通沟污泥处理新技术应用研究

邹 斌，张燕剑，马小杰

（1.上海市青浦区排水管理所，上海 201799；2.浙江双林环境股份有限公司，杭州 311100；3.上海淼钦环境科技有限公司，上海 201500）

通沟污泥是指排水管道养护中疏通清捞上来的沉积物，如不及时清理，会减少排水管道的输过水断面，造成排水不畅，而且沉积在管道内的淤泥雨天又会随雨水进入河道，对水体造成污染[1]。因此，需定期对排水管道进行清理，对于清理出来的通沟污泥，目前国内主要采用填埋方法，这不但占用水资源，而且易形成二次污染，为此，青浦区拟兴建通沟污泥处理站1座。

1 工程设计方案

1.1 工程规模论证

本区排水管道总长1 048 km，根据市区情况，产泥量按14.38 t/km计；考虑污水管道养护较少，年均养护次数按1次计算；区年产泥量15 070 t，按工作日250 d计，日处理污泥量60.0 t/d，含水率以60%计。

1.2 污泥处理处置方案选择

目前常用的通沟污泥处理处置方法主要有直接填埋、分离回灌填埋综合处理及减量化资源化综合处理。在传统通沟污泥处理技术中，污泥不经过预处理直接进入填埋场，很多发达国家在20世纪90年代也采取直接填埋的方式。目前，我国部分项目借鉴了国外的先进技术，同时结合自身的实际情况，采用分离、回灌和填埋的方式进行综合处理。该工艺是将收集的通沟污泥经沉降等措施在处理站进行初步分离，分离出来的粗大物质和沉砂被直接送至填埋厂进行填埋，剩余的污泥则重新回灌到下水道。虽然该工艺对环境的二次风险比直接填埋降低，但是仍然有部分有机物附着在沙砾表面，填埋会产生一定的负面环境影响。

为了实现污泥的减量化、资源化和综合处理，人们可以综合运用振动筛分、水力旋流、水力冲洗、污泥搅拌工艺等方法，通过预筛、粗筛、水力旋流、细筛工艺将排水管道污泥中各成分分离为大粒径渣料、中粒径渣料和小粒径渣料，然后外运，作为生活垃圾填埋或混合填埋，产生的污水统一收集后处理或直接进入市政污水管网。其中，小粒径渣料可考虑制作免烧砖，实现资源化利用。根据“减量化、无害化、稳定化、资源化”的原则，各个处理处置方案比较如表1所示。

根据本区域情况，直接填埋污泥，资源化程度较差，并且填埋场与污泥排放点之间的距离较远，污泥运输成本高，运输过程中恶臭、二次污染严重，污泥填埋占用大量土地资源，该方案越来越难以实现。而采用分离、回灌和填埋综合处理工艺，其污泥资源化程度也较差，运行成本也要高于减量及资源化综合处理，对环境影响较大。减量及资源化综合处理工艺工程投资较大，但污泥资源化利用程度高，造成的环境和社会影响较小，比较适合本工程应用，近年来，上海等地陆续兴建了一些以资源化为目的的通沟污泥处理站，其建设与运维经验可供本项目参考[2-3]。因此，本区域通沟污泥采用减量及资源化综合处理方案。

1.3 处理目标

本工程最终以资源化利用为目标，设计的污泥处理目标如表2所示。

表1 通沟污泥处理处置方案比较

表2 通沟污泥处理目标

1.4 工艺流程设计

本工程采用湿法分离技术，对管网污泥进行分类减量化处理及资源化利用，具体工艺流程如图1所示。

（1）污泥车将污泥倾倒至污泥接收池，污泥接收池上部设有除杂格栅（孔径100 mm），经过格栅拦截，孔径大于100 mm的大体积杂物被分离出来，这些杂物主要是破布条、塑料袋等，此部分通过人工清理。设置格栅盖板可以起到预先除杂的作用，防止大块杂物影响后续的分离工序。

（2）通过格栅的污泥从污泥接收池被抓斗送入螺旋给料机，均匀分配至清洗分离机。在清洗分离机中翻滚、冲洗之后，10～100 mm粒径的渣料洗净后被分离出来，通过皮带机进入收集装置，此部分杂物主要为石块、树枝、塑料袋、瓶罐等，物料的含水率在35%～40%，小于10 mm的物料进入泥水分离机。

（3）清洗分离机处理后的污泥经筛分机进行筛分，筛上的产物2～10 mm粒径的渣料通过皮带机进入收集装置。此部分杂物主要为石块、果壳、树叶和纸制品等，物料的含水率在35%～45%；泥水分离机的筛下产物通过泵进入一级旋流器，进行浓缩的作用后，产生的底流进入擦洗机，产生的溢流进入污水池中。在擦洗机的强力清洗作用下，可以将砂表面附着的油脂和其他有机物清洗下来，再进行下一步处理。

