污水處理技術在自來水廠的應用

簡穎臻

（廣州市自來水公司，廣東廣州 510300）

目前社會的發(fā)展趨勢，越來越重視環(huán)保及節(jié)能工作，因此自來水廠的生產(chǎn)排放水回收工作得到了前所未用的重視，新建水廠必須擁有污水處理系統(tǒng)，老水廠也要新增簡易的污水處理裝置，以下介紹一個較先進水廠的污水回用技術[1-3]。

1 水廠污水處理系統(tǒng)簡介

某水廠的污水處理水主要來源于凈水系統(tǒng)的洗池水、排泥水和生物預處理的洗池水。生產(chǎn)排放水進入污水處理系統(tǒng)后主要經(jīng)過調(diào)節(jié)池、沉泥池、斜板濃縮池、污泥平衡池等構筑物的沉淀濃縮作用，污泥液進入脫水機進行脫水加藥，并形成污泥外運。而沉泥池出水流至上清液回收池作進一步沉淀，最后上清液回收池出水經(jīng)回收泵重新輸送至水廠的原水管道中實現(xiàn)循環(huán)利用。

1.1 調(diào)節(jié)池

1.1.1 調(diào)節(jié)池設計功能

調(diào)節(jié)池設計收集沉淀池排泥水、濾池反沖洗水，以及生物預處理洗池水。設置4臺WQ800-12-45潛污泵（每臺功率為45kW），三用一備，將泥水抽升到污水處理系統(tǒng)的沉泥池。設置1臺固液分離機，功率為1.5 kW，分離進水中的纏繞固體垃圾。設置5臺QJB5.5/8-640/3-232/S潛水攪拌機（每臺功率為5.5 kW），潛水攪拌機用來防止污泥在本池沉積。

1.1.2 調(diào)節(jié)池工藝主要設計參數(shù)

池容：1 800 m3；池底標高：0.00 m；坑底標高：-0.90 m；設計最高水位：2.80 m；

1.1.3 調(diào)節(jié)池潛污泵操作要點

根據(jù)調(diào)節(jié)池水位自動啟動潛污泵。潛污泵啟動程序：開啟泵組出水電動蝶閥（開盡）―啟動潛污泵。潛污泵關閉程序：關閉潛污泵―關閉出水電動蝶閥。

1.2 沉泥池

1.2.1 沉泥池設計功能

某水廠沉泥池共有3組（分別稱為1#沉泥池、2#沉泥池、3#沉泥池），主要作用是接納調(diào)節(jié)池送過來的污水，污水在池中停留進行沉淀。每個沉泥池配備1臺泵吸式吸泥機（排泥車），按設置的時間輪流啟動將池底的污泥抽至集泥槽后，排至濃縮池。上清液則通過上部集水渠收集后自流進入4#上清液回收池。

1.2.2 沉泥池工藝設計參數(shù)

單池尺寸：48 m×10 m×4 m；

有效水深：4.0 m;

有效池容：1 920 m3。

1.3 上清液回收池及回收泵組

1.3.1 上清液回收池及回收泵組設計功能

收集沉泥池的上清液（原設計斜板濃縮池的上清液也回收至上清液回收池）。配備2臺WQ400-10-22排污泵，將上清液回收液抽送至原水管與原水混合后進入生物預處理，配備1臺PBXN-10泵吸式吸泥機（排泥車），將沉積在本池的污泥抽至集泥槽后，排至濃縮池。

1.3.2 上清液回收池工藝設計參數(shù)

單池尺寸：48 m×10 m×2.5 m；

有效池容：1 200 m3；

上清液回收池最高水位：2.5 m；

上清液回收池最低水位：0 m。

1.4 斜板濃縮池

1.4.1 斜板濃縮池設計功能

斜板濃縮池有2組。沉泥池排泥車所排的污泥通過池中間的進泥筒進入濃縮池，通過斜板進行污泥水濃縮，原設計中上清液由池上部的集水槽收集，通過集水池總渠排入上清液回收池。泥則沉淀至池底，在每個斜板濃縮池一側的兩角，安裝有2臺潛污泵，當達到設定時間時，斜板濃縮池外的管道離心泵啟動，將濃縮污泥抽升至平衡池。每池安裝有2臺管道離心泵（功率為5.5 kW）共4臺,同時每池裝有1臺WNG-11懸掛式中心傳動刮泥機，共2臺。

1.4.2 污泥切割機

3臺，每臺功率為5.5 kW，2運1備。

1.5 平衡池

平衡池2組，每池內(nèi)裝有2臺QJB5.5/8潛水攪拌機（功率為4 kW），共4臺。收集儲存濃縮池輸送來的濃縮污泥，以保證脫水機進泥量和濃度的平衡，并由脫水機房內(nèi)的管道離心泵送至污泥脫水機脫水。

1.6 脫水加藥系統(tǒng)

4臺離心脫水設備及2套聚丙投加系統(tǒng)。每臺離心脫水設備包括：

1臺加藥泵（功率為2.2 kW），1臺離心泵（功率為5.5 kW），1臺離心機（功率為37 kW），1臺液壓機（功率為22 kW），1個進料閥（功率為0.2 kW）；

每套聚丙投加系統(tǒng)設備包括：

1臺攪拌機（功率為2.2 kW），1臺投藥泵（功率為0.37 kW），1個放藥閥（功率為0.2 kW）。

2 污水處理系統(tǒng)優(yōu)化措施

為實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，水廠生產(chǎn)排放水有必要全面回收循環(huán)利用，而隨新國標的實施水廠出廠水標準又進一步提升，要實現(xiàn)生產(chǎn)排放水全面回收的同時確保出廠水達標，必須對原有的污水處理系統(tǒng)和凈水生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化運行管理工作。

