军.净水厂排泥水处理系统工艺设计［J］.供水技术，2017，11（2）：46-48.

［2］GB50013—2018，室外给水设计标准［S］.

［3］许嘉炯.净水厂生产排泥水处理工艺研究与设计［J］.给水排水，2011，37（1）：34-38.

［4］何纯提.净水厂排泥水处理［M］.北京：中国建筑工业出版社，2006.

作者:冯丽梅 单位:甘肃甘兰水利水电勘测设计院有限责任公司