凈水廠排泥水處置現(xiàn)狀的若干分析

袁磊

摘 要：隨著城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)事業(yè)的不斷發(fā)展，凈水廠排出的排泥水對(duì)環(huán)境的污染也引起人們的廣泛關(guān)注，排泥水主要來源于沉淀池排泥水、濾池反沖洗廢水、氣浮池浮渣及其他水量。這些廢水的組成主要是無機(jī)泥沙，但也含有部分有機(jī)物，約占干污泥重量的。目前我國大部分凈水廠污泥未經(jīng)處理直接排放至水廠附近的河道或者水廠周邊的小水坑，有的直接排到城市排水管道，這勢(shì)必造成水環(huán)境的污染與水資源的浪費(fèi)，因此，必將凈水廠排泥水處理問題提到議事日程上來。

關(guān)鍵詞：凈水廠;排泥水;污泥處理

中圖分類號(hào)：X846.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1排泥水處置的必要性

隨著社會(huì)的進(jìn)步和人口的增長，人們對(duì)水資源的需求越來越大，凈水廠作為人們供水的主要來源，在供水的過程中，不可避免的會(huì)有排泥水的產(chǎn)生。2015年環(huán)保部發(fā)布的“水十條”中明確提出了對(duì)污泥穩(wěn)定化、資源化、無害化的處置，凈水廠排泥水的處置勢(shì)在必行。目前，水廠的排泥水對(duì)環(huán)境的污染問題越來越引起社會(huì)的關(guān)注。直到上個(gè)世紀(jì)80年代末，才將排泥水的處置問題正式提上議事日程。早先對(duì)于排泥水的處置大多是直接排入江湖，排泥水當(dāng)中含有大量的泥沙，直排會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐暮拥浪|(zhì)產(chǎn)生影響，且泥沙淤積于河底會(huì)抬高河道。排泥水當(dāng)中含有的大量鋁鹽，排入水體后會(huì)危害水中生物，破壞水體生態(tài)平衡。相比較于污水處理廠的污泥處置，給水廠的污泥量沒有污水廠大，泥的收集也較不穩(wěn)定，尤其對(duì)于小型給水廠來說，配置成套的污泥處理設(shè)備不太現(xiàn)實(shí)。從目前綠色可持續(xù)發(fā)展的要求來看，排泥水是不容廢棄的水資源，排泥水的回用處置對(duì)于國內(nèi)缺水地區(qū)尤為重要。

2排泥水的成分及物理化學(xué)特性

排泥水中主要含有沙礫、濃縮后的懸浮物、有機(jī)物，以及殘存在泥中的混凝劑等。給水廠排泥水的特性與其化學(xué)組成、污泥粒徑、原水的來源有較大的關(guān)系。原水分別取自江水、河水、湖泊水、山區(qū)水庫或者平原水庫水，由于各種水源在雜質(zhì)、無機(jī)礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)種類、重金屬等種類和數(shù)量上有差異。從而造成泥水的雜質(zhì)成分和粒徑的不同。其次，凈水過程當(dāng)中所使用的混凝劑、助凝劑等的品類和數(shù)量的不同，泥水的物理化學(xué)特性也會(huì)有較大的差異。凈水廠的排泥水是黏稠絮狀有臭味的泥水，其含水率主要和原水當(dāng)中懸浮物、處理工藝以及原水的性質(zhì)有關(guān)。凈水廠排泥水的比阻與水源的水質(zhì)、pH、混凝劑的種類和數(shù)量以及泥水?dāng)嚢璧某潭扔泻艽蟮年P(guān)系。相對(duì)于污水廠污泥的密度，給水廠排泥水經(jīng)過濃縮脫水后的污泥的無機(jī)物含量與產(chǎn)生狀態(tài)的含固率都高、密度較大，一般產(chǎn)生狀態(tài)的密度為1.06～1.20g/cm3。凈水廠的污泥主要來源于原水當(dāng)中的雜質(zhì)、懸浮物以及藥劑的添加，相比較于污水廠的污泥，其有機(jī)物的含量低很多。M.Dahhou等對(duì)排泥水利用定量的能量色散X射線熒光光譜分析表明排泥水主要以無機(jī)物為主，有機(jī)質(zhì)含量較低。凈水廠排泥水當(dāng)中Al2O3含量一部分來源于原水，另一部分來自投加的鋁鹽混凝劑的水解。鋁鹽含量的多少直接影響污泥的濃縮沉降效果和脫水的程度。污泥當(dāng)中的重金屬大多來自原水的流動(dòng)形成的富集。污泥當(dāng)中一般含有銅、鋅、鉻、砷、硒、鎳、鉬、汞等。由上述可知，排泥水當(dāng)中含有大量的懸浮顆粒，無機(jī)礦物質(zhì)，以及重金屬。所以對(duì)于排泥水而言，如果直接不處理排放會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成較大影響，相反對(duì)其進(jìn)行資源化回收利用是一條合理且經(jīng)濟(jì)綠色的途徑。