2.1 增大上清液回收池調(diào)節(jié)能力措施

對上清液回收池溢流堰進行加高0.8 m，改造后上清液回收池儲水量由為1 200 m3提升至1 584 m3，改造后增加容積32%，達到了合理調(diào)節(jié)回收水量的目的。

2.2 提升上清液回收液水質(zhì)的措施

（1）合理設置常規(guī)處理系統(tǒng)排泥車的排泥時間和濾池的反沖洗時間，使生產(chǎn)中產(chǎn)生的排放水處于一種均衡狀態(tài)，便于回用水系統(tǒng)的處理。

（2）合理設置回用水系統(tǒng)中沉淀池和上清液回收池排泥車的排泥次數(shù)，以減少池底的積泥。

（3）合理調(diào)節(jié)上清液回收池排泥車的運行次數(shù)，建議每天運行2～3次，以減少池底的積泥。

（4）通過變頻調(diào)節(jié)措施使排泥車在兩條回收水管間的區(qū)域以最慢速度行駛，以保證池底少積泥。

（5）排泥車吸口增加刮泥板，以提高排泥車的排泥效率。

（6）按要求定期對排泥水處理系統(tǒng)構筑物進行放空清洗以減少積泥情況。

2.3 提升回用水量和確保出廠水水質(zhì)措施

（1）以上清液回收池液位計作依據(jù)，采用兩臺回收泵協(xié)作運行的模式，以達到回收水量最大化的目的。

（2）加強對原水、回用水水質(zhì)情況的檢測工作，根據(jù)當時水質(zhì)情況對工藝參數(shù)和回收泵的使用作調(diào)整，以確保出廠水水質(zhì)達標。

（3）加強對污水處理系統(tǒng)的巡檢，降低設備故障率。

（4）加強對原水、上清液回收水水質(zhì)情況的檢測工作，根據(jù)當時水質(zhì)情況對工藝參數(shù)進行優(yōu)化。

3 回收水水質(zhì)及對出廠水水質(zhì)的影響分析

3.1 回收水水質(zhì)分析

水廠主要針對余氯、Al、Mn、NH3－N、菌落總數(shù)共5項水質(zhì)指標對回用水水質(zhì)進行評價分析，其具體數(shù)值如下表：

表1 回收期間上清液主要水質(zhì)數(shù)據(jù)Tab.1 Water Quality of Supernatant of the Recycle Period

由表1可見，回收期間余氯指標基本一直保持在檢測下限以下，可認為對正常生產(chǎn)不造成影響。NH3－N指標也基本處于一種較低的水平，也可認為對正常生產(chǎn)不造成影響。

而常規(guī)生產(chǎn)中的各種濾池反沖水、沉淀池排泥水，極容易滋生細菌，菌落總數(shù)有必要作為回用水水質(zhì)優(yōu)劣的考察指標，結合我廠出廠水菌落總數(shù)指標分析，回用水菌類總數(shù)的變化暫不對出廠水菌落總數(shù)造成超標風險，屬于可控范圍之中。

水廠要密切監(jiān)測回用水、出廠水的各項水質(zhì)指標，并設立對應的監(jiān)測預警機制，若出現(xiàn)異常情況立即按不同級別的預警機制執(zhí)行相應的保障措施。

3.2 出廠水水質(zhì)比較

由以上分析可知，回收水中的余氯、NH3－N指標對出廠水的影響不大，以下只針對Al、Mn和菌落總數(shù)三個指標對回收期間和歷史同期的出廠水水質(zhì)進行對比。

由于合理調(diào)整污水處理系統(tǒng)的運行模式，Al、Mn和菌落總數(shù)三個指標與歷史同期差別不大，都在國標允許范圍之中，其余出廠水指標也沒有受回收水的影響，可確保所有指標均符合國標的要求。

表2 回收期間與歷史同期出廠水主要水質(zhì)指標Tab.2 Effluent Quality of Recycle Period and Historical Period

4 效益分析

水廠自2012年4月開始進行生產(chǎn)排放水回收工作后，并對污水處理系統(tǒng)進行了一系列的改造和調(diào)試工作，從一年的運行中取得了良好的效果，總體投入約5 000元。

水廠自2012年4月至2013年3月共回收水量361.455萬m3,日均回收1.045萬m3，約占同時段總取水量2.37%，回收效益可觀。其經(jīng)濟效益主要涉及水資源費和取水電費節(jié)約兩個方面。

4.1 水資源費節(jié)約部分

水資源費節(jié)約部分以上清液回收水量計算，水資源費0.12元/m3，節(jié)約費用為3 614 550×0.12=433 746元。按實際回收天數(shù)346 d計算，日均節(jié)約費用為1 254元。

4.2 估算取水電費節(jié)約部分

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，估算回收期間合計節(jié)約電量為630 372 kW·h，電費以 0.82 元 /（kW·h）計算，節(jié)約電費為630 372×0.82=516 905元。按實際回收天數(shù)為346 d計算，日均節(jié)約電費為1 494元。

［1］許嘉烔,鄭高民,許建華.關于自來水廠生產(chǎn)廢水的回用[J].凈水技術,2003,22(1):32-34.

［2］葉輝,樂林生,許建華,等.自來水廠排泥水處理技術[J].凈水技術,2001,20(4):23-26.

［3］許嘉烔,鄭曄明,鄭國興,等.自來水廠生產(chǎn)廢水處理工藝流程的優(yōu)化及運行控制要求[J].凈水技術,2004,23(4):36-38.