凈水廠排泥水處置現狀的若干分析

袁磊

摘 要：隨著城市建設和環境保護事業的不斷發展，凈水廠排出的排泥水對環境的污染也引起人們的廣泛關注，排泥水主要來源于沉淀池排泥水、濾池反沖洗廢水、氣浮池浮渣及其他水量。這些廢水的組成主要是無機泥沙，但也含有部分有機物，約占干污泥重量的。目前我國大部分凈水廠污泥未經處理直接排放至水廠附近的河道或者水廠周邊的小水坑，有的直接排到城市排水管道，這勢必造成水環境的污染與水資源的浪費，因此，必將凈水廠排泥水處理問題提到議事日程上來。

關鍵詞：凈水廠;排泥水;污泥處理

中圖分類號：X846.32 文獻標識碼：A

1排泥水處置的必要性

隨著社會的進步和人口的增長，人們對水資源的需求越來越大，凈水廠作為人們供水的主要來源，在供水的過程中，不可避免的會有排泥水的產生。2015年環保部發布的“水十條”中明確提出了對污泥穩定化、資源化、無害化的處置，凈水廠排泥水的處置勢在必行。目前，水廠的排泥水對環境的污染問題越來越引起社會的關注。直到上個世紀80年代末，才將排泥水的處置問題正式提上議事日程。早先對于排泥水的處置大多是直接排入江湖，排泥水當中含有大量的泥沙，直排會對當地的河道水質產生影響，且泥沙淤積于河底會抬高河道。排泥水當中含有的大量鋁鹽，排入水體后會危害水中生物，破壞水體生態平衡。相比較于污水處理廠的污泥處置，給水廠的污泥量沒有污水廠大，泥的收集也較不穩定，尤其對于小型給水廠來說，配置成套的污泥處理設備不太現實。從目前綠色可持續發展的要求來看，排泥水是不容廢棄的水資源，排泥水的回用處置對于國內缺水地區尤為重要。

2排泥水的成分及物理化學特性

排泥水中主要含有沙礫、濃縮后的懸浮物、有機物，以及殘存在泥中的混凝劑等。給水廠排泥水的特性與其化學組成、污泥粒徑、原水的來源有較大的關系。原水分別取自江水、河水、湖泊水、山區水庫或者平原水庫水，由于各種水源在雜質、無機礦物質、有機質種類、重金屬等種類和數量上有差異。從而造成泥水的雜質成分和粒徑的不同。其次，凈水過程當中所使用的混凝劑、助凝劑等的品類和數量的不同，泥水的物理化學特性也會有較大的差異。凈水廠的排泥水是黏稠絮狀有臭味的泥水，其含水率主要和原水當中懸浮物、處理工藝以及原水的性質有關。凈水廠排泥水的比阻與水源的水質、pH、混凝劑的種類和數量以及泥水攪拌的程度有很大的關系。相對于污水廠污泥的密度，給水廠排泥水經過濃縮脫水后的污泥的無機物含量與產生狀態的含固率都高、密度較大，一般產生狀態的密度為1.06～1.20g/cm3。凈水廠的污泥主要來源于原水當中的雜質、懸浮物以及藥劑的添加，相比較于污水廠的污泥，其有機物的含量低很多。M.Dahhou等對排泥水利用定量的能量色散X射線熒光光譜分析表明排泥水主要以無機物為主，有機質含量較低。凈水廠排泥水當中Al2O3含量一部分來源于原水，另一部分來自投加的鋁鹽混凝劑的水解。鋁鹽含量的多少直接影響污泥的濃縮沉降效果和脫水的程度。污泥當中的重金屬大多來自原水的流動形成的富集。污泥當中一般含有銅、鋅、鉻、砷、硒、鎳、鉬、汞等。由上述可知，排泥水當中含有大量的懸浮顆粒，無機礦物質，以及重金屬。所以對于排泥水而言，如果直接不處理排放會對水體環境造成較大影響，相反對其進行資源化回收利用是一條合理且經濟綠色的途徑。

3排泥水處理工藝技術發展方向及展望

如前所述，我國凈水廠排泥水處理技術起步較晚，發展相對緩慢，相應的設計和運行經驗還有待進一步完善。然而伴隨著目前國家積極倡導的循環經濟、節能減排等重要的宏觀政策相繼出臺，對凈水廠排泥水技術和應用的發展帶來了良好的契機，綜合節水以及污泥再利用將成為排泥水處理技術發展的一個重要方向。

