北方某通溝污泥處理站設計

摘 要：【目的】為滿足北方某市治理通溝污泥的需求，設計建設通溝污泥處理站。【方法】首先分析該地區管網沉積淤泥的特性、來源及體量，其次通過工程設計實例，對處理工藝進行比選。【結果】確定工藝流程采用四段式處理工藝，篩分“粗大物料、細砂、有機柵渣及超細砂”。【結論】通過在現況污水處理廠內設置通溝污泥處理站，實現了通溝污泥的全流程處理。

關鍵詞：市政管網；通溝污泥；處理處置

中圖分類號：X703" " "文獻標志碼：A" " 文章編號：1003-5168（2025）03-0084-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.03.017

Process Design of a Sewer Sludge Treatment Station in the North City

ZHONG" Hang

（BDG Water Designamp;Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100068， China）

Abstract：[Purposes] In order to meet the demand of a city in the north for treating sewage sludge，a sewer sludge treatment station was designed" and constructed.[Methods]" Analyse the characteristics， sources and volume of the sediment in the pipeline of the area， and compare the treatment processes through engineering design examples.[Findings] The process flow is determined to adopt a four-stage treatment process， separate \"coarse materials， fine sand， organic bar screen residue， and ultraine sand\".[Conclusions] By setting up a sewer sludge treatment station in the existing wastewater treatment plant， the entire process of sewer sludge treatment can be realized.

Keywords： municipal pipe network; sewer sludge; treatment and disposal

0 引言

通溝污泥是管網養護過程中清理出的沉積物的統稱［1］。通溝污泥若不及時清理，不僅會減少管網過水斷面導致排水不暢，引發路面積水和管網溢水等問題，而且還存在雨天管道沉積物隨雨水進入河道水體，進而沉積在河道底部的可能。因此，通溝污泥是導致水體黑臭的主要污染物來源之一，會產生水體污染風險［2］。隨著國家對城市市政管網維護清理的制度化和規范化不斷加強，管網養護清淤產生的污泥量日益增多。廣州、上海等地區先后印發關于加快推進通溝污泥規范化處置工作的文件，可見通溝污泥的穩定化、無害化、資源化利用已迫在眉睫。

北方某市中心城區污水管網目前已較完善，由于管網維護工作任務的增加，管道的清淤量也呈遞增的趨勢，目前已建成的通溝污泥處理中心僅1座，處理能力為60 m3/d，無法滿足通溝污泥的處理需求。其處理能力之外的溝泥依賴外部的專業單位處置，缺乏有效監管，成為管網運行養護的一大隱患。傳統通溝污泥的處置方式主要為垃圾場填埋和自然晾曬［3］，隨著垃圾填埋場逐漸拒絕此類污泥的進入，同時考慮到通溝污泥點多、面廣、分散及不定時的特點，亟須對此類污泥設置專門的處理站進行處理。

本研究以北方某市擬新建的通溝污泥處理站為例，通過分析通溝污泥體量、成分等，考慮利用該市某再生水廠內部的便利條件新建處理站，選用四段式處理工藝，實現通溝污泥的處理。

1 通溝污泥特性

通溝污泥處理站的處理規模應基于服務范圍內污泥生產總量。通過核定通溝污泥最大日處理量，對服務范圍內通溝污泥取樣檢測，對其含固率、粒徑分布和有機質含量等參數進行分析評估，為整個項目設計提供依據，保證工藝設計的科學合理性。

該市管網養護涉及的類別主要分為雨污水管網的常規養護、雨水泵站、管網更新改造、雨水口清理及重要管段的專項清淤。清淤方式主要采用機械清淤與人工清淤相結合的方式。

通溝污泥的含水率與管道的清淤方式、管道類型、清淤周期等均有較大關系，且管線清淤與管線清混的溝泥組分明顯不同。2012—2017年該市某區雨、污水管網各采樣點測得的數據的綜合值可知，通溝污泥的含水率在30%～50%，上海［4］等南方城市通溝污泥處理站的普遍含水率范圍設計值采用80%～95%，可見，北方通溝污泥的含水率較上海等城市低。除清淤周期等原因外，還存在氣候、地域及居民用水習慣的影響，因此，在不同城市設計通溝污泥處理站時，應有針對性地分析本城市的相關數據，確定設計參數。

