水處理行業(yè)中水廠排泥水處理探討
【www.hcxkjx.com南京純水設(shè)備】對(duì)水廠的排泥水的處理，真正提到議程上來(lái)的也是近幾年的事。在90年代中期以前，國(guó)內(nèi)很少有水廠配套完整的排泥水處理的單元，大多數(shù)水廠的排泥水基本上以直接外排為主。進(jìn)入90年代中后期后，國(guó)內(nèi)新建的水廠，出于環(huán)保驗(yàn)收的要求，在設(shè)計(jì)及建設(shè)時(shí)，同步考慮了排泥水的處理單元，但大部分建成后，基本上也是處于閑置狀態(tài)。直到最近幾年，浙江省先行倡導(dǎo)的“五水共治”行動(dòng)，對(duì)自然水體的治理引起了空前的注意，并落實(shí)具體措施，水廠排泥水直接外排也作為一項(xiàng)整治內(nèi)容，對(duì)于建而未用的，要求投入正常使用；對(duì)于還未建設(shè)的，則要求限期配套建設(shè)并明確投運(yùn)時(shí)間。
1 排泥水是否適合回用，如何回用的問(wèn)題
排泥水的來(lái)源是日常的反應(yīng)池排泥、沉淀池排泥、濾池反沖洗水以及周期性的反應(yīng)沉淀池（一般以年為單位，甚至更久）、清水池等的清空清掃期間的排放水。有一些水廠為充分利用水資源，把一些常流水的水質(zhì)取樣點(diǎn)的水也收集并匯入排泥水系統(tǒng)（投加過(guò)試劑的應(yīng)排入廢水系統(tǒng)）。南京純水設(shè)備
在這些來(lái)水中，濾池反沖洗水中的雜質(zhì)，主要是沉淀后出水中殘留的絮體顆粒。這部分泥水混入原水后，可起助凝作用，且其本身無(wú)不良的水質(zhì)影響因素；其次是反應(yīng)區(qū)、沉淀池、清水池在清洗時(shí)的排空水，除了排放初期和末期，會(huì)有高濃度泥漿水帶出，后續(xù)中段的水，基本上接近于清水，可直接回用；對(duì)于水質(zhì)取樣點(diǎn)的流動(dòng)水，本身就是制水環(huán)節(jié)中的過(guò)程水，當(dāng)然也可以直接回用。而反應(yīng)池的排泥水、沉淀池的排泥水均是間隙排出的，一般以天為周期，個(gè)別水質(zhì)較好的水廠，排放周期更長(zhǎng)，一些管理上欠缺的水廠，排放周期更存在不確定性，這些正常或非正常的工況中，排出的泥水均帶有明顯的泥腥味，而泥腥味是影響自來(lái)水感觀指標(biāo)的一個(gè)重大因子。即使其它水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，而存在泥腥味的自來(lái)水很難讓用戶(hù)接受。尚不論這些泥水中還存在著其它污染指標(biāo)，所以這一類(lèi)水不應(yīng)直接回用，而且其上清液也不應(yīng)回用。
設(shè)計(jì)院給出的常見(jiàn)的水廠處理工藝流程，認(rèn)為排泥水經(jīng)過(guò)處理后，其上清液是可以回用的，這也符合環(huán)保部門(mén)提出的零排放、清潔生產(chǎn)的要求，所以會(huì)把所有的泥水匯集到泥水調(diào)節(jié)池，然后經(jīng)過(guò)濃縮，上清液回流，濃縮部分的泥水再進(jìn)入下步的脫水處理工藝段。但實(shí)際情況是，這樣做存在較大的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
所以，經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證有效的做法的是
1）脫水機(jī)系統(tǒng)的壓濾水，這部分水的成分更復(fù)雜，且含有PAM殘留成分等，匯入到排泥水濃縮池的入口處是適宜的去處，可明顯改善濃縮池處的泥水分離效果，同時(shí)經(jīng)濃縮沉淀后，壓濾水中絕大部分的成分留置在泥水之中。
2）濾池反沖洗水：可以直接回用至反應(yīng)池入口處，勿需再經(jīng)過(guò)沉淀、濃縮等一系列復(fù)雜的程序和操作。其回用水在原水中的占比一般宜控制在3%~5%，回用點(diǎn)應(yīng)在原水流量計(jì)及濁度儀安裝點(diǎn)之后，也就是說(shuō)，這部分水的摻入，不需要增加投藥量，相反的，回用水流量經(jīng)計(jì)量接入加藥控制系統(tǒng)中，在回用期間還可以按比例減少投藥量，當(dāng)然在一些水質(zhì)突發(fā)期，如藻類(lèi)爆發(fā)期等，濾池反沖洗水不宜回用，那就匯入排泥水系統(tǒng)綜合處理（只需在回用水池與排泥池的進(jìn)水處或出水處有聯(lián)絡(luò)閥門(mén)/閘門(mén)即可）。南京純水設(shè)備
