一、概述

該水廠三水區(qū)“村村通”重點(diǎn)供水工程, 是進(jìn)一步確保三水區(qū)安全優(yōu)質(zhì)供水、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重點(diǎn)工程，首期工程供水能力為30萬(wàn)噸/天，遠(yuǎn)期供水能力為60萬(wàn)噸/天。項(xiàng)目以北江為水源，位于三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)劉寨村委會(huì)新譚村，供水服務(wù)區(qū)域?yàn)槿畢^(qū)中北部區(qū)域，供水范圍涵蓋樂(lè)平鎮(zhèn)（三水中心科技工業(yè)園）、蘆苞鎮(zhèn)、大塘鎮(zhèn)以及逕口經(jīng)濟(jì)區(qū)四個(gè)鎮(zhèn)（區(qū)）約526平方公里，受惠人口達(dá)36.5萬(wàn)人。自來(lái)水廠生產(chǎn)廢水主要來(lái)自絮凝沉淀池的排泥水,按制水規(guī)模的2%計(jì)算,為6300m3/d。均粒濾料V型濾池，沖洗一格時(shí)排水量約310m3（按沖洗過(guò)程及沖洗強(qiáng)度計(jì)算），共計(jì)20格，按每天沖洗一次計(jì)算，日排沖洗水量6200m3。全廠排水量合計(jì)6300+6200=12500m3/d，約占制水規(guī)模的3.97%。生產(chǎn)廢水中含有大量來(lái)自原水的污染物，生產(chǎn)廢水直接排放，會(huì)對(duì)地表水體造成污染。實(shí)施排泥水處理，首先必須確定合理的污泥量，因?yàn)槲勰嗔康拇_定直接影響整個(gè)排泥水處理工程的設(shè)計(jì)規(guī)模，從而影響到設(shè)備配置和投資規(guī)模。自來(lái)水廠的污泥量受多種因素影響，包括原水水質(zhì)、水處理藥劑投加量、采用的凈水工藝和排泥的方式等。

二、干污泥產(chǎn)量確定. 計(jì)算法 根據(jù)投加混凝劑在混凝過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)、原水中懸浮固體對(duì)污泥量的貢獻(xiàn)及其它污泥成份的來(lái)源，可以近似地計(jì)算出干污泥的產(chǎn)量。當(dāng)硫酸鋁用作混凝劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)可簡(jiǎn)化為： Al2(SO4)3?14H2O+6HCO3-=2Al(OH)3+6CO2+14H2O+3SO2……（1） 由式(1)可知，氫氧化鋁是形成污泥的主要產(chǎn)物。根據(jù)方程式的計(jì)量關(guān)系，投加1mg/L的Al2(SO4)3?14H2O大約會(huì)產(chǎn)生0.26mg/L的氫氧化鋁沉淀物。原水中的懸浮物因?yàn)樵诨炷^(guò)程中不發(fā)生化學(xué)變化，它將產(chǎn)生相同重量的干污泥。其它水處理中的添加物，如高分子絮凝劑或粉末活性炭，也可認(rèn)為以1∶1的比例產(chǎn)生污泥。根據(jù)以上分析，可以建立干污泥量的計(jì)算公式。同樣的分析也適用于鐵鹽作混凝劑的凈水工藝。 日本水道協(xié)會(huì)[1]推薦采用(2)式計(jì)算干污泥量：S=Q(TE1+CE2)×10-6……（2） 式中S–干污泥量，t/d；Q–自來(lái)水廠凈水量，m3/d；T–原水濁度，NTU；E1–原水濁度與SS的換算率；C–鋁鹽混凝劑投加量（以Al2O3計(jì)），mg/L；E2–鋁鹽混凝劑（以Al2O3計(jì)）換算成干污泥量的系數(shù)，取1.53。 . 干污泥量計(jì)算（1）設(shè)計(jì)水量：Q近=30萬(wàn)m3/d×1.05=31.5×104m3/dQ遠(yuǎn)=60萬(wàn)m3/d×1.05=63×104m3/d（2）設(shè)計(jì)濁度T取保證率90%時(shí)濁度80NTU作為設(shè)計(jì)濁度T（3）原水濁度與懸浮物換算系數(shù)：E1=SS/NTU=1.1（4）藥劑投加量：參考三水石塘水廠情況（同以北江為水源），設(shè)計(jì)采用液體聚合氯化鋁，最大投加量C=42×4%（Al2O3含量約4%）=1.68mg/L（5）干污泥量：S近=(TE1+CE2)×Q×10-6 = (80×1.1+1.68×1.53)×31.5×104×10-6 =28.5t/dS遠(yuǎn)=28.5×2=57t/d。

