摘要在我国排泥水处理尚处于起步阶段,而已建成的排泥水处理项目存在着各种问题,由排泥水的来源、组成以及特性出发,对自来水厂排泥水处理的若干问题进行研究讨论。
关键词自来水厂;排泥水;处理;脱水;污泥
中图分类号TU991文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0111-01
自来水厂排泥水若不经处理就排入江河湖泊等水体,会成为水体的重要污染源,并淤积抬高河床。我国排泥水处理尚处于起步阶段,已建成的排泥水处理项目还存在着各种问题。鉴于此,本文将对自来水厂排泥水处理的若干问题进行研究讨论。
1排泥水的来源
自来水厂排泥水主要是指反应沉淀池排泥水和滤池反冲洗水。自来水厂常规净水工艺中,原水的大量泥沙、腐殖质、藻类、细菌和胶体颗粒等有机和无机杂质在加入混凝剂后形成了絮凝颗粒,絮凝颗粒在沉淀池和滤池中被截留。因此自来水厂在生产大量饮用水的同时产生了大量的生产废水(排泥水)。
2排泥水的组成与特性
排泥水主要固体组成成分为原水中的无机污染物、有机污染物、制水工艺中加入的药剂以及重金属元素。排放的排泥水类型大致包括:含铝盐或铁盐混凝剂的沉淀污泥、滤池反冲洗水所含固体、铁和锰的沉析物以及软化产生的污泥。排泥水中含有较多的污染物,资料显示:净水工艺中以铝盐絮凝产生的排泥水总固体含量在1000mg/L―17000mg/L之间,其中总悬浮固体占75%―90%,挥发性总固体占20%―35%,排泥水的生化需氧量(BOD)相对较低。
3排泥水的调质
为了提高排泥水的浓缩脱水性能,往往在浓缩和脱水之前对排泥水进行预处理,即污泥调质。目前可供采用的调质方法有很多,大体可以分为两类:加药剂调质和不加药剂调质。加药剂调质有石灰调质、酸调质、碱调质、高分子絮凝剂和混凝剂调质几种;不加药剂调质有热调质和冰冻冰解调质处理。排泥水调质方法有很多,但采用何种方法调质,主要取决于排泥水的性质、脱水方法、脱水机械的选择、泥饼最终的处置方法等。
4排泥水的浓缩
在整个排泥水处理工艺中,排泥水浓缩是关键,浓缩效果的好坏将直接影响脱水效果,决定脱水工艺运行成本。浓缩技术的革新是排泥水工艺发展的标志,排泥水浓缩性能的改变和优化、高效浓缩技术的研究与开发、浓缩工艺的改进,是排泥水处理的发展方向。
排泥水浓缩主要脱水对象为排泥水的间隙水,它占排泥水含水总量的65%―85%,目前污泥浓缩最常用的方法有:重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩和水力旋流浓缩等。但国内外普遍采用的重力浓缩池和气浮浓缩池都存在着污泥负荷低、停留时间长和浓缩后污泥含水率较高等问题。因此关于浓缩技术,国内外进行了大量研究,并在传统浓缩池基础上研发成功了适合于水厂排泥水处理特点的新型排泥水浓缩技术。
1)排泥水的浓缩构筑物。国内外对浓缩工艺做了大量研究,并根据排泥水的特点对传统浓缩池进行了改造。当前比较流行的浓缩工艺有LAMELLA浓缩池和SUPAFLO高速浓缩池。
2)污泥浓缩脱水技术设备。目前采用的污泥脱水机械主要有带式压滤机、膜式板框压滤机和离心脱水机三种类型。
污泥脱水机械选型时,应结合水厂规模、场地条件、管理条件和污泥性质等实际情况,从设备运行可靠性、系统自动化程度、污泥脱水效果、建设投资和处理成本等方面综合考虑进行合理选型,并注意与PAM溶投设备、污泥浓缩池、脱水机和脱水污泥传输等相关设备的配套协调。
5聚丙烯酰胺的合理选择
为了改善自来水厂污泥的脱水性能,浓缩污泥进行污泥机械脱水前一般应均匀加入适量的有机高分子聚合物如聚丙烯酰胺(PAM)来降低污泥比阻,使其易于脱水。聚丙烯酰胺有阴离子型、阳离子型和非离子型三类,应从技术和经济方面综合衡量,通过试验筛选适合的PAM类型和品牌。