3）反應(yīng)池排泥水、沉淀池排泥水，除非是連續(xù)排放作為低濁度原水的助凝水，否則，對(duì)于間隙排放的泥水，尤其是排放周期較長(zhǎng)的排泥水，存在泥腥味重等的水質(zhì)影響因素，泥腥味僅為感官指標(biāo)，還不包括實(shí)質(zhì)性存在超標(biāo)的理化指標(biāo)，再加上污染物富集等影響因素，即使是上清液，都不適合回用。
4）排泥水濃縮池上清液，如第3點(diǎn)中講到的原因，不適合回用，應(yīng)予以排放。
5）周期性檢修、維護(hù)時(shí)的池體排空水。主要是反應(yīng)區(qū)、沉淀池、清水池等區(qū)域的排空水，這些部位的排空水在排放初期，會(huì)混有底層泥漿水，到后期也會(huì)夾帶底泥，其排放中段的水優(yōu)于原水，因此，中段的水完全可以利用，具體做法是在排泥池進(jìn)水處與回用水池進(jìn)水處，留有聯(lián)通的閘門(mén)或閥門(mén)（設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，考慮了這些內(nèi)容為上策，水廠投運(yùn)后視時(shí)機(jī)技改也不算太難）。
6）各取樣點(diǎn)處的長(zhǎng)流水。這部分水量較小，但日積月累，一年下來(lái)也有一定的量，一個(gè)30萬(wàn)m3/d的水廠，據(jù)統(tǒng)計(jì)，共有至少10處取樣點(diǎn)及水質(zhì)儀表安裝點(diǎn)，全年共排放水量約5萬(wàn)m3。所以把這部分水直接匯入回用水系統(tǒng)也是很有必要的。在此，對(duì)于加有試劑的水樣須在測(cè)試時(shí)同步添加試劑，這些點(diǎn)位上的取樣水應(yīng)與水廠化糞池水等一起排入城市下水道系統(tǒng)。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
2 設(shè)備設(shè)施的合理選用
排泥水處理系統(tǒng)中的核心設(shè)備是脫水裝置，可選的主流設(shè)備有板框機(jī)、離心機(jī)、帶機(jī)、螺壓機(jī)、旋轉(zhuǎn)壓濾機(jī)等，最終的污泥處置方式，決定了脫水設(shè)備的選用，如脫干污泥用于垃圾填埋場(chǎng)填埋，那么高含固率能達(dá)標(biāo)的只有板框機(jī)可選；如泥量比較少，螺壓機(jī)、旋轉(zhuǎn)壓濾機(jī)等也可以考慮選擇；如果想降低工程造價(jià)，且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生條件不是太苛刻，帶機(jī)也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇；如果想自動(dòng)化程度高，現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生條件好，且能保證每次啟用后有較長(zhǎng)可以連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間。南京純水設(shè)備
與脫水機(jī)械配套的另一項(xiàng)主要設(shè)備是PAM制備裝置。PAM制備裝置，從結(jié)構(gòu)形式上來(lái)區(qū)分，有二廂式與三廂式兩種產(chǎn)品可選，兩種形式均各有利弊，如用量大、需連續(xù)制備，宜選三廂式；如用量不大，二廂式也可選。無(wú)論是哪種形式，關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)是熟化時(shí)間，即PAM在溶液中的停留時(shí)間，一般選取45分鐘，但這個(gè)時(shí)間與溶解水的水溫密切相關(guān)，有些場(chǎng)合到冬季時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)PAM的用量偏大，究其原因是水溫低導(dǎo)致PAM要求的熟化時(shí)間不夠，所以考慮到四季通用，此時(shí)間宜選擇在一個(gè)半小時(shí)以上，具體可經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)確定，另外要注意的是，按PAM熟化時(shí)間延長(zhǎng)，選配的裝置容量會(huì)明顯增大，那需要另外考慮的一個(gè)問(wèn)題是，配好的PAM溶液最好能在24小時(shí)內(nèi)使用完，那么在使用過(guò)程中要合理調(diào)節(jié)好PAM的配置數(shù)量。
由于排泥水處理是一個(gè)完整的系統(tǒng)，所以要以系統(tǒng)性的觀點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理，如反應(yīng)池處排泥閥的開(kāi)關(guān)頻次、持續(xù)時(shí)間、每組閥之間的間隔；沉淀池排泥機(jī)的分段分時(shí)運(yùn)行，在設(shè)計(jì)、制作之初，考慮到應(yīng)對(duì)高濁度和低濁度時(shí)的雙管與單管的切換等等，均對(duì)排泥水處理整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、節(jié)水節(jié)能運(yùn)行有至關(guān)重要的影響。