三、污泥脫水處理方法的確定污泥脫水階段是整個(gè)排泥水處理工程的核心部分，其主要目的是進(jìn)一步去除濃縮污泥中的水分，得到具有穩(wěn)定固體形狀的污泥泥餅，供最終合理處置或綜合再利用。一般而言，為滿足脫水污泥在運(yùn)輸途中不滴水的要求，脫水污泥的含固率應(yīng)達(dá)到25％以上。

3. 1 污泥脫水處理方法的比較目前，國(guó)內(nèi)外采用最多的三種機(jī)械脫水方法是帶式壓濾、板框壓濾和離心機(jī)。（1）帶式壓濾帶式壓濾機(jī)是由上下兩條張緊的濾帶夾著污泥層，從一連串按規(guī)律排列的輥壓筒中呈“S”型彎曲經(jīng)過(guò)，靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨力或剪切力，把污泥層中的毛細(xì)水?dāng)D壓出來(lái)，獲得含固率較高的泥餅，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。帶式壓濾脫水機(jī)的處理能力取決于脫水機(jī)的帶速和濾帶張力以及污泥的脫水性能，而帶速?gòu)埩τ秩Q于所要求的脫水效果。如果進(jìn)泥量太大或固體負(fù)荷太高，將降低脫水效果。國(guó)產(chǎn)帶式水機(jī)處理能力一般較小，污泥固體負(fù)荷僅為150～250mg/m?h，進(jìn)口優(yōu)質(zhì)帶式脫水機(jī)處理能力可達(dá)250～400kg/m?h。（2）板框壓濾Plate and frame filter press是間隙操作的加壓過(guò)濾設(shè)備，廣泛用于制糖、制藥、化工、染料、冶金、洗煤、食品和水處理等部門(mén)，以過(guò)濾形式進(jìn)行固體與液體的分離。它是對(duì)物料適應(yīng)性較廣的一種大、中型分離機(jī)械設(shè)備。自動(dòng)板框壓濾機(jī)過(guò)濾機(jī)構(gòu)由濾板壓縮板、橡膠隔膜等組成。濾板采用增強(qiáng)聚丙烯模壓而成，強(qiáng)度高、重量輕。機(jī)架全部為高強(qiáng)度的鋼焊接件，采用液壓裝置作為壓緊、松動(dòng)濾板的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，并用電接點(diǎn)壓力表自動(dòng)保壓。用電氣系統(tǒng)控制自動(dòng)拉板，通過(guò)控制板上的按鈕，實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作，其中配備有多種安全裝置，確保操作人員安全。板框壓濾機(jī)具有以下特點(diǎn)：濾餅雙向交叉洗滌功能，有用濾餅或?yàn)V液回收率高；振打與濾布曲張機(jī)構(gòu)相結(jié)合，卸料干凈利落；拉板機(jī)械液壓傳動(dòng)，動(dòng)作靈活、穩(wěn)定可靠；下藏式濾布自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)配備專(zhuān)利噴嘴組件，清洗更徹底；PLC全自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)固液分離操作的全自動(dòng)程序控制，雙向中間進(jìn)料，污泥迅速充滿濾室，縮短進(jìn)料時(shí)間；回轉(zhuǎn)式集液盤(pán)，結(jié)構(gòu)新穎。板框壓濾機(jī)對(duì)進(jìn)泥含固率要求較低，一般為2%~3%即可；而出泥含固率高于帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)；運(yùn)行過(guò)程是周期性地泵入污泥壓濾和脫除泥餅的間歇過(guò)程；根據(jù)濾板堵塞情況，一定的運(yùn)行周期后沖洗濾布一次，個(gè)別濾板或橡膠隔膜損壞后易及時(shí)更換，較快恢復(fù)正常運(yùn)行，設(shè)備體形龐大，但噪聲較小，電耗較低。（3）離心機(jī)臥螺離心式污泥脫水機(jī)組是包括主機(jī)和輔助設(shè)備在內(nèi)的一整套機(jī)組。機(jī)組為全封閉結(jié)構(gòu)，無(wú)泄漏，可24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行；主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有：采用較大的長(zhǎng)徑比，延長(zhǎng)了物料的停留時(shí)間，提高了固形物的去除率；采用獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了螺旋對(duì)泥餅的擠壓力度，提高了泥餅的含固率；采用先進(jìn)的動(dòng)平衡技術(shù)，減小振動(dòng)；采用獨(dú)特的差轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)技術(shù)，增大了螺旋卸料扭矩和負(fù)載能力。離心機(jī)設(shè)備效率高，占地小，機(jī)房環(huán)境清潔，整套機(jī)組采用先進(jìn)的自動(dòng)化集成控制技術(shù)，轉(zhuǎn)速和差轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)可調(diào)，具有安全保護(hù)和自動(dòng)報(bào)警裝置，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，主要缺點(diǎn)是噪聲大，電耗稍高，旋轉(zhuǎn)葉片等部件要求耐磨性強(qiáng)，制造材質(zhì)和加工精度要求嚴(yán)格，價(jià)格稍貴。（4）污泥脫水設(shè)備選型上述三類(lèi)污泥脫水設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)，選型時(shí)應(yīng)結(jié)合工程規(guī)模、場(chǎng)地條件、管理水平、資金條件等實(shí)際情況，主要從設(shè)備運(yùn)行可靠性、系統(tǒng)自動(dòng)化程度、污泥脫水效果，建設(shè)投資和處理成本等方面綜合考慮進(jìn)行合理選型。根據(jù)我司近幾年污泥脫水設(shè)備的使用情況，綜合比較詳見(jiàn)表1。

