福州市西区水厂排泥水处理系统的改造设计 3页

2014年第07期福建建筑N007·2O14总第193期FuiianArchitecture&ConstructionVol·193福州市西区水厂排泥水处理系统的改造设计叶均磊(福州城建设计研究院有限公司福建福州350001)摘要：为减少排泥水对自然水体的污染，福州市西区水厂对排泥水处理系统进行改造。在设计中将沉淀池排泥水、滤池反冲洗水收集后经高密度浓缩池处理后，上清液达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)后排放至闽江，浓缩污泥经厢式隔膜压滤机脱水至60％后外运填埋。本文详细介绍了该工程排泥水处理的设计方案、设计参数及系统特点，为类似工程的应用提供更有效的设计参考。关键词：自来水厂；排泥水；厢式隔膜压滤机中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1004—6135(2014)07—0053—03DesignonthesludgetreatmentsystemimprovementforthewaterworksofWesternFuzhouYEJunle(FuzhouCityConstructionDesign&ResearchInstituteCo．，Ltd，Fuzhou350001)Abstract：Toreducethepollutionofnaturewatercausedbysludgewater，thewaterworksofWesternFuzhoumakedtransformationtosludgetreatmentsys-tern．Settlingtanksludgewatm’，filterbackwashwatercollected，andconcentratedbyhighdensitysedimentationtank．Thesupernatantfluidreached”integrat—edwastewaterdischargestandm'd”(GB8978—1996)anddischargedtoMi~iang．Thechambertypefilterpressdewateredsludgeto60％，andsludgedisposedinlandfillaftertransportation．Thispaperdescribedthedesignoftheprojeetsludgetreatmentplan，designparameters，andchambertypefilterpresssystemO—verview，systemfeatures，operation，toprovideddesignadvicetoitsindustrialpracitce．Keywords：Waterworks；Sludgewater；ChambertypefilterpressE．mail．s^I1illivan@sinac0m60．00l工程概况50．00西区水厂总设计规模为60万吨／日，采用“折板絮凝池一^40．00平流沉淀池一V型滤池”为主的常规净水工艺。目前，沉淀池童V3O．oo排泥水与滤池反冲洗水合流进入厂区排水系统，通过压力管输凯00送至厂区外的排泥水处理场。排泥水经高密度浓缩池浓缩，排萄l0．0o入自然干化场，待自然干化后，定期清掏外运，污泥含水率约o．oo75％。70∞9ol∞自然干化场占用较大的地表面积，且易产生恶臭，卫生环曩积频率(％)境差。根据规划及环境影响评价的要求，本工程排泥水经处理图12009～2011年原水浊度(NTU)累积频率曲线后，上清液应达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级保证率变化较大，处理干泥量相对较大。根据《室外给水设计标准后排放至闽江；污泥最终处置为卫生填埋，参照污水处理规范》(GB50013—2006)，净水厂排泥水处理能力应满足全年厂相关规定，脱水后污泥含水率应小于60％。为达到上述标75％一95％日数的完全处理要求，但排泥水处理的保证率越准，经技术比较，推荐采用以厢式压滤机为主的机械脱水工艺高，所需基建投资和日常管理费用越高。