3 排泥水的協(xié)同處理
水廠排泥水的特點(diǎn)是含泥砂量大，含有未完全反應(yīng)的混凝劑成分，在自然靜止?fàn)顟B(tài)下，只要經(jīng)過(guò)3~5分鐘，可看見(jiàn)明顯的泥水分層現(xiàn)象，如果將排泥水與原水混合，也可以見(jiàn)到與投加混凝劑的同等效果。設(shè)想將排泥水引入到鄰近工廠的污水預(yù)處理設(shè)施或市政污水廠，不失為是一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。
但也有限制條件，這部分排泥水占污水廠處理能力的占比是否在允許范圍之內(nèi)？由于較強(qiáng)的混凝效果，是否會(huì)削減污水廠后續(xù)工藝的碳源（部分碳源沉淀于前端處理工藝段）？以及需警惕泥砂是否會(huì)淤積在輸送的管道及泵站處。但對(duì)于常年濁度很低的水廠，這似乎不是問(wèn)題。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
對(duì)于常年高濁度的水廠或洪水期間有沖擊性的高濁度水廠，可考慮用泵，槽罐車(chē)運(yùn)輸將濃縮泥水送入污水廠的污泥濃縮段。
還有一個(gè)問(wèn)題是要突破環(huán)保監(jiān)管部門(mén)的固有思維，浙江省曾有一個(gè)大規(guī)模水廠的排泥水進(jìn)入污水處理廠處理，多年來(lái)一直運(yùn)行良好，但在2017年環(huán)保風(fēng)暴的督查中，被作為一項(xiàng)問(wèn)題指出，要求予以整改。要求水廠自行處理，理由是這股水稀釋了污水廠的進(jìn)廠濃度。由于歷史原因，進(jìn)入污水廠有多少量的雨水、地下滲漏水、工廠的冷卻水、游泳池的排放水甚至家庭中極大部分的用水，這些水比起排泥水的數(shù)量及清潔程度而言，均有過(guò)之而無(wú)不及。如有稀釋可能，這部分水才應(yīng)該是首當(dāng)其沖。
4 臨時(shí)應(yīng)急排放處理措施
由于設(shè)備設(shè)施存在故障檢修的可能性，也會(huì)出現(xiàn)暴雨洪水以及潮汐影響的原水高濁度的影響，而水廠正常生產(chǎn)，不會(huì)因?yàn)檫@些原因而減產(chǎn)或停產(chǎn)，因此有必要要有確保排泥水不經(jīng)處理而直接排向環(huán)境水體的抗風(fēng)險(xiǎn)措施，對(duì)于時(shí)間短促的影響因素，可通過(guò)水廠運(yùn)行模式的調(diào)整，如采用在沉淀池、排泥池、濃縮池臨時(shí)存儲(chǔ)的方法，把部分泥水安排在濁度較低的時(shí)段再排出處理。
但對(duì)于原水高濁度持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的情形，在廠區(qū)內(nèi)建自然干化池；應(yīng)對(duì)低濁度時(shí)應(yīng)急排入市政管網(wǎng)等措施，事實(shí)證明也都是切實(shí)可行的措施。南京純水設(shè)備
5 泥的去向
水廠排泥水經(jīng)濃縮脫水后，一般產(chǎn)出來(lái)的干泥含固率大約在30%左右（重量法），由于投加了鋁鹽或鐵鹽、KMnO4、石灰、PAM，通常的去向是填埋、建材利用（磚、水泥、陶粒）、綠化基質(zhì)土、也有見(jiàn)到報(bào)道是重新用酸浸出后做成低品質(zhì)混凝劑的。業(yè)主對(duì)最終去向要承擔(dān)責(zé)任，而不是付錢(qián)外包式的一推了之。
6 現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生
水廠整體環(huán)境給人的感覺(jué)是一個(gè)花園式工廠，各個(gè)車(chē)間也是窗明幾凈，員工的工作服、鞋也可以一塵不染，但是有了排泥水處理單元后，畫(huà)風(fēng)瞬間改變。如果在設(shè)計(jì)初期沒(méi)有考慮周全，日常運(yùn)行管理不到位，那么泥處理這個(gè)區(qū)塊可以用臟亂差來(lái)形容，尤其是PAM制備車(chē)間、脫水機(jī)間和脫干泥堆場(chǎng)的區(qū)塊。要想做到一個(gè)衛(wèi)生達(dá)標(biāo)車(chē)間，也不是一件難事，首要的一點(diǎn)是設(shè)計(jì)及施工時(shí)要從細(xì)節(jié)著手，踏實(shí)做好每一點(diǎn)，如PAM的堆場(chǎng)及上料區(qū)間，相對(duì)獨(dú)立，地面材料要容易清潔，脫水機(jī)間的沖洗、取樣出液口及四周的下水溝的合理布置，特別是脫干泥堆場(chǎng)。方案是不落地清運(yùn)方式，用料倉(cāng)或搬運(yùn)車(chē)輛，而不是靠先落地再鏟車(chē)倒運(yùn)的方式，避免跑冒滴漏。在此區(qū)塊沖洗設(shè)施的考慮，地漏、溝渠、排水泵等的配備等，都屬于必須的內(nèi)容。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