綜上所述，離心脫水機(jī)自動(dòng)化程度高、工藝密閉性強(qiáng)、可連續(xù)運(yùn)行、管理方便、運(yùn)行方式靈活、而且出泥量大、占地面積小、出泥含固率較高、污泥回收率高以及反沖洗水量較少等。此外，我國(guó)大多數(shù)水廠均取用江河等地表水為原水，其污泥中無(wú)機(jī)成分含量較高，無(wú)明顯的親水性，推薦采用離心機(jī)脫水的處理方法。

3. 2 污泥脫水設(shè)備選型計(jì)算

3.2.1 濃縮后需脫水的污泥量根據(jù)初設(shè)中選定的參數(shù)，采用重力濃縮池，濃縮后污泥含水率99.5-97.5%，而離心脫水機(jī)進(jìn)機(jī)含固率不宜小于3%，故取濃縮后污泥含固率為3%計(jì)算，需脫水污泥量為：Q近=28.5/3%=950m3/dQ遠(yuǎn)=57/3%=950m3/d=1900m3/d3.2.2 設(shè)備選型離心機(jī)按每天運(yùn)行16個(gè)小時(shí)計(jì)，則近期選用兩臺(tái)（1用1備），單臺(tái)處理量60m3/h遠(yuǎn)期增加1臺(tái)同規(guī)格脫水機(jī)，2用1備，每天運(yùn)行16h低濁度時(shí)運(yùn)行工況作校核根據(jù)石塘水廠2004年1月~2008年12月的源水渾濁度匯總表，一年中會(huì)有幾個(gè)月的月平均濁度在20NTU以下，2007年2月月平均濁度的甚至為8.24NTU。以此進(jìn)行計(jì)算：S近=(TE1+CE2)×Q×10-6 = (8.24×1.1+1.68×1.53)×31.5×104×10-6 =3.66t/d濃縮后需脫水的污泥量Q近=3.66/3%=122m3/d按現(xiàn)設(shè)計(jì)離心機(jī)最低處理量60m3/h計(jì)算近期每日運(yùn)行時(shí)間：t=122/60=2.0h可見(jiàn)低濁度時(shí)，若離心機(jī)每日運(yùn)行，時(shí)間較短，不利于離心機(jī)的運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行可能要幾天才開(kāi)一次機(jī)，這樣設(shè)備的閑置率就會(huì)比較高。

四、結(jié)論（1）在廢水處理流程中，土建工程包括各處理構(gòu)筑物的池體、污泥脫水機(jī)房和管道施工等均已在實(shí)踐中得到了完善，所以，主要污泥脫水設(shè)備選型就成了整個(gè)工程投資的決定因素。由于它們同時(shí)是決定工藝處理性能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，因此主要設(shè)備的合理選型顯得尤為關(guān)鍵。（2）考慮到原水濁度波動(dòng)對(duì)離心機(jī)運(yùn)行有較大的影響，建議考慮離心機(jī)的大小搭配，或增加臺(tái)數(shù)減小單臺(tái)的處理量。（3）根據(jù)水廠每天的處理水量、原水平均濁度及當(dāng)天的混凝劑投加量，可以計(jì)算出每天的干污泥產(chǎn)量。然后對(duì)一定時(shí)間內(nèi)日干污泥產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，就可以得到：平均每天的干污泥產(chǎn)量；最高日的干污泥產(chǎn)量；出現(xiàn)概率最高的干污泥產(chǎn)量范圍。

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