净水厂排泥水处理工艺设计

冯丽梅

（甘肃甘兰水利水电勘测设计院有限责任公司，兰州730000）

我国净水厂排泥水的处理和处置工作起步较晚，1990年以前几乎一片空白。净水厂排泥水直接排入江河、 湖泊或附近其他水域， 对环境造成一定污染，随着我国环境保护事业的不断发展，净水厂排泥水的处理和处置工作受到越来越多的重视。

1 干泥量确定

净水厂排泥水主要由絮凝、 沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水组成，占水厂总产水量的4%～7%。净水厂排泥水处理规模是由处理系统的干泥量决定的。干泥量的计算方法很多，根据GB50013—2018《室外给水设计标准》的规定，设计干泥量可按式（1）计算：

式中 K0为水厂自用水系数；C0为原水浊度设计取值（NTU）；K1为原水浊度单位NTU与悬浮物SS单位mg/L的换算系数；D为药剂投加量（mg/L）；K2为药剂转化成泥量的系数；Q为原水流量（m3/d）；S为干泥量（t/d）。

英国水研究中心《污泥处理指南》 中提出的公式，如式（2）。

式中 S为干泥量（t/d）；T为原水浊度（NTU）；E为原水色度（度）；D为铝盐投加量（以Al2O3计，mg/L）；Q为水厂设计规模（m3/d）。

式（1）在实际运行中需搞清楚浊度与SS的对应关系， 有条件时应对浊度与SS检测对比后进行相关分析，得出浊度与SS的相关分析。在无实验资料时，一般取K1=1.0～1.2。 式（2）需搞清楚原水的浊度与色度。

2 排泥水处理系统工艺流程

净水厂排泥水处理系统一般包括调节、浓缩、脱水3道工序组成。 工艺流程如图1。

图1 净水厂排泥水处理系统工艺流程

滤池反冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，设置调节池可使后续构筑物负荷均匀，有利于后续构筑物的正常运行。

滤池反冲洗废水一般浓度较低， 平均含固率仅0.02%～0.05%，如考虑反冲洗废水回用，还应考虑生物安全性及铁、锰等金属离子富集因素。

沉淀池排泥水一般含水率在98%～99.9%， 因此需进行浓缩处理，以提高污泥浓度，减少污泥体积，减轻后续污泥脱水机的负荷。

浓缩后的污泥含水率还是很高， 需进一步脱水形成泥饼后外运。当采用机械脱水时，需投加高分子絮凝剂或石灰。

浓缩池产生的上清液可回流至反冲洗废水调节池。脱水机产生的滤液因含有高分子絮凝剂，不能直接排放至净水厂厂区排水管网， 可回流至排泥水调节池循环处理。

3 某水厂排泥水系统设计

甘肃碌曲某水厂设计规模1.6万m3/d，自用水系数取0.05，采用网格絮凝、斜管沉淀、自动曝气复合介质精滤机（以下简称“精滤机”）做为净水工艺，根据水质监测资料，确定本次设计的原水浊度为100NTU，药剂投加量30mg/L。 采用式（1）计算干泥量，其中K1取1.2，K2取0.584（AlCl3分子式78，Al（OH）3分子式133.5，78/133.5=0.584），计算得本工程干泥量2.3t/d。

3.1 反冲洗废水调节池

反冲洗废水调节池接纳和调节精滤机反冲洗废水及浓缩池上清液。 本工程设计3台精滤机，单台处理水量250m3/d。 由于精滤机为自动虹吸反冲洗，反冲洗频率和水量受进水浊度和滤料年限的控制，设计按最不利情况考虑， 即3台精滤机同时进行反冲洗，单次反冲洗时间为10min，则一次反冲洗水量Q1=250/60×10×3=125m3，浓缩池上清液Q2=345m3/d，故反冲洗废水调节池的有效容积为470m3，为地下式钢筋混凝土结构。 池内设潜水搅拌机1台，N=7.5kW，为使反冲洗废水调节池的水连续均匀提升至水厂前端，设潜水排污泵2台（1用1备），Q=20m3/h，H=16m。

3.2 排泥水调节池

排泥水调节池接纳和调节沉淀池排泥水和脱水机滤液。排泥水调节池的容积受排泥频率和时序影响较大，容积不易确定，因此本设计按储存1d沉淀池排泥水计算排泥水调节池容积。沉淀池排泥水含水率一般在98%～99.9%，沉淀池下部设有锥形泥斗，有一定的调节和浓缩功能，因此本次设计取沉淀池排泥水含水率为99.5%， 故排泥水调节池容积V=2.3/0.5%=460m3。排泥水调节池分为2格，并联运行，每格池内设潜水搅拌机1台，N=4.0kW，整池设潜水排污泵3台（2用1备），Q=40m3/h，H=12m，将排泥水提升至污泥浓缩池。

3.3 污泥浓缩池

机械脱水要求进泥含固率在2%以上， 排泥水调节池污泥含水率远小于2%，必须进行浓缩。 浓缩分为重力浓缩和离心浓缩，离心浓缩耗能较多，且日常运行和维护较麻烦，所以本次设计采用重力浓缩。 设计辐流式浓缩池1座，液面负荷取0.4m3（m2·h），计算得出浓缩池直径8m，有效水深5m。浓缩池上清液排至反冲洗废水回用水池，底泥由螺杆泵提升至污泥脱水间。

3.4 污泥脱水间

由于本工程用地比较紧张， 故将污泥脱水间设计在净水车间的附属房屋内。 净水厂污泥脱水机一般有离心脱水机、带式脱水机和叠螺式脱水机。离心脱水机因占地较大、耗能较多，在中小型水厂中应用不多；净水厂污泥亲水性较强， 使用带式脱水机往往挤压不成泥饼，跑泥现象严重，故带式脱水机在净水厂中应用也较少，本次设计采用叠螺式脱水机。浓缩后污泥含水率小于等于98%，按干泥量2.3t/d，计算得出污泥脱水机进泥量115m3/d，污泥脱水机每天运行16h，则进泥螺杆泵流量Q=115/16=7.2m3/h， 叠螺式脱水机处理量为90～150kgDS/h， 污泥脱水间还设计脱水机絮凝剂投加系统，絮凝剂选择PAM，投加量为污泥干重的0.3%。

4 结语

（1）净水厂排泥水处理规模受原水浊度和絮凝效果影响较大，确定规模时除应考虑年平均浊度外，还应对汛期高浊度时的持续大泥量给予高度重视，考虑应急排泥措施。

（2）排泥水处理系统一般包括调节、浓缩、脱水三道工序组成， 选择处理流程时应结合净水厂用地限制、污泥含水率等因素，合理确定排泥水处理流程。

（3）净水厂污泥相对污水厂污泥对环境的危害较小，但也不应忽视，最终的处置应实现资源化。