净水厂沉淀池排泥水直接回用的可行性研究

净水厂沉淀池排泥水直接回用的可行性研究

陆雪 ,李甜,宋文斌

中国水利水电第三工程局有限公司  陕西 西安 710024

摘要：净水厂在运行过程中会产生约占供水量3%～10%的生产废水，其主要为沉淀池排泥水和滤池反冲洗水。这些生产废水中含有大量聚合胶体、脱稳固体颗粒和未反应残留下来的混凝剂，合理回用不仅能够增强混凝效果，还可缓解水资源压力、降低环境污染、改善出水水质和节约成本，响应国家可持续发展战略。基于此，对净水厂沉淀池排泥水直接回用的可行性进行研究，以供参考。

关键词：沉淀池排泥水;直接回用;强化混凝;水质安全

引言

污水的再利用可以实现废水资源的利用,降低污水处理厂污水的后续处理成本,并且不直接排放到环境中,增加了对环境的负荷。它还可以减轻后续水处理设施的负荷,减少给药次数,特别是在去除水和污垢的过程中,使污垢达到脱水的要求,这部分给药可以完全保存,使给水厂的污垢变成宝。同时,通过大量的实验表明,一般来说,再利用排水对供水水质影响不大,只要对回流比、回流等关键参数进行严格控制,水质对无回流的影响基本上可以达到同样的效果。回流过程还可以对水中的各种污染物具有良好的去除效果。在这方面,我们值得深入研究。

1概述

本工程为“柳城县集镇水厂改造提升工程-太沙东片区（一期）项目”，建设地点位于柳城县太平镇、沙埔镇、东泉镇。主要建设规模为：项目水厂设计总供水规模为 5.0 万 m³/d，该项目为一期工程，设计供水规模为 2.0 万 m³/d。主要建设内容为取水泵房、净水厂、加压泵站及配水主干管，取水泵房、净水厂内建设取水、净水设施及配套附属设施。

净水厂内新建900m³/h絮凝沉淀池1座、900m³/h虹吸滤池1座、3000m³清水池1座、加药加氯间1座，污泥浓缩池及排泥、排水池各1座，污泥池1座，污水出厂水质净化设施，并配套建设办公综合楼、配电房、备用柴油发电机房、仪表维修间、仓库、场内道路及排水、大门、围墙等附属设施，以及配建其它配套机电设备。

絮凝沉淀池和虹吸滤池是排水的主要来源,排水量的增加导致了大量的污垢,而污垢去除技术还不完善,垃圾填埋场处理方法对环境污染大,而增加水处理的冷凝器的数量是不小的成本。水处理厂的净化水(从凝结和沉积单元排出水,过滤水用于反冲洗)由于含有大量不完全反应的冷凝器和颗粒物质,其与原水的混合可以有效地提高单位体积颗粒的有效密度和与颗粒物碰撞的机会,有效地增强了水的凝结效果。此外,污水中还含有不完全的冷凝反应,在重复使用过程中,冷凝活性可以重复使用,而金属氢氧化物的吸附特性也有助于提高低含量水的处理能力。因此,污水处理厂生产的废水的再利用被认为是处理低淹水的有效措施。因此,如果这部分污水可以资源化利用,就可以在一定程度上减少污水处理厂的药品用量,降低药品成本和环境污染,达到资源可持续利用的目的。

2排泥水的成分及物理化学特性

排水中主要含有砂石、浓缩悬浮物、有机物以及残留在泥浆中的冷凝器。供水的排水特性与其化学成分、污泥颗粒大小和原水来源有很大关系。原水来自河流,河流,山区水库,因为水源在杂质,无机矿物,有机物质,重金属等的种类和数量上有所不同。这导致杂质组成和颗粒大小的差异。其次,电容器的类型和数量的差异。在水处理过程中使用,污垢的物理化学性质也将有很大的差异。水处理用水是粘稠、有气味的水,其含水量主要与悬浮液、加工工艺和原水性质有关。污水处理厂排水的比阻力与水源水的质量、pH值、冷凝器的类型和数量以及污垢混合程度有很大关系。与污水密度相比,供水污水中无机物的含量经过浓缩脱水和高固体含量和密度的生产状态,一般生产状态密度为1.06～1.20g/cm3。