故综合考虑环保要求对西区水厂排泥水处理系统进行改造。及经济能力，本工程设计排泥水处理保证率为85％，设计原水2工程规模浊度为18．9NTU。根据福州西区水厂2009—2011年原水浊度统计，西区水本工程西区水厂原水浊度与ss之间的相关关系采用《福厂原水浊度范围为3．5～158．0NTU，平均浊度为15．4NTU，原州西区水厂污泥干化床处理工艺研究》(1999年)的结论，即原水浊度累积频率曲线如(图1)所示。对该图分析，本工程排泥水中悬浮固体含量与浊度的关系为：SS=1．76T+4．9水处理保证率为75—85％时，干泥量随保证率变化较小，处理式中ss——原水的悬浮固体含量，即悬浮物浓度，mg／L；干泥量相对较小；排泥水处理保证率为85％以上时，干泥量随卜原水浊度，NTU。根据日本水道协会推荐计算式、美国Comwell推荐计算式、英国水研究中心推荐计算式分别计算干泥量，并取平均值，得出85％保证率下，本工程每日处理干泥量为25．5吨。_作收者稿简日介期：2叶0均14磊—0(319—8215．11一)，男，环境工程工程师。3工艺流程本工程考虑采用“高密度浓缩池+污泥均衡池+机械脱\n2014年07期总第193期叶均磊-福州市西区水厂排泥水处理系统的改造设计·54·水”的处理工艺，具体为：沉淀池的排泥水及滤池的反冲洗废滤压力0．8MPa，最高压榨压力2．5MPa，滤腔个数为90个，滤水由厂区排水系统收集，排人厂区内原有的废水池，经提升后腔深度为40mm，泥饼厚度约25mm。运行状况为单台处理干输送至厂区外的高密度浓缩池。高密度浓缩池对排泥水进行泥量≥1．06TDS／次，单次过滤周期≤3h／次，Et运行批次数6加药以改善其沉降特性，再经絮凝、泥水分离、浓缩，排泥水上次，脱水泥饼含固率／>40％。厢式隔膜压滤机包括机架、液压清液排入市政雨水管网，污泥进入污泥平衡池。污泥平衡池主系统、滤板及配套滤布、滤板移位装置、中心吹泥装置、清洗装要是调节高密度浓缩池排出的污泥，保证进入厢式(板框)压置、泥饼卸除装置、安全保护装置等部件组成。滤机的污泥浓度稳定。经调节后的污泥由螺杆泵提升至污泥本工程采用以聚丙烯酰胺(PAM)为调理剂的污泥调理系脱水机房，脱水的目的是进一步降低污泥的含水率，以利于泥统，聚丙烯酰胺(PAM)作为污泥调理剂具有具有投药量少，出饼的搬运和最终处置。在进入压滤机前，进泥与投加的药剂经泥含固率高等优势。根据工程前期进行的小型试验，PAM加过在线混合器混合，将药剂充分扩散于污泥中。厢式(板框)药量设计为3gPAM／1kgDS。PAM溶液由PAM药液制备及压滤机对进入其中密闭板框内的污泥进行高压挤压，使滤液通稀释装置制备，配制浓度0．2％；PAM溶液由螺杆泵投加，配过滤布排出，固态污泥被截留下来，以实现固液分离效果。污置4台，设计参数为Q=1～9m／h，H=80m，N=5．5kW。泥脱水产生的滤液排人滤液收集池，回流至浓缩池，处理后外压滤机进泥系统采用2台变频螺杆泵，运行时先开启高流排；脱水后的泥饼由螺旋输送器输送至污泥堆棚，由专用车辆量低扬程的螺杆泵，设计参数为Q=80～120m／h，H=40m，N外运处置，如(图2)所示。=22kW；待压滤机压力达到设定值后，再开启低流量高扬程的滤池反I+泥饼螺杆泵，设计参数为Q=20m／h，H=80m，N=11kW，高低压螺冲洗废序杆泵共计4套。I池高浓密缩度池板框压滤机滤布清洗采用高压自动冲洗系统，清洗时，位于压滤机顶部的喷射腔在水平面自动移动，以冲洗喷嘴问的区域。配套设备包含2套清洗储水罐和2台冲洗泵。冲洗水泵兰兰一设计参数为Q=20m／h，H=10MPa，P=75kW。清洗储水罐设I收集池l计参数为V=5．0m。图2排泥水处理工艺流程图隔膜挤压系统采用水作为隔膜挤压介质，挤压水循环使4工程设计用。配套设备包括4套压榨水水罐和4台隔膜挤压泵。压榨净水厂排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水等水罐设计技术参数V=5．Om，隔膜挤压泵设计参数为Q=工序。本工程排泥水调节部分采用西区水厂已建废水池，污泥18m／h，H=1．5MPa，N=18．5kW，变频调速。浓缩部分采用排泥水处理场原有高密度浓缩池。本工程新建其他配套设备包括：空压机系统、泥饼输送系统、设备吊装污泥平衡池1座，污泥脱水机房及堆棚1座，滤液收集池1座系统、暖通系统等。