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自来水厂排泥水处理方案

自来水厂排泥水处理方案B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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自来水厂从污染较少的地方远距离引水,虽然水质有所改善,但提高了制水成本。而自来水公司将未经处理的大量滤池反冲洗排泥水直接排入江河,不仅导致航道淤积,还对水体环境造成一定程度的负面影响。因此,上海市自来水公司在闵行水厂(处理规模7×104 t/d)进行了排泥水处理技术和工程生产性研究,投入运行后取得良好效果。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

1 排泥水特性研究B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

1.1 原水浊度与SS的相关关系B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
污泥总量是以水中SS含量计算的,不同水源、不同季节(潮汐河流)的不同浊度都可能影响其与SS的相关关系。闵行水厂一车间1997年12月—1998年2月原水浊度与SS的关系见图1。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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  经分析可知:?B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
① 测得的浊度:最高为80 NTU,最低为25 NTU,平均为42.3 NTU。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
② 测得的SS值:最高为130 mg/L,最低为43 mg/L,平均为83.54 mg/L。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
③ 从50个数据分析可得,浊度值低于60 NTU的占90%,经统计浊度与SS的相关关系方程为:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  y=2.154 8x-7.202 4B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
R2=0.9571B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  ④ 由于试验过程中黄浦江上游闵行江段浊度低于80 NTU,而最大几率在25~60 NTU之间,故高于60 NTU时与SS的相关关系有待于作进一步研究。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
1.2 排泥水污泥总量估算B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
水厂排泥水中污泥总量的估算涉及到工程土建规模、脱水机械和机泵设备的容量配置,是确定工程规模和投资成本的重要依据。?B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
一车间排泥水污泥总量估算采用英国水处理研究中心《污泥处理指南》一书中提供的排泥水中污泥含量计算公式:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  DS=SS+0.2B+1.53C=2A+0.2B+1.53CB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
式中 DS——水中干污泥含量,mg/LB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
?    SS——原水中悬浮固体量,mg/LB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
?A——去除的浊度,NTUB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
?B——去除的色度B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
?C——投加的硫酸铝(以氧化铝计)B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  根据1994年—1996年原水浊度统计,预计干污泥量见表1。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

表1 预计干污泥量
水质及投加量 最低 平均 最高
去除的浊度(NTU) 15 80 280
去除的色度 5 9 15
铝盐的投加量Al2O3 (mg/L) 1.5 3.8 7.7
预计干污泥量(mg/L) 33.1 167.6 574.8
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  水厂制水系数取1.07,一车间日处理水量:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
Q=6.67×10.4 m3/d×1.07=7.137×104 m3/dB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
则平均日产干污泥量:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
W=71 370 m3/d×(167.6×10-6 t/m3)=11.96 t/dB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
最低日产干污泥量W=2.36 t/dB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
最高日产干污泥量W=40.99 t/dB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
本项目以浊度=80 NTU来考虑土建规模和设备容量的配置。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

1.3 排泥水自然沉降特性B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
不同含固率排泥水的自然沉降特性见图2。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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  由图2可知,排泥水污泥在自然沉降过程中,污泥沉降速率随时间的增长不断减小,而且不同含固率的沉降特性明显不同。含固率较低时,初始阶段污泥沉降速度很快,较快到达压密点,且在压密点附近沉降曲线明显转折。随着排泥水含固率的增高,污泥界面的下降速率越来越慢,历时曲线逐步趋于平缓,压密点不明显。图中各排泥水沉降时含固率的变化数据见表2。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

