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净水厂排泥水处理工艺设计研究

发布时间:2020/8/3 15:19:53   阅读:

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

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