7 出水標(biāo)準(zhǔn)的提升與人工濕地的建設(shè)
對(duì)于泥處理單元的出水，排向自然水體的，無(wú)論是指標(biāo)還是感觀只能是優(yōu)于接納水體的水質(zhì)，才能被社會(huì)接受，不然就會(huì)天天遭遇新聞熱線、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)政、鄰近百姓的投訴，直接的一個(gè)指標(biāo)是SS，據(jù)說(shuō)上海已出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，要求水廠的排泥水處理后的出水標(biāo)準(zhǔn)是準(zhǔn)Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，意味著出水的SS要求是小于5mg/L，對(duì)應(yīng)濁度指標(biāo)大約是3~5 NTU，這是一個(gè)比較高的要求，在很多時(shí)候，澄清池出水很難達(dá)到這個(gè)要求，如遇到短時(shí)間沖擊性負(fù)荷時(shí)、停運(yùn)后再投運(yùn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)飄泥現(xiàn)象，此時(shí)出水的感觀是泥水在外排。還有一個(gè)情況是接納水體比較渾濁，出去的水體有明顯分層，類(lèi)似黃海與渤海的交界面一樣，所以設(shè)想在水廠的澄清出水經(jīng)過(guò)濕地緩沖或在排出口處設(shè)置一處可以減緩流速的濕地緩沖處，這樣在感觀上會(huì)明顯好一些，而且對(duì)于沖擊性負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)的短期飄泥也是一個(gè)有效的阻滯措施。
8 關(guān)于原水濁度保證率的問(wèn)題
《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50013-2006）凈水廠排泥水處理10.1.3條規(guī)定：凈水廠排泥水處理系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)按滿(mǎn)足全年75%~95%日數(shù)的完全處理要求確定。設(shè)計(jì)時(shí)的參考依據(jù)，僅為原水取值的保證率。但在實(shí)際水文觀察數(shù)據(jù)中，NTU與SS之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)、年平均、最大、最小濁度及出現(xiàn)頻率的觀察記錄值很少，所以設(shè)計(jì)取值的全面性、合理性欠缺。南京純水設(shè)備
凈水廠排泥水處理起步較早的日本，全量完全處理的保證率按95%及以上設(shè)計(jì)，原水濁度設(shè)計(jì)取值按多年平均濁度的4倍取值，按4倍取值適合于濁度變化幅度較大的河流，但對(duì)于濁度變化幅度較小水庫(kù)而言，有較大的安全余地，它實(shí)際上可能是3倍或2倍多，甚至是1倍多，也就是說(shuō)按4倍取值，可以涵蓋95%保證率的各種情況。
對(duì)于規(guī)范的理解與修編也有必要性，如果想達(dá)到百分之百處理，實(shí)現(xiàn)未經(jīng)處理泥水的零排放，采用日本的全量處理的保證率95%，再輔以一些臨時(shí)的措施，則既不會(huì)存在排泥水處理系統(tǒng)的超大投資浪費(fèi)，也不會(huì)存在超量泥水直接外排的風(fēng)險(xiǎn)。
總之，水廠排泥水的處理單元，已作為水廠日常正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一環(huán)，有必要像對(duì)待水廠其他生產(chǎn)單元一樣，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)引起足夠的重視，確保泥水處理單元運(yùn)行正常，出水達(dá)標(biāo)排放。
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