1 給水工程中污泥處理概況

　　給水處理中產(chǎn)生污泥的來源主要是凈水廠中沉淀池的排泥及濾池的的反沖洗排水，在以往的凈水廠中，對這部分污泥一般不進行處理而直接排放。這種污泥的成分以泥砂顆粒和絮凝劑的水解產(chǎn)物為主，雖然不含有毒物質(zhì)，但直接排放會造成河床淤積和增加水體的渾濁度，并造成水資源的浪費。近年來，隨著節(jié)水意識和環(huán)保意識的加強，國內(nèi)水處理行業(yè)已開始對給水污泥進行處理。目前除新建的給水工程如石家莊潤石水廠、北京第九水廠、保定市地表水廠、上海閔行水廠等設(shè)置了污泥處理工段外，一些已建水廠也開始進行改造工程，增設(shè)污泥處理構(gòu)筑物，如天津自來水公司目前正在全市自來水廠中實施污泥處理工程。

2　保定市地表水廠概況

　　保定市地表水廠工程設(shè)計規(guī)模為日供水能力26萬立方米，水源取自位于保定市西南部65公里處的西大洋水庫，廠址位于市區(qū)建設(shè)南路東側(cè)，采用常規(guī)凈水處理工藝，并設(shè)有污泥處理構(gòu)筑物，總占地約170畝，工程投資2.1億元，其中利用瑞士政府混合貸款480萬美元。本工程于1997年8月破土動工，2000年3月竣工，2000年6月1日并網(wǎng)投產(chǎn)送水。

　　保定市是全國主要缺水城市之一，水資源非常寶貴，因此節(jié)省水資源是本工程設(shè)計的主導(dǎo)思想之一。根據(jù)水廠的凈水處理工藝，沉淀池的排泥水和濾池的反沖洗排水總計約為8432m3／d。如果這部分水直接排放，不僅對環(huán)境產(chǎn)生污染，而且對水資源緊缺的保定市來說是極大的浪費。所以，該工程在凈水工藝設(shè)計的同時，增設(shè)了生產(chǎn)廢水回流及污泥機械處理設(shè)施。

　　保定市地表水廠工程污泥處理系統(tǒng)設(shè)計時，本著流程簡單、自動化程度高、操作方便、占地少、投資省的原則，力求在污泥處理中采用新技術(shù)和新工藝，選擇的污泥處理工藝流程圖為：

3 Densadeg高密度澄清池

　　濃縮池是污泥處理成敗的關(guān)鍵構(gòu)筑物，由于以水庫水為水源的給水處理廠產(chǎn)生的污泥不易濃縮，如采用傳統(tǒng)的重力式污泥濃縮池，必須將濃縮池的表面負(fù)荷降得很低，造成濃縮池占地面積較大，且濃縮效果不好。故在該工程的設(shè)計中采用Densadeg高密度澄清池作為污泥濃縮池，以取代傳統(tǒng)的重力式濃縮池。

　　Densadeg高密度澄清池，是一種高速一體式沉淀／濃縮池，是由法國德利滿公司開發(fā)研制的，目前已在法國、瑞士等國家的許多給水廠和污水處理廠中應(yīng)用。Densadeg高密度澄清池工藝基于以下五個機理：

　　●獨特的一體化反應(yīng)區(qū)設(shè)計；

　　●反應(yīng)區(qū)到沉淀區(qū)較低的流速變化；

　　●沉淀區(qū)到反應(yīng)區(qū)的污泥循環(huán)；

　　●采用有機絮凝劑；

　　●采用斜管沉淀布置。

　　由以上機理決定了Densadeg高密度澄清池具有的優(yōu)點為：污泥循環(huán)提高了進泥的絮凝能力，使絮狀物更均勻密實；斜管布置提高了沉淀效果，具有較高的沉淀速度，可達20 m／h；澄清水質(zhì)量較高；對進水波動不敏感，并可承受較大范圍的流量變化。

　　Densadeg高密度澄清池主要由混合區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀/濃縮區(qū)組成，其型式參見下圖。

　　Densadeg高密度澄清池各組成部分的作用為：

　�、� 混合區(qū)