北方某市通溝污泥采樣點化驗數據見表1。由表1可知，該市通溝污泥中有機物含量均值在12%～16%，此值與南方城市溝泥有機物含量較為接近，可見通溝污泥普遍特性為有機物含量低，無機物含量高，不可燃成分多于可燃成分。

大批量采樣化驗結果表明，通溝污泥含砂中粒徑[lt;]0.2 mm的占比約為30%～45%。雨水管網砂礫粒徑[lt;]0.2 mm的顆粒占比大于污水管網。此外，對該市現有的通溝污泥處理站的泥水混合物進行粒徑分析發現，其承接的雨水管網清淤產物中[lt;]0.20 mm的砂粒占比約為77.3%。因不同片區，不同管網檢測結果差異性較大，除參考上述檢測數據外，結合現況現有通溝污泥處理站的污泥整體特點，擬定本項目處理通溝污泥含水率為50%，有機質含量≤20%進行設計。

2 通溝污泥處理站設計規模確定

通溝污泥量與污泥含水率、排水管道疏通率、排水設施普及率及管道單位長度產泥量等因素有關［5］。本項目中所處理的污泥每年集中清掏月份為3—10月，約占全年清掏總量的85%。結合管網養護單位提供的相關數據及現況通溝污泥處理站的處理能力，為保障通溝污泥得到有效處理，同時考慮到遠期發展，從處理目標和經濟性考慮，擬定本次新建溝泥處理站的設計規模為60～120 m3/d，日工作時間根據污泥量為8～16 h。

3 站址及方案比選

3.1 站址選擇

處理站可在某處新建或利用現況污水處理廠、泵站等市政公用設施的空地與其合建，其優缺點比較見表2。

由于通溝污泥處理工藝需要大量的沖洗用水同時設備對裝機功率、系統自動化程度要求較高，且需考慮便于溝泥運輸，因此處理站宜與現況污水廠、泵站等市政公用設施合建，充分利用其水、電、通信等條件。綜上，本項目擬建于該市東部某現況再生水廠泥區西側空地處。

3.2 技術方案比選

目前國內外主流的通溝污泥處理基本采用物理處理+回收利用聯合處理的工藝流程，通過機械篩分、洗滌和沉砂分離等流程將通溝污泥中的雜質進行分類，根據泥質的不同及工藝鏈的長短，其處理產物不同。例如上海浦東區、長寧區［5］的溝泥處理站僅分離粗大物、細砂及有機污泥，對粒徑[lt;]0.2 mm的超細砂不做篩分處理，此部分超細砂隨污水管網進入后端污水處理廠。而上海市閔行區溝泥處理站、蘇州某溝泥處理站［6］可將溝泥產物處理篩分分為4類。

由于本項目選址擬定于再生水廠內，結合通溝污泥的特性，[lt;]0.2 mm細砂的占比約為總進砂量的30%～45%，如此部分不進行處理，回流到廠區曝氣沉砂池前端，將會有大量細砂沉積在廠內渠道、曝氣沉砂池及生物池等處理構筑物中，并對水廠攪拌器、水泵等處理設備產生不利影響。除砂系統的高效、穩定運行對于污水廠后續處理工藝是至關重要的，曝氣沉砂池對0.2 mm以上的顆粒物去除效果較好，而對0.2 mm以下的顆粒物去除效果較差，溝泥處理產物中的細砂若直接排入水廠勢必造成砂量堆積，增加水廠清池次數。根據本項目情況，四段式處理工藝工程雖投資較大，但污泥資源化利用程度最高，造成的環境和社會影響最小。故本項目擬選擇四段式處理工藝，工藝流程如圖1所示。

從排水管渠中清淘出來的污泥通過吸泥車、平板車等運至污泥處理站，并將污泥卸至緩存儲泥池中。儲泥池上方安裝格柵蓋板（孔徑為100 mm×100 mm）將一些較大的固體物質攔截，主要包括樹枝、磚頭瓦塊、塑料袋等，可通過人工進行清理。