表2 排泥水污泥自然沉降含固率变化  %
排泥水含固率 0.68 1.15 2.29 2.75 4.22 6.24 9.59
3h后污泥含固率 4.16 4.07 4.97 4.80 5.96 7.28 10.48
稳定污泥#含固率 5.71 5.12 7.72 8.20 9.32 9.60 12.75
注:#排泥水沉降24h后的浓缩污泥
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  由表2可知,3 h后的浓缩污泥和24 h后稳定污泥的含固率随着排泥水初始含固率的升高而升高。经过3 h自然沉降,底部污泥含固率都达到4%以上,能满足后续机械脱水设备要求。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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2 排泥水处理工艺B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  经一车间排泥水沉降特性试验和污泥粒径大小测试,确定工艺流程如图3。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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  从图3可以看到,水厂排泥水处理工艺流程主要由五部分组成:截留池、浓缩池、污泥平衡池、聚合物投加系统、离心机脱水机房。本流程系统有2个物料进口,即截留池的排泥水进口和高分子絮凝剂PAM加注口;有2个物料出口,即浓缩池上清液排放口和螺旋输送器的泥饼出口。离心机分离水回收至排泥水截留池。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
2.1 排泥水的收集B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
排泥水量实测,两旁虹吸排泥管全开时排出量为3 680 m3/d,平均为150 m3/h。排泥水收集主要由虹吸式吸泥机或经穿孔排泥管排出,靠重力流向截留池。截留池直径D=8 m,池深H=4.8 m,有效调节容积为100 m3。池内装有搅拌机(到达一定水位开始搅拌)以防止污泥沉淀。截留池出水选用两台潜水泵提升(一用一备),其中一台由变频控制并能相互切换,Q=37.5~150 m3/h,扬程H=93.1 kPa。截留池内安装液位仪,控制搅拌机的开启和传送水位信号至PLC控制中心。潜水泵出口处安装电磁流量仪,既可现场观测,又可传送信号至PLC控制中心。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
2.2 排泥水的浓缩B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
污泥浓缩池为地面式现浇钢筋混凝土结构,长8.0 m,宽5.9 m,深5.4 m,设计流量160 m3/h,设计输出污泥浓度≥5% DS,进入浓缩池排泥水浓度≤1% DS。污泥浓缩池底部设有刮泥机一台,用于收集底部浓缩污泥。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
污泥浓缩池的主要处理部分是斜板浓缩装置。共有斜板228块,斜板高h=2m,长L=2.5m,宽B=1m,倾角θ=53°,斜板间距d=8cm。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
其有效沉淀面积为:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  A'=(dsinθ+Lcosθ)nB=(0.08×0.8+2.5×0.6)×228×1=356m2B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  折算成同等高度的平流式,其相对停留时间为:B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  T'=A'h/Qmax'=356×2/150=4.75hB9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

  从上述计算中可以看出,浓缩池的相对停留时间大于3 h,能满足浓缩要求。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
排泥水浓缩池担负着双重使命,即清浊分流。当底部污泥浓度计测得含固率达到一定控制指标时,通过PLC接受一定信号,指令污泥切割机和污泥泵开启,将污泥排入平衡池,当污泥浓度低于某一数值时,PLC指令污泥切割机和污泥泵停止工作。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
随着截留池排泥水不断进入浓缩池,其上清液不断外排。对污泥浓缩池进行了连续测试,测试结果见图4。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
从所获得的18个SS及相关数据分析,浓缩池排出上清液中SS平均浓度为61.6 mg/L,最大值为77 mg/L。在进水水质平稳运行情况下,上清液中的SS浓度有下降趋势,最低可达17 mg/L,表明连续稳定运行有利于提高浓缩池的清污分离效果。测定结果也完全符合设计要求。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】

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2.3 污泥平衡池B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
斜板浓缩后的污泥经安装在管道上的污泥切割机(用于打碎颗粒较大的固体,保护后续处理设备的安全)由三台偏心螺旋泵(两用一备)送至污泥平衡池。为防止污泥沉降,平衡池内设有搅拌机一台,转速480 r/min。此外,还安装了液位仪(控制搅拌机的启动和停止)和污泥浓度计(作为脱水机污泥处理量和PAM加注量的依据)等在线控制检测仪表。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
2.4 离心机脱水B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
一车间的原水取自黄浦江上游,浊度较高,约70~80 NTU,在水处理过程中投加硫酸铝等。据测定,污泥中SiO2含量达50%以上,Al2O3含量在17%~20%左右,有机成分灼烧减量为10%~13%。污泥中无机成分含量高,无明显的亲水性,污泥离心脱水较容易。根据排泥水污泥颗粒粒径大小的分析,选用DSNX—4550离心机作为固液分离主要脱水机械。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
DSNX—4550离心脱水机进泥含固率4%时处理量15 m3/h,进泥含固率5%时处理量12 m3/h,转筒Ø 450/266 mm,转筒长度与直径比为4.17,锥角为10°,离心机最大转筒速度3 250 r/min,工作速度2 600、2 900 r/min。B9o纯净水设备_山泉水设备_矿泉水设备—莱特莱德水厂设备【始于1998】
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