深圳某水廠排泥水處理工況優化與安全回用

1 排泥水處理概況

深圳市某水廠供水規模為20×104m3/d，基本滿負荷生產，採用常規淨水工藝，淨水過程中產生的排泥水的處理工藝如圖1所示。廠區排泥水首先需減量處理，絮凝沉澱池通過優化排泥閥開啟時間及刮吸泥機行進線路達到減量排放效果，濾池通過開展生產試驗，在反洗達標及出水水質合格的前提下，選出排水量最少的反洗工況。濾池反洗水進入回收水池後，通過控制靜沉時間、回流比等關鍵點進行安全回用，並輔以消毒劑投加與紫外裝置保障水質安全，上清液通過潛水泵輸送至配水井。絮凝沉澱池排泥水與回收水池底泥通過調節、濃縮處理後，上清液輸至回收水池回用或排放，濃縮池底泥進行離心脫水並外運處理。

2 排泥水減量

2.1 絮凝沉澱池

絮凝池採用穿孔排泥管排泥，共32個排泥閥，平流沉澱池採用桁架式虹吸刮吸泥機，共2臺。在水廠相關的生產性試驗結果基礎上，採用絮凝池積泥量沿水流前進方向逐漸遞增，即採用絮凝前端排泥時間短，絮凝末端排泥時間長的排泥方式，與統一定時排泥方式相比降低了絮凝前端的無效排泥水量。平流沉澱池積泥主要集中在池前端，前端採用刮吸泥機折返多次排泥的方式，其餘積泥較少的區域單程排泥即可，並可適當延長排泥周期。此運行方式與常規往返連續排泥相比降低了無效排泥水量，並緩解前端積泥過多的問題。

絮凝池按水流方向分為3段，設計排泥時間分別設置為20、40、60 s，設計排泥周期24 h，絮凝池排泥水量每天約200 m3。沉澱池前端1/3處為積泥量較大的區域， 該區域考慮刮吸泥機折返2次排泥，排泥周期24 h，其餘區域單程排泥1次，排泥周期48 h，沉澱池排泥水量每天約700 m3。較絮凝沉澱池常規定時、往返運行工況排泥水總量1 150 m3降低了21.7%，絮凝沉澱池排泥水率由0.58%降至0.45%。

2.2 砂濾池

砂濾池採用V型濾池，共8格，單池面積為135.8 m2，採用氣、水三階段恆氣量變水量反衝洗方式。原運行工況：反衝洗周期為48 h，氣衝時間2 min，氣水衝時間5 min，單水衝時間6 min，單格反衝洗排水量627 m3，每日濾池反衝洗排水總量約2 508 m3。

依據生產試驗結果，設末期反洗排放水濁度小於10 NTU為結束工況點，對不同的運行周期與階段反洗時間組合進行比選，在反洗達標及出水水質合格的前提下，排水量最少的工況條件為：濾池運行周期48 h，氣衝時間2 min，氣水衝時間4 min，單水衝時間4 min。

反衝洗周期為48 h，8格池分兩組隔日交替反洗，以避免反洗水量峰值出現。其中單氣衝時的氣衝強度15.5 L/(m2·s)，時間2 min;氣水衝時，氣衝強度15.5 L/(m2·s)、時間4 min，水衝強度3.0 L/(m2·s)，時間4 min;若單水衝時，水衝強度6.0 L/(m2·s)，時間4 min;表掃強度2.0 L/(m2·s)，時間10 min。

單格濾池反洗排水量為表面掃洗水量、氣水衝時排水量、單水衝時排水量之和，單階段反洗量=濾池面積×單位面積的反洗量×時間，其中表面掃洗水量為135.8 m2×2.0 L/(m2·s)×3.6×(10 min/60 min)=163.0 m3，氣水衝時排水量為135.8 m2×3.0 L/(m2·s)×3.6×(4 min/60 min)=97.8 m3，單水衝時排水量為135.8 m2×6.0 L/(m2·s)×3.6×(4 min/60 min)=195.6 m3。因此，單格濾池反洗排水量為163.0 m3+97.8 m3+195.6 m3=456.4 m3。

每日濾池反衝洗排水總量約1 825 m3，較原工況反洗水總量2 508 m3降低了27.2%，濾池反洗排水率由1.25%降至0.91%。

綜上所述，通過優化排泥水設施運行工況，排泥水率由1.83%降至1.36%，預計全年節水約34.3萬m3。

3 排泥水處理

水廠原水主要來境外西江引水工程，原水進入市區後經調蓄水庫轉輸至水廠，原水水質基本滿足《地面水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅱ類水體標準，濁度穩定在10 NTU左右。汙泥處理系統規模按全年95%天數確定，處理工藝採用「調節池+斜板濃縮池+平衡池+離心脫水」。

3.1 汙泥調節池

絮凝沉澱池與回收水池是間歇排泥，瞬時流量大，濃度也不均勻，為了保證後續構築物能連續運行，減小構築物的處理容量，需設置調節池。

調節池設1座，設計有效容積按照不小於沉澱池單次最大排泥量及回收水池底泥之和考慮，池內設2臺攪拌機，1用1備，防止汙泥沉積。汙泥提升泵按24 h均勻運行進行設計，2用1備，變頻調節，並設置應急排放管至汙水系統。調節池內安裝1臺超聲波液位計，用於水位監測及控制水泵的開停。

3.2 汙泥濃縮池

濃縮池設1座分2格，採用不鏽鋼斜板濃縮池形式，每座設計流量與調節池提升泵相匹配，設計表面水力負荷0.8 m3/(m2·h)，斜板長為2.2 m，傾角為60°，板距80 mm。斜板下部設濃縮機對濃縮區汙泥進行慢速攪拌，以提高濃縮效果。為進一步強化泥水分離效果，在每格濃縮池進水管上設1個PAM投加點，投加量採用3~5 kg/(t Ds)，投加濃度採用0.1%。濃縮池上清液通過固定式溢流堰收集，可進入回收水池或廠區汙水系統。

濃縮池底部出泥管道處安裝汙泥濃度計，當底泥濃度大於3%(可調)時，出泥管開始排泥;或根據時間周期進行定期排泥。當底泥濃度低於1%時(可調)，關閉排泥閥，停止排泥;或汙泥平衡池達到高水位時，排泥管也停止排泥。

3.3 汙泥平衡池

汙泥平衡池在濃縮池與脫水設備間起平衡和緩衝作用，它能使濃縮汙泥含固率相對均勻，保證脫水機進泥量與濃度均衡。

平衡池設1座，設計有效容積按脫水機8 h的最大處理泥量考慮，池內設2臺攪拌機，1用1備，防止汙泥沉積。平衡池內安裝1臺超聲波液位計，用於水位監測。

3.4 汙泥脫水機

編輯：王媛媛