3.1修正干泥量計算公式設計

干泥量與實際干泥量的偏差必然會導致排泥水處理系統設備閑置，能源浪費，增加不必要投資。因此，在排泥水處理項目建設時應根據水廠水源情況、實際運行負荷以及水廠運行經驗，綜合考慮地域、水質差異，修正干泥量計算方法，以期縮小設計和運行干泥量的差距，指導新建水廠。

3.2優化排泥水處理工藝及設備選型

選擇凈水廠污泥處理工藝流程時，需要充分考慮原有凈水構筑物情況，泥線應該根據水線工藝、上清液及脫水液回用情況、脫水方式、污泥處理程度及經濟效益等多種因素來確定最優工藝流程。例如，當濾池反沖洗排水可滿足回用要求時，沉淀池排泥水進行濃縮處理，濾池反沖洗排水直接回用或排放，這種流程本身費用較低;當濾池反沖洗排水不能滿足回用要求且單獨濃縮無法滿足脫水機械要求時，需將沉淀池排泥水和濾池反沖洗排水經調節池混合后，上清液回用或排放，底部污泥濃縮處理;而當濾池反沖洗排水不能滿足回用要求，但預沉后上清液可以滿足回用要求時，可將沉淀池排泥水進行濃縮處理，濾池反沖洗排水經排水池預沉，上清液回用或排放，底部污泥水與沉淀池排泥水一起濃縮處理;當水線工藝采用氣浮工藝時，由于氣浮池排泥水中污泥顆粒密度相對較低，所以不易重力沉降濃縮，此時應采用與水線氣浮相匹配的氣浮濃縮池。排泥水處理工藝的不斷改進和完善，必然要求排泥水處理設備的進一步完善和更新，排泥水處理設備的選擇和使用，要根據具體的工藝過程，全面分析、綜合協調最終確定。排泥水處理設備應保證性能、構造及工作可靠，智能化、自動化程度高，運行管理方便、安全，合理選擇材質注重環保，節能降耗、節約成本。

3.3選用高效濃縮設備和池型

在整個排泥水處理工藝中，排泥水濃縮是關鍵，濃縮技術的革新是排泥水工藝發展的標志，高效濃縮技術的研究與開發、濃縮工藝的改進，是排泥水處理工藝的發展方向。高效濃縮技術一般都具有較高的沉淀速度，是一種結構緊湊的沉淀池，占地面積少，減少了土建造價，且底泥含固率高，符合節能減排理念。

3.4完善排泥水處理系統建設

凈水廠的污泥濃縮池排出含固率為3%～4%的濃縮污泥，一般直接被輸至污泥脫水機房進行機械脫水。1998年建成投產的上海閔行一水廠的排泥水處理系統，首次在污泥濃縮池和污泥離心脫水機房之間設置了1座起調節勻化濃縮污泥作用的污泥調蓄均衡池。污泥脫水機械為維持較高的機械運行功效和出泥含固率，要求進脫水機的濃縮污泥含固率能保持穩定。設置適當池容積的污泥調蓄均衡池能滿足這種要求，特別是對供水規模較大或使用周期性間歇運作的板框壓濾污泥脫水機的水廠更適用。以北京第九水廠為例，在2010年完工的改造設計中在脫水機房前增設了污泥平衡池，優化排泥水系統運行。

3.5逐步推廣凈水污泥再生利用

目前國內現有凈水廠污泥處置方式均為外運填埋，由于水廠排放污泥的處理費用高昂，處置場地有限，因此把排放污泥作為資源再生利用，變廢為寶將成為未來污泥處置的發展方向。應積極借鑒日本、臺灣、歐美等地區污泥再生利用的先進經驗，結合國內各水廠污泥的特性，從降低成本、資源的充分利用和環境保護等方面進行綜合考慮，積極開發污泥的再生利用技術。

3.6安全回用

排泥水是實施綜合節水的關鍵排泥水安全回用是綜合節水技術又一個關鍵。應綜合考慮原水水質特征和水廠凈水工藝，對排泥水回用水質和回用工藝進行安全性評價，主要包括微生物及泥線化學藥劑對回用水質的影響;分析排泥水水質、水量以及回用工藝，研究和開發回用生產運行控制技術，降低排泥水回用對供水系統的影響;研究水廠排泥水深度處理技術，進行技術經濟分析，開發適合凈水廠排泥水安全回用處理的適用技術，提出安全回用的保障措施，建設節水型的排泥水處理系統。

結束語

凈水廠污泥對環境的危害性已不容忽視，排泥水處理問題也引起了廣泛關注，諸多早期建設缺少排泥水處理系統的老水廠也在逐步進行改造。工程設計中具體選擇何種污泥處理方式，需結合不同水廠排泥水特點，綜合分析比較后確定

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