（4）擦洗机处理后的物料通过储浆槽调节浓度后进入二级旋流器，产生的溢流回到污水池中，产生的底流进入有机物分离机中。有机物分离机可以有效地将有机物中砂中分离出来，得到较为纯净的砂。有机物分离机处理后产生的富含有机物的物料进入圆振筛脱水，得到0.1～2.0 mm的有机物，其主要成分为固体油脂和有机腐殖质等，含水率约在40%～60%；对于产生的砂，通过泥水分离机脱水得到干净的0.1～2.0 mm的砂，其中有机物含量小于3%，主要成分为沙砾，含水率约为25%。

图1 工艺流程

（5）流程中产生的所有废水集中流到污水池，再通过泵打到浓密机，经过絮凝沉降后，底流进入待压罐中，调节后进入压滤机进行压滤，得到的泥饼由皮带机进行输送收集，泥饼含水率约为60%。

2 工艺设计

依据工艺流程，通沟污泥处理主要分为污泥入料系统、大粒径处理系统、中粒径处理系统、旋流筛分系统、污水处理系统以及污泥压滤系统。

2.1 污泥入料系统

不同地块污泥的质量浓度、烧失量、各粒径的含量及烧失量变化较大，需在处理前端设置污泥接收的平衡池，保证给料的均混性。

功能：接收、储存污泥，并输送污泥进入工艺处理系统。

主体构筑物：污泥接收池，5.0 m×2.0 m×1.5 m，1座，钢砼结构。

主要设备：除杂格栅，2.0 m×2.0 m，栅孔尺寸100 mm×100 mm，1套；抓斗（含桁架系统），斗容0.5 m3，11 kW，1套；料斗及螺旋给料系统总成，9 t/h，5.5 kW，1套；污泥储存箱，5.0 m×3.0 m×3.5 m，1台。

2.2 大粒径处理系统

功能：清洗、分离大粒径（＞10 mm）杂物。

主要设备：清洗分离机，9 t/h，1台，11 kW，不锈钢+碳钢防腐，1套；清洗分离系统总成，1套，碳钢防腐。

2.3 中粒径处理系统

功能：清洗、分离中粒径（2～10 mm）杂物。

主要设备：泥水分离机，9 t/h，2 mm筛网，1台，3 kW；泥水分离机平台总成，1套。储浆槽，1.0 m3，1套；皮带输送机，B=500，N=1.5 kW或1.0 kW，1套。

2.4 旋流分离系统

功能：分离浆液中0.1～2 mm的有机颗粒物及砂。

主要设备：耐磨离心泵，Q=15 m3/h，H=25 m，N=5.5 kW，过流部件耐磨合金，1台；一级旋流器，18 m3/h，φ100 mm，聚氨酯，1台；擦洗机，5 t/h，N=37 kW，1台；搅拌罐，0.5 m3，1.0 kW，1台；耐磨离心泵，Q=12 m3/h，H=25 m，N=5.5 kW，过流部件耐磨合金，1台；二级旋流器，15 m3/h，φ100 mm，聚氨酯，1台；有机物分离机，5 t/h，D=1.0 m，1台；泥水分离机，3 t/h，0.1 mm，N=3 kW，1台，圆震筛，3 t/h，N=1.0 kW，304不锈钢，1台；旋流分析系统总成，1套；皮带输送机，B=500，2台。

2.5 循环水系统

功能：收集、处理、产制、储存循环水。

主要构筑物：污水池，2.0 m×2.0 m×2.0 m，1座。

主要设备：潜污泵，Q=45 m3/h，H=11 m，N=4 kW，1台；斜板浓缩箱，100 m2，V=26 m3，1台；循环水槽，5.0 m×3.0 m×3.5 m，1座；工艺用水泵，Q=53.5 m3/h，H=67.9 m，N=37 kW，1台；PAC加药装置，1 000 L/h，三槽，N=2.97 kW，1套；PAM加药装置，1 000 L/h，三槽，N=4.62 kW，1套；污泥进料泵，Q=30 m3/h，H=20 m，N=4 kW，1台。

2.6 污泥压滤系统

功能：对经过浓缩的污泥压滤脱水。

主要设备：隔膜板框压滤，120 m2，进料压力10 kg，压榨压力16 kg，1套；调浆制浆系统，12 m3，N=4.0 kW，1套；多级进料泵，流量25 m3，扬程80 m，N=11 kW，1台；空压机，排气量3 m3/min，排气压力1.0 MPa，N=18.5 kW，1台；储气罐，容积0.6 m3，耐压1.0 MPa，2个；滤布清洗泵，流量16 m3，扬程199 m，N=15 kW，1台。

3 技术经济指标

本工程总投资1 292.61万元，其中工程建设费用1 152.03万元，其他工程费用76.72万元，不可预见费用36.86万元。通沟污泥单位处理成本104.727元/t，其中单位处理经营成本62.820元/t。

4 结论

本项目通过对成分复杂的市政通沟污泥进行洗涤筛分处理，可将大粒径渣料（＞10 mm）、中粒径渣料（2～10 mm）和小粒径渣料（0.2～2.0 mm）外运填埋或资源化利用，产生的污水统一收集后处理或直接进入市政污水管网，具有较好的社会效益和环境效益。本项目资源化效果主要体现在产出砂的利用上，但目前尚无稳妥的资源化利用途径，建议将砂进一步制成透水砖等产品，由水务行业自行消纳。