长沙市第五水厂排泥水处理工程方案优化选择

摘要：净水厂排泥水若不经处理直接排放会严重污染水体与环境，长沙主城区截污改造工程要求对长沙市各水厂排泥水进行截污改造。以长沙市第五水厂为例，提出了排泥水直接处理和排泥水间接处理两种改造方案，并从对环境影响、工程投资、运行费用、对城市排水系统影响等四个方面比较了两种工艺方案的优劣，最终确定采用间接处理方案改造长沙市第五水厂排泥水系统。

关键词：净水厂;排泥水;直接处理;间接处理

Abstract:Directly emission of sludge water, without any treatment process, could be seriously harmful for water environment. According to the Interception Project of Changsha main city zone, the interception upgrading of water sludge for waterworks in Changsha is strictly required. Taking the 5th waterworks in Changsha for example, this paper proposed two upgrading scheme--direct processing and indirect processing of sludge water. After aking four aspects into consideration, such as environmental influence, construction investment, operating cost, and effects on urban drainage system, the indirection process was finally adopted for upgrading of sludge water system in the 5th waterworks of Changsha.

Keywords:waterworks;Sludge water; direct processing; indirect processing

中图分类号：S276 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

供水厂在生产出自来水的同时, 也产生了大量含泥砂、有机物、混凝剂、微生物等的排泥水[1]。排泥水主要来自沉淀池和滤池反冲洗废水，约占水厂总产水量的4%～7%[2]。这些废水若不经处理直接排放，会造成水体污染、河道淤塞等一系列问题。因而，如何因地制宜的合理选择排泥水处理方式，是水处理工作者面临的重要问题。

长沙市第五水厂位于长沙市开福区，以株树桥水库为水源，工程设计总规模为30.0×104m3/d，分两期建设，一期建设规模15×104m3/d，1990年10月正式投产，采用回流隔板絮凝池平流式沉淀池虹吸滤池液氯消毒工艺；二期建设规模15.0×104m3/d，1993年7月正式投产，采用回流隔板絮凝池平流式沉淀池普快滤池液氯消毒工艺。目前长沙市第五水厂排泥水未经处理直接排入湘江。

1排泥水水质分析

1.1排泥水水质简介

排泥水主要成份为无机物、有机物和重金属，陆在宏等人的研究成果[3]，排泥水污泥(干基)无机物分析结果见表1。排泥水的BOD5、CODcr含量如表2所示。排泥水中有机物(烧失量)含量为10%左右，无机物约为90%，排泥水中有机物、重金属亦远远低于国家排放标准[3]。在净水厂排泥水处理工艺选择时主要考虑SS的处理。

表1 排泥水污泥(干基)无机物含量[3]

表2 排泥水BOD5、CODcr值[3]

1.2长沙市五水厂干泥量

给水厂排泥水来源于絮凝池、沉淀池排泥水及滤池反冲洗排水，排泥水中的污泥由水中悬浮物形成的污泥和药剂产生的固体物组成，污泥量按照浊度和混凝剂投加量计算。排泥水干泥量计算采用如下公式计算：

TDS = Q(T×E1+A×E2) ×10-6

式中：

TDS—总干泥量（t/d）；

Q----设计水量（m3/d），按1.05倍设计总规模计算；

T----设计采用的原水浊度（NTU），株树桥水库水质符合CJ3020—93《生活饮用水水源标准》一级标准。常年浊度小于≤3NTU。本文按3NTU计算。

E1----浊度与SS的换算系数，本文取1.1；

A-----铝盐混凝剂加注率（以Al2O3计）(mg/L)，见下述计算；

E2---- Al2O3与Al（OH）3换算系数,为1.53；

铝盐混凝剂加注率为10mg/L。

计算得：五水厂干泥量为5.58t/d

1.3 排泥水总固体浓度

净水厂生产废水一般约占水厂净水能力的4～7％[2]，即五水厂排泥水量为12000m3/d~21000m3/d，根据1.2节干泥量计算结果，计算得五水厂排泥水SS为265~465mg/L。基本满足《污水排入城市下水道水质标准》中城市设有污水处理厂的情况。

2方案论证

2.1方案构思

在城市净水厂排泥水中， SS浓度通常在1000mg/L~3000mg/L之间[3]，不能满足《污水排入城市下水道水质标准》中排放标准。然而五水厂采用株树桥水库水，原水浊度低，加药量少，因而其排泥水中SS含量相对较低，基本满足排入城市下水道的水质标准。因此长沙市五水厂排泥水处理系统可采用以下两种方案：（1）排泥水直接处理方案；（2）排泥水间接处理方案。

2.2排泥水直接处理方案

2.2.1 工艺流程

排泥水直接处理方案对排泥水的处理在厂区范围内进行，主要包括调节、浓缩、脱水、处置四道基本工序。

图1 直接处理方式工艺流程图

2.2.2 工艺设计

（1）调节

调节构筑物采用分建形式，即单独设置回收水池接纳和调节反冲洗废水；设排泥池接纳沉淀池排泥水和少量絮凝池排水。滤池反冲洗废水经回收水池调节后提升至配水井重复利用。

设排泥池1座，尺寸L×B =40m×18m，有效水深H=4.0m，有效容积2880m3。池底设液压往复式刮泥机。

设回收水池1座，尺寸L×B =28×18，有效水深H=4.0m，有效容积2016 m3。池底设液压往复式刮泥机，同时在回收水池上部安装斜管。

（2）浓缩

浓缩是污泥脱水前的一个重要环节，浓缩的目的是降低含水率，减小污泥体积，污泥的含水率越低，即污泥的浓度越高，脱水的速度越快。五水厂设重力辐流式浓缩池2座，平面尺寸D=14m，污泥固体通量均按10.7 kg/(m2•d)设计。

（3）贮泥池

贮泥池为平衡浓缩池连续运行和脱水机间断运行而设置，池内浓缩污泥经泵提升至脱水机房。

设置贮泥池1座，贮泥池排泥水含固率约2%~4%，贮泥池平面尺寸D=14m，有效水深H=5.0 m，容积V=615.4m3；

（4）污泥脱水间

污泥脱水系统采用机械板框脱水工艺，新建污泥脱水间，平面尺寸L×B =36×15m，共三层。

2.3排泥水间接处理方式

长沙市五水厂处于城区中心地带，如果新建排泥水处理设施，势必将在增加水厂新征地。若考虑将排泥水排入城市下水道，统一进入污水处理厂进行处理，征地问题将迎刃而解，而且也将大大节约工程投资。