自来水厂生产废水处理试运行中遇到的问题和解决方案

徐立群，黄志金

(1.上海浦东威立雅自来水有限公司，上海 200127;2.上海宏波工程咨询管理有限公司，上海 200232)

2010年12月，青草沙水库水源开始替代黄浦江上游水源为上海大部分供水厂供水，为上海饮用水安全提供了有力的保障，也极大地改善了居民饮用水水质［1，2］。与此同时，供水企业生产废水排放要求也日益严格，按照上海市《废水综合排放标准》(DB 31/199—2009)［3］的二级标准，排放水 SS≤70mg/L，BOD5≤30mg/L，CODCr≤100mg/L。因此，生产废水处理系统也逐渐成为各供水企业生产的一个重要环节。

1 水厂基本情况

水厂采用常规处理方法，原水主要经过沉淀和过滤两个处理步骤，在沉淀之前投加碱铝和次氯酸钠，在沉淀过程中投加聚丙烯酰胺和循环污泥，在过滤之前再投加少量碱铝。其中产生的需处理的废水主要有:沉淀池排泥水、反冲洗废水、厂用水。下页图1为水厂制水工艺。

下页图2为生产废水处理工艺流程图，流程如下:沉淀池废水进入浓缩池进行浓缩，浓缩池泥水进入平衡池后，再进入脱水机房进行脱水;滤池反冲洗废水进入预浓缩进行浓缩，泥水排入排泥水调节池与沉淀池废水一起进行处理;预浓缩池的上清液再次进入絮凝

图1 水厂制水工艺

沉淀池回用，浓缩池的上清液达标后排放。脱水后的污泥外运处置，在处理过程中，投加一定量的化学药剂聚丙烯酰胺，脱水机滤出液进入排泥水调节。

图2 水厂生产废水处理工艺流程

2 生产废水处理过程中遇到的主要问题

通过一段时间的运行，在对生产废水进行浓缩和泥水分离的处理过程中经常遇到如下一些问题:

a.排泥水调节池接收高密度沉淀池排泥水、预浓缩池出水及脱水机房滤清液，泥水含固量约0.2% ～0.4%。泥水检出大量藻类，污泥不易沉降。

b.上清液出水水质不稳定，水质较好时可以达到一级排放要求，但水质不好时，悬浮物浓度很高。每次冲洗或排空浓缩池后，运行4～5d开始出现翻泥现象，排泥水含固率仅约1.0%。

c.污泥脱水机药剂投加量较高，达到6kg/t干泥。

3 解决方案

3.1 排泥水烧杯试验

为了对排泥水的加药量和处理后污泥的性质进行研究，开展了烧杯试验，探索最佳的污泥处理方法。

对进入浓缩池的排泥水(污泥浓度0.5%)进行烧杯试验，先快速(200rpm)混凝2min，慢速(100rpm)混凝20min，沉淀时间10min。试验结果如图3所示。

图3 投加PAC处理效果

可以看出，排泥水中单纯加入PAC，初始沉淀效果不明显，污泥沉降比均在80% ～88%。将排泥的污泥浓度由0.5%调整到0.2%，同样进行上述试验结果如图4所示。

图4 投加不同药剂处理效果

由图4～图6可以看出，排泥水稀释后加入PAC和PAM，初始沉淀效果明显改善。

图5 投加不同药剂处理效果

图6 投加PAM处理效果

图6可以看出，PAM投加可改善污泥初始沉淀效果及上清液浊度，污泥水经与浓缩池上清液稀释后沉降效果较佳，上清液浊度较好。从实际工况来看，可以用反冲洗废水稀释排泥水后加PAM进行污泥浓缩。

3.2 排泥水沉降试验

为了进一步确认水厂排泥水特性，进行了排泥水沉降试验。

将排泥水稀释后，投加 PAM(0，0.5，1，2，4，6mg/l)搅拌，沉淀后观察。从观察结果可看出:投加PAM后泥水界面清晰，泥水分离情况良好，PAM投加有助于污泥初始沉降，投加量2ppm效果最佳;但经过长时间沉降后未投加PAM的污泥反而略好于投加PAM的污泥，最佳沉淀时间为30min。