3排泥水處理工藝技術(shù)發(fā)展方向及展望

如前所述，我國凈水廠排泥水處理技術(shù)起步較晚，發(fā)展相對(duì)緩慢，相應(yīng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還有待進(jìn)一步完善。然而伴隨著目前國家積極倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排等重要的宏觀政策相繼出臺(tái)，對(duì)凈水廠排泥水技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展帶來了良好的契機(jī)，綜合節(jié)水以及污泥再利用將成為排泥水處理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

3.1修正干泥量計(jì)算公式設(shè)計(jì)

干泥量與實(shí)際干泥量的偏差必然會(huì)導(dǎo)致排泥水處理系統(tǒng)設(shè)備閑置，能源浪費(fèi)，增加不必要投資。因此，在排泥水處理項(xiàng)目建設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)水廠水源情況、實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷以及水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮地域、水質(zhì)差異，修正干泥量計(jì)算方法，以期縮小設(shè)計(jì)和運(yùn)行干泥量的差距，指導(dǎo)新建水廠。

3.2優(yōu)化排泥水處理工藝及設(shè)備選型

選擇凈水廠污泥處理工藝流程時(shí)，需要充分考慮原有凈水構(gòu)筑物情況，泥線應(yīng)該根據(jù)水線工藝、上清液及脫水液回用情況、脫水方式、污泥處理程度及經(jīng)濟(jì)效益等多種因素來確定最優(yōu)工藝流程。例如，當(dāng)濾池反沖洗排水可滿足回用要求時(shí)，沉淀池排泥水進(jìn)行濃縮處理，濾池反沖洗排水直接回用或排放，這種流程本身費(fèi)用較低;當(dāng)濾池反沖洗排水不能滿足回用要求且單獨(dú)濃縮無法滿足脫水機(jī)械要求時(shí)，需將沉淀池排泥水和濾池反沖洗排水經(jīng)調(diào)節(jié)池混合后，上清液回用或排放，底部污泥濃縮處理;而當(dāng)濾池反沖洗排水不能滿足回用要求，但預(yù)沉后上清液可以滿足回用要求時(shí)，可將沉淀池排泥水進(jìn)行濃縮處理，濾池反沖洗排水經(jīng)排水池預(yù)沉，上清液回用或排放，底部污泥水與沉淀池排泥水一起濃縮處理;當(dāng)水線工藝采用氣浮工藝時(shí)，由于氣浮池排泥水中污泥顆粒密度相對(duì)較低，所以不易重力沉降濃縮，此時(shí)應(yīng)采用與水線氣浮相匹配的氣浮濃縮池。排泥水處理工藝的不斷改進(jìn)和完善，必然要求排泥水處理設(shè)備的進(jìn)一步完善和更新，排泥水處理設(shè)備的選擇和使用，要根據(jù)具體的工藝過程，全面分析、綜合協(xié)調(diào)最終確定。排泥水處理設(shè)備應(yīng)保證性能、構(gòu)造及工作可靠，智能化、自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理方便、安全，合理選擇材質(zhì)注重環(huán)保，節(jié)能降耗、節(jié)約成本。

3.3選用高效濃縮設(shè)備和池型

在整個(gè)排泥水處理工藝中，排泥水濃縮是關(guān)鍵，濃縮技術(shù)的革新是排泥水工藝發(fā)展的標(biāo)志，高效濃縮技術(shù)的研究與開發(fā)、濃縮工藝的改進(jìn)，是排泥水處理工藝的發(fā)展方向。高效濃縮技術(shù)一般都具有較高的沉淀速度，是一種結(jié)構(gòu)緊湊的沉淀池，占地面積少，減少了土建造價(jià)，且底泥含固率高，符合節(jié)能減排理念。