　　混合區(qū)設(shè)有快速機械攪拌器，用以快速混合投加的絮凝劑，絮凝劑采用鋁鹽或鐵鹽。

　�、� 反應(yīng)區(qū)

　　反應(yīng)區(qū)內(nèi)由攪拌區(qū)和推流式反應(yīng)區(qū)組成一個串聯(lián)反應(yīng)單元。

　　攪拌區(qū)：在該區(qū)加入適量的助凝劑，采用螺旋式葉輪攪拌機進行均勻攪拌，同時通過污泥循環(huán)以達到最佳的固體濃度。助凝劑采用PAM。

　　推流式反應(yīng)區(qū)：該區(qū)的作用是產(chǎn)生掃粒絮凝，以獲得較大的絮狀物，達到沉淀區(qū)內(nèi)的快速沉淀。

　�、� 沉淀／濃縮區(qū)

　　為避免沖碎已形成的較大絮狀物，已形成的絮狀物通過一個較寬的進水口流到沉淀區(qū)。為取得更好的沉淀效果，在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置異向流斜管，并在集水區(qū)內(nèi)的每個集水槽底部設(shè)有隔板，把斜管部分分成了幾個單獨的水力區(qū)，保證了在斜管下面的水力平衡。

　　在斜管的下部絮狀物沉積和濃縮成上、下兩層：

　　① 上層為循環(huán)污泥

　　Densadeg高密度澄清池的底部設(shè)有錐形泥斗，循環(huán)污泥從錐形泥斗上方由循環(huán)泵抽出，送至反應(yīng)區(qū)前端。

　�、� 下層為濃縮污泥

　　Densadeg高密度澄清池內(nèi)設(shè)有濃縮刮泥機，將濃縮污泥刮入中心錐形斗，然后由污泥泵抽出，送至儲泥池。污泥濃縮區(qū)設(shè)有USP10型超聲波泥位控制開關(guān)，用來控制污泥泵的運行，保證濃縮污泥層在所控制的范圍內(nèi)，并保證濃縮池的正常工作。

　　經(jīng)計算，保定市地表水廠每天產(chǎn)生的干污泥量為7800kg，排泥水平均污泥濃度約為0.1%，需處理污泥流量8432m3／d，采用一座沉淀面積為25m2的Densadeg高密度澄清池。

　　Densadeg高密度澄清池與傳統(tǒng)重力式濃縮池比較如下表所示。

                   項目                             設(shè)計流量                     上升流速                沉淀區(qū)有效面積       濃縮池平面尺寸

Densadeg高密度澄清池            350m3／h                   14m／h                        25m2                  6.75m×11.7m

傳統(tǒng)重力式濃縮池                      350m3／h                     1.1m／h                      325m2                 2×φ15m 
                                                                               （固體負(fù)荷24kg／m2·d）

　　由上表可看出，Densadeg高密度澄清池的效率明顯高于傳統(tǒng)重力式濃縮池。

　　由于Densadeg高密度澄清池占地面積很小，故設(shè)計中將Densadeg高密度澄清池與助凝劑和絮凝劑的制備及投加裝置、污泥脫水機合建在同一建筑物內(nèi)。

4　運行效果

　　保定市地表水廠自投產(chǎn)以來已運行兩年多，經(jīng)水廠測試，Densadeg高密度澄清池運行參數(shù)如下：

　　●濃縮池進泥量：230m3／h～460m3／h

　　●濃縮池進泥濃度：0.086%

　　●快速混合區(qū)攪拌器轉(zhuǎn)速：71rpm

　　● 絮凝劑投加量（PAC）：未投加

　　●絮凝反應(yīng)區(qū)攪拌器轉(zhuǎn)速：8.12rpm

　　●助凝劑投加量（PAM）：1.5ppm

　　●濃縮刮泥機轉(zhuǎn)速：0.18rpm

　　●循環(huán)污泥量：15m3／h

　　●上清液濁度：≤2NTU（進泥量為230m3／h時）

　　 2～5NTU（進泥量為370～460m3／h時）

　　●濃縮池排泥含水率：97～98%

　　兩年多的運行實踐證明，Densadeg高密度澄清池運行穩(wěn)定，效果良好，是一種理想的給水污泥處理濃縮池。

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