3实验方法

为探究排泥水不同回流量对出水水质的影响，将排泥水回流比最大设置为10%，设置0，2%，4%，6%，8%，10%的回流比梯度。检测出水水质的浊度、pH、氨氮等常规指标，CODMn和UV254等有机物指标，Al、Fe、Mn等金属指标以及Zeta电位和颗粒粒径分布来探究排泥水回用的安全性。

4水厂现有排泥水回用系统存在问题分析研究

（1）污泥浓缩池容积偏小。目前，上清液集水池有1格，有效容积为228m3。上清液集水池负责收集虹吸滤池冲洗水、回收浓缩池上清液。实际运行中存在调节容积偏小，造成池内上清液回收泵组频繁开停机，导致设备故障率高。

（2）排泥池容积偏小。目前，排泥池有1个，有效容积228m3。该池容积未能起到有效的水量调节作用，如遇到原水高浊等特殊时期需要增加排泥频率时，增加的排泥水量将影响后续浓缩池的正常运行。而且排泥池没有备用，在清洗该构筑物时，对整个现有排泥水处理系统的运行造成严重影响。

5结果与讨论

5.1排泥水直接回用对常规水质指标的影响

随着排泥水回流比的增加，回流比在0～2%时混凝刚结束时的浊度上升，这是由于回流的排泥水量太少，难以形成密实的絮体，使得小颗粒物质散布于水中，导致浊度上升;回流比在2%～10%时，混凝刚结束和沉淀30min后的浊度均呈先下降后上升的变化趋势，结果表明排泥水回流可以降低出水浊度，达到增强混凝效果。整个曲线呈一个凹型，在回流比为6%时，沉后水剩余浊度达到最低值，混凝效果最好，对浊度的去除率最大，达到45%。随着排泥水回流比的逐渐增加，出流浊度也增加，原因是排泥水的总体积比增加，排泥水所带的淤泥和悬浮液大量分布在水中，而新加入的混凝剂以及残余在排泥水当中的混凝剂，无法有效的减少水中ζ电势，从而导致悬浮液无法聚集沉降。排泥水直接回流，在回流比为0～10%时，沉后水的剩余浊度均能够达到滤前水1NTU以下的标准。

5.2针对现有脱水机处理能力不足的问题

第一，在现有脱水机房预留位置相应增加设备，无需再新建；第二，设置底泥干化场。水厂在日常生产清洗水池时，会在絮凝沉淀池、虹吸滤池、排泥池中清理出泥沙、淡水壳菜等大量池底沉积物。这些池体的清洗频率依照实际情况每年开展1～2次。池底沉积物若不及时清除，一旦进入污泥池就会堵塞后续输泥管道，或混入浓缩后的余泥进入脱水机后，会加速脱水机内部构件（鼓腔等）的磨损，影响设备的正常运行。对于这些池底沉积物（泥沙、淡水壳菜等），水厂目前在场地内设置一座长16米、宽8米、深3.5米污泥池进行收集。现时污泥池存在的问题是，由于池底深度较深，可能存在少量清液。通过自然干化降低含水率后，委托淤泥外运服务单位将这些池底沉积物外运出厂。

6净水厂排泥水回用安全性分析

重复使用在一定程度上可以节约水资源,减少污水处理的经济投入,这对降低自来水厂的用水量具有积极意义。然而,重复使用后,对原水处理设施的影响,从而产生了水质是否符合标准的问题。大量研究表明,污水的重复使用确实有一定的风险,主要是将水与原水混合,导致悬浮颗粒物,有机物(磷酸盐,酚类物质),重金属等含量增加。在混合水体中,特别是微生物指标,如两个蠕虫等。对原水水质尤为重要。

结束语

为了减少水环境污染,减少河流的沉淀,在柳城县集镇水厂改造提升工程-太沙东片区（一期）项目项目中增加了污水处理单元,并建成了新的污水处理系统。在污泥处理过程中,必须排出浓缩池填料和排水池填料,根据实际情况,雨水管网难以接收全部填料。该水厂的排污水主要来自絮凝沉积池、虹吸滤池的排水。考虑到节约和充分利用水资源,回水过滤池可以回收利用。减少在过滤池中反冲洗水的重复使用,以及有害物质的积累,如水银,铁等。栋和相关的水质风险,在过滤池中反冲洗用水的重复使用应尽可能均匀,最大回流量不应超过设计用水量的5%。

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