针对排泥水和稀释后的排泥水进一步进行沉降试验，可以看出低浓度的排泥水较高浓度的排泥水初始沉降速度快。PAM的投加有助于改善初始沉降速度，但经过长时间浓缩后的结果与未投加PAM的效果相仿。经过长时间(7h以后)浓缩后，浓缩污泥浓度只能达到1.3%左右，浓缩污泥压实度不佳。

3.3 PAM对污泥浓缩的影响试验

为了确认PAM对污泥浓缩的影响，进行了不同型号的PAM以及不同投加量的烧杯试验，试验结果见下页表。

可以看出，对于此种含有离心机分离液的污泥，浊度和调节池相近时，阴离子产品A2和阳离子产品A1在不同投加量的情况下，效果的变化差距不大，阳离子A1的效果略好于A2。投加量对沉降效果的影响要远远大于对絮凝剂种类的影响。

污泥浓度0.3%(含有离心机分离液的污泥)现场使用的A2和A1在不同投加量时使用的效果比较表

不同型号的PAM对污泥沉淀效果影响不大，水厂使用的A2是较好的一款产品。适当提高投加量会带来更好的絮凝效果，产生更大的絮团和更快速的初始沉降效果。考虑到水流冲击可能对形成的絮团带来的破碎作用，试验中加入了持续时间为30s条件下200rpm的破碎试验，说明高投加量下形成的絮团耐破碎性能更好。

3.4 水厂污泥系统生产性试验

运行情况1:根据现场实际情况，将预浓缩池排泥水连续排入调节池以稀释排泥水浓度，并混入离心脱水机分离液运行一个调节池和一个浓缩池，使浓缩池连续运行，投加PAM1ppm，采用每2h排泥20min，以保证提高污泥浓度。运行结果表明:运行初期浓缩池上清液浊度较低，泥水分离较好，但浓缩污泥浓度较低，为1%～1.3%。运行约一周后，浓缩池集水槽出现翻泥现象。

运行情况2:提高PAM投加量至1.5ppm。为了避免阀门井溢流，减少一半预浓缩池排泥水量进入调节池。运行结果表明:浓缩池上清液水质不稳定，仍然不间断地出现翻泥现象，但浓缩污泥浓度较低。

运行情况3:运行一个调节池和两组浓缩池，降低浓缩池负荷，继续投加PAM 1.5ppm，采用每4h排泥15min。运行结果表明:运行初期两组浓缩池上清液浊度较低，2号浓缩污泥浓度较好，大于2%，1号浓缩池污泥浓度较低，约1.3%，PAM并不有助于污泥压实。

运行情况4:停止两组浓缩池PAM投加，维持每4h排泥15min，浓缩池上清液SS仪可以用于监测，但上清液不连续会干扰读数。运行结果表明:1号、2号浓缩池污泥浓度接近，但都有下降趋势，约1.7%。约一周后仍发现有2号浓缩池翻泥现象。并且注意到原水浊度有较大变化，浓缩池污泥泥位均较高。

4 结论和建议

根据水厂废水处理系统运行试验结果，有以下结论和建议:

a.与黄浦江水源相比，青草沙水源的排泥水不容易沉降，低浓度的排泥水有利于污泥处理系统运行。

b.浓缩池的运行好坏是关键，对于浓缩池的上部，要确保上清液水质良好(低浊度)，泥水分离是最主要的因素。

c.有足够的沉降时间，可以使得泥水较好地分离。PAM的投加也可以提高分离速度，但在运行几个小时之后，上清液水质就没有明显差别。因此在目前工况下，并不一定需要投加PAM来保证上清液水质。

d.确保浓缩污泥浓度高最重要的因素是污泥压实度，但可能由于藻类、过高的pH值以及混凝剂等因素产生正电荷使得水厂的污泥非常不容易压实。同样实验室数据表明投加PAM无法提高污泥的密实度。

e.浓缩池的底部污泥排放应该是多频次、少量排泥，这样更有利于保持上清液的水质，同时有利于离心机的运行。

［1］王铭玮，张宏伟，王晓鹏，等.青草沙水域水质变化特征及对上海供水安全的影响［J］.中国给水排水，2011，27(13):55-59.

［2］乐驰，庄惠生.青草沙水源地水质状况研究［J］.广州化工，2012，40(13):135-138.

［3］DB 31/199—2009废水综合排放标准［S］.