儲泥池中的污泥通過液壓抓斗運送至粗大物篩分處理裝置進行篩分去除，粒徑大于 15 mm 的渣料作為篩上物被分離出來。篩下物進入到篩分裝置下端的帶有輸送功能的收集給料裝置內自流至洗砂器分離處理，洗砂器能夠將0.2～15 mm范圍的砂子分離出去且通過洗滌系統對砂子進行洗滌，處理后的砂子有機燒失含量低于5%，可作為低檔建筑材料回收利用。

洗砂器上部溢流污泥液體連同有機物通過管道自流到格柵過濾裝置，可將污泥液體中的柵渣有機物去除，通過格柵自帶壓榨功能，排出系統的有機物柵渣固含量大于35%。柵渣有機物含量很高，可以運至垃圾焚燒廠做焚燒處理。

格柵過濾后的液體進入沉砂池，池內底部配有排砂螺桿及砂泵，沉積在水池底部[gt;]0.2 mm的砂粉通過提升至砂水分離器進行分離。

4 主要處理構筑物及設備

4.1 主要處理構筑物

溝泥處理廠房內分為三部分：污泥儲池及粗大物篩分區、設備區和篩后物區。廠房內設緩存儲泥池1座，儲泥池的設計容積應能夠滿足最大處理量，同時還需考慮物料運輸和季節變化等情況的影響，宜采用1～2 d的儲料容積。儲泥池周邊導圓角，底部設置一定范圍的坡度，避免產生固體物質的沉積。儲泥池尺寸設計為：B×L×H=6 m×10 m×4.5 m。設沉砂池一座，沉砂池周邊導圓角，設置一定范圍的坡度，底部設置螺桿排砂器，沉砂池尺寸：B×L×H=4 m×9 m×4.5 m。

設干式泵房和濕式泵井各1座，干式泵房內安裝泥漿混合泵（一用一備），用于將砂水混合液提升至旋流除砂器，干式泵房尺寸：B×L×H=2.8 m×4 m×4.5 m；濕式泵井內安裝外排潛水泵（一用一備），用于將上清液提升至廠區污水管網。

4.2 主要設備參數

通溝污泥處理設備。處理設備總裝機功率約96 kW（不含照明）。溝泥處理設備見表3。

5 處理效果預測

擬定本項目原生物料含固率50%，含水率50%；無機物料占比80%，有機物料占比20%，物料按120 t/d，運轉16 h考慮。結合設備處理效率其處理效果預測見表4。

6 結論

①四段式處理工藝可通過篩分將通溝污泥中不同粒徑、不同類別的物質進行分離后分類處理，能夠實現污泥穩定化、無害化和資源化的要求。

②通溝污泥處理站的站址選擇要充分考慮水、電、通信、交通運輸等條件，如若選擇與現況污水處理廠、泵站等市政公用設施合建時，宜在前期先核實現況站址是否預留足夠的裝機功率后再進行地勘、測繪等工作。

③通溝污泥含砂占比高，若處理站設置在現況污水處理廠、泵站內時，建議對[gt;]0.2 mm的超細砂進行分離處理，避免其在污水處理廠、泵站等構筑物或管道內堆積，影響生產運行。

參考文獻：

［1］張強， 張杰，莊敏等. 上海市通溝污泥污染物指標檢測和分析［J］. 給水排水， 2018， 44 （8）： 42-47.

［2］閻鐵婧. 通溝污泥多級分離處理工藝改進及工程設計［J］. 中國給水排水， 2018， 34 （16）： 45-49.

［3］張慧， 姜威， 李金河等. 城鎮通溝污泥處理與處置技術探討［J］. 化工管理， 2019， 12 ： 127-129.

［4］張麗. 通溝污泥處理工藝改進設計［J］. 凈水技術， 2018，37（6）：91-94.

［5］趙勇. 通溝污泥處理站規劃設計［J］. 市政技術， 2020， 38 （2）： 206-208，214.

［6］關永年，徐超，陳勇. 通溝污泥處理站改造實例［J］. 中國給水排水， 2024， 40 （4）： 107-110.