3.4完善排泥水處理系統(tǒng)建設(shè)

凈水廠的污泥濃縮池排出含固率為3%～4%的濃縮污泥，一般直接被輸至污泥脫水機(jī)房進(jìn)行機(jī)械脫水。1998年建成投產(chǎn)的上海閔行一水廠的排泥水處理系統(tǒng)，首次在污泥濃縮池和污泥離心脫水機(jī)房之間設(shè)置了1座起調(diào)節(jié)勻化濃縮污泥作用的污泥調(diào)蓄均衡池。污泥脫水機(jī)械為維持較高的機(jī)械運(yùn)行功效和出泥含固率，要求進(jìn)脫水機(jī)的濃縮污泥含固率能保持穩(wěn)定。設(shè)置適當(dāng)池容積的污泥調(diào)蓄均衡池能滿足這種要求，特別是對(duì)供水規(guī)模較大或使用周期性間歇運(yùn)作的板框壓濾污泥脫水機(jī)的水廠更適用。以北京第九水廠為例，在2010年完工的改造設(shè)計(jì)中在脫水機(jī)房前增設(shè)了污泥平衡池，優(yōu)化排泥水系統(tǒng)運(yùn)行。

3.5逐步推廣凈水污泥再生利用

目前國內(nèi)現(xiàn)有凈水廠污泥處置方式均為外運(yùn)填埋，由于水廠排放污泥的處理費(fèi)用高昂，處置場(chǎng)地有限，因此把排放污泥作為資源再生利用，變廢為寶將成為未來污泥處置的發(fā)展方向。應(yīng)積極借鑒日本、臺(tái)灣、歐美等地區(qū)污泥再生利用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)各水廠污泥的特性，從降低成本、資源的充分利用和環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行綜合考慮，積極開發(fā)污泥的再生利用技術(shù)。

3.6安全回用

排泥水是實(shí)施綜合節(jié)水的關(guān)鍵排泥水安全回用是綜合節(jié)水技術(shù)又一個(gè)關(guān)鍵。應(yīng)綜合考慮原水水質(zhì)特征和水廠凈水工藝，對(duì)排泥水回用水質(zhì)和回用工藝進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，主要包括微生物及泥線化學(xué)藥劑對(duì)回用水質(zhì)的影響;分析排泥水水質(zhì)、水量以及回用工藝，研究和開發(fā)回用生產(chǎn)運(yùn)行控制技術(shù)，降低排泥水回用對(duì)供水系統(tǒng)的影響;研究水廠排泥水深度處理技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，開發(fā)適合凈水廠排泥水安全回用處理的適用技術(shù)，提出安全回用的保障措施，建設(shè)節(jié)水型的排泥水處理系統(tǒng)。

結(jié)束語

凈水廠污泥對(duì)環(huán)境的危害性已不容忽視，排泥水處理問題也引起了廣泛關(guān)注，諸多早期建設(shè)缺少排泥水處理系統(tǒng)的老水廠也在逐步進(jìn)行改造。工程設(shè)計(jì)中具體選擇何種污泥處理方式，需結(jié)合不同水廠排泥水特點(diǎn)，綜合分析比較后確定

參考文獻(xiàn)

[1]馮麗梅.凈水廠排泥水處理工藝設(shè)計(jì)[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2020（03）：86-87.

[2]姚夏. 凈水廠排泥水處理技術(shù)及回用安全研究[D].長安大學(xué)，2020.

[3]吳哲帥. 凈水廠排泥水回流參數(shù)及安全性試驗(yàn)研究[D].華東交通大學(xué)，2019.

[4]楊雙喜，李耐文，易志兵. 安哥拉羅安達(dá)Candelabro凈水廠排泥水處理工藝研究與設(shè)計(jì)[C]. 《環(huán)境工程》編委會(huì)、工業(yè)建筑雜志社有限公司.《環(huán)境工程》2018年全國學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）.《環(huán)境工程》編委會(huì)、工業(yè)建筑雜志社有限公司：《環(huán)境工程》編輯部，2018：21-24.

[5]劉國燁. 凈水廠排泥水回流強(qiáng)化混凝效應(yīng)及參數(shù)試驗(yàn)研究[D].華東交通大學(xué)，2018.

[6]劉士豐，孫穎.凈水廠排泥水處理中高密度沉淀池負(fù)荷優(yōu)化研究[J].給水排水，2012，48（S2）：87-89.