自来水厂的污泥以泥砂等无机成分的胶粒为主,且在水厂净水过程中已加过铝盐或铁盐混凝剂,胶粒Zeta电位负电性明显降低,加入适量PAM主要促使泥粒间架桥絮凝和降低污泥比阻。实验室小试和水厂生产性试验均证实:阴离子型PAM与阳离子型PAM在投加率相近(阳型投加率一般略高于阴型)的情况下,均效果良好。由于阳离子型PAM的价格约比阴离子型PAM高1倍,因此宜选用丙烯酰胺单体含量低于0.05%的阴离子型PAM。
6污泥干固体产量的取值
排泥水处理工程设计中,除了必须确切掌握水厂的混凝沉淀池排泥水日产水量、滤池冲洗废水的日产水量和单格滤池一次冲洗废水量外,更重要的是必须对水厂污泥干固体日产量的设计规模进行合理取值,它直接影响污泥脱水机械的选型配置、设备及构筑物的配备和设计、工程投资和工程的正常运行。
与原水中悬浮杂质含量密切相关的检测项目主要是原水浊度值。浊度仪是根据光源通过被测水的散射光强弱来测定浊度的光学仪器,能有效检测水中属胶体粒径范围的杂质颗粒。由于不同源水中的悬浮颗粒大小、组成和形状各不相同,因此各种源水的浊度值并不一定可按某固定比值直接换算成SS值(mg/L)。故在进行排泥水处理工程设计之前,一般应先对全年不同时段的水源水取样进行浊度值和SS值的系列同步检测对比,并对所获大量数据进行数学回归和相关分析,得出浊度与SS值之间的相关关系,再根据源水具体情况和近年原水浊度资料的概率统计分析等,合理确定该水厂污泥干固体量的日处理规模。否则,估算的干污泥日处理量可能与实际相差甚远,甚至可能差两倍以上,严重影响工程建设的合理性。
7污泥处置方法
1)排入下水道由城市污水厂处理。自来水厂附近有城市污水处理厂,且在污水厂处理能力许可的情况下,污泥可以直接排入下水道同城市污水一道处理并处置。这种情况只适合于某些中小型水厂,否则污水厂将不堪重负。
自来水厂污泥的混入对城市污水处理并无明显的不利影响,相反还有一定的促进作用。试验表明,水厂的污泥大部分会在初沉池中沉淀下来,因而提高了初沉污泥数量,大大降低了初沉污泥中有机物含量的比例。从而使其更易沉降,这也是加入给水污泥后出水悬浮固体和浊度降低的原因。
2)脱水泥饼的陆上埋弃。脱水泥饼的处置是污泥处理的关键问题,其中之一就是陆上埋弃。泥饼的陆上埋弃应遵循有关的法律法规。目前,大部分是利用附近较充裕的空地、荒漠、土坑、洼地、峡谷或是废弃的矿井等来埋置泥饼。
3)泥饼的卫生填埋。所谓泥饼的卫生填埋,就是将自来水厂内的脱水泥饼同城市垃圾处理场中的生活垃圾一起填埋,用作垃圾处理场的覆土。泥饼卫生填埋也是自来水厂污泥处置的一个被广泛采用的方法。垃圾填埋场对覆土的土质要求,一是要达到卫生填埋的要求,二是要兼顾填埋垃圾的土地的最终利用,恢复土地的利用价值。自来水厂脱水泥饼土质一般能够满足垃圾填埋场的覆土要求。
8结束语
自来水厂在生产大量生活用水的同时,也会产生大量的废水和污泥。若将其直接排入江河,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,排泥水处理和污泥处置工作刻不容缓。本文结合笔者多年在自来水厂工作的经验,对排泥水处理的若干问题进行研究讨论,希望对加速我国自来水厂排泥水处理技术的发展有所帮助。
参考文献
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[2]刘军.水厂污泥处置与综合利用.2007.
[3]刘辉,许建华.自来水厂排泥水处理的国内外发展概况.2001.