(合建于脱水机房)，综合管理用房1座。(5)滤液收集池(1)废水池(原有)滤液收集池叠建于脱水机房地下，平面尺寸17．4m×采用西区水厂现有的两座废水池中，有效调节体积各为6．9m，有效体积为450m，每座设潜水搅拌器2台，P=4．0Kw，1000m，排泥水由潜水泵均匀输往排泥水处理场。潜水泵2台，P=4．0Kw。(2)高密度浓缩池(原有)5设计特点采用DENSADEG型高密度浓缩池，两座合建，平面尺寸(1)由于土地收储等需要，西区水厂排泥水处理工程总平20．6m×16．3m，池深7．4m。浓缩池包括絮凝室、沉淀室、浓缩面采用集约化布置，将相关功能的构筑物整合叠建，占地面积室，每座设快速搅拌机1套，P=3．OKw；中心传动浓缩刮泥机1为13．5亩。套，P=0．55Kw；污泥循环回流泵3台，2用1备，Q=5～(2)通过水厂生产数据收集与整理，分析计算水厂排泥水30m／h，H=20—40m，P=5．5Kw。加药量为1gPAM／1kgDS，干泥量，并根据相关规范及技术经济比较，确定排泥水处理保出泥含水率约96％～97％。证率取85％，日处理干泥量为25．5吨。(3)污泥平衡池(3)在浓缩池和污泥脱水机房之间设置污泥平衡池，起调污泥平衡池设1组2座，平面尺寸20．6m×10．4m(两座合节匀化污泥的作用，保证进入厢式隔膜压滤机的污泥含固率建)，有效体积为800m，每座设潜水搅拌器2台，P=3．0Kw。相对的稳定，压滤机系统维持较高的机械运行功效和出泥含(4)污泥脱水机房及加药间固率。为减少占地，为运行管理提供便利，脱水机房地下一层局(4)根据相关实验结果，污泥的化学调理采用聚丙烯酰胺部为滤液收集池，脱水机房一层设置厢式隔膜压滤机配套的进(PAM)，其具有制备系统简单、投加量少(约0．1—0．3％)，出泥、加药、冲洗、挤压等设备，脱水机房上层则布置厢式隔膜压泥含固率高等特点。滤机及配电系统、控制系统等。污泥脱水机房及加药间平面尺(5)厢式隔膜压滤机的工作特性为过滤初期过滤速度快，寸：34．4×30．4m，高度14．0m；污泥堆棚平面尺寸：12．0×挤压压力低；过滤后期过滤速度慢，挤压压力高。根据其特性23．8m，高度6．6m。选择高低压两台变频螺杆泵分级进泥，可有效降低进泥时间，本工程设计厢式隔膜压滤机台数4台，侧梁式结构型式，增加泥饼的含固率。单台过滤面积300m，滤板规格为1500mm×1500ram，最高过(下转第85页)\n2014年07期总第193期李庆丰·浅谈静力触探技术在岩土工程勘察中的应用及发展前景展望．85．3静力触探技术的发展前景展望2倍电极距范围内土层的平均电阻率。该法测得的土的电阻目前我国应用的静力触探技术主要以单桥静力触探、双桥率可用于评价土对建筑材料的腐蚀性，达到一孔多用、快速、经静力触探为主，孔压静力触探只有少数单位在使用，总体技术济的效果。功能单一，发展缓慢，与国外发达国家静力触探水平相比，我国3．5带测斜探头与测斜仪系统的静力触探仪在静探技术上相对较为落后。目前，国际上静力触探技术已向受静力触探所用的探杆刚度的限制，探杆在贯人土层中会多功能化发展，以下介绍几种多功能的静探技术。产生一定的自由挠度，特别是遇到较硬的地层，如遇到较密的3．1孔压静力触探仪(CPTU)砂层或含卵砾石的土层时，探头的锥尖必然会顺势寻找薄弱贯孔压静力触探技术是把量测孔隙水压力的传感元件与标入方向而偏离垂直状态，不可避免产生了倾角偏斜，这样在量准的静力触探组合在一起，在测定锥尖阻力qc和侧壁摩擦阻测深度上将产生较大的误差，深度越大，误差也越大，严重时还力fs的同时，量测土的孔隙水压力。孔压静力触探在划分土可能发生探杆折断。在静探头内安装一个全方位的倾角测量层、判别土类方面较传统触探技术相比具有较高的分辨率，同传感器，测量系统能测出触探头的倾角度及倾斜方位，也就时，可以较准确求取土的固结系数和渗透系数，将量测成果应能修正因探杆偏斜产生的斜边误差，从而避免产生量测深度用于地基处理中，可估算地基土的沉降与时间关系，另外也可的偏差。利用所测得的孔压值估算软粘土的不排水抗剪强度等。总体4结语上该技术具有方便、快捷、高效、低成本的特点，尤其对软粘土(1)静力触探属于原位测试技术，我国引入该技术距今已中进行大面积地基处理后效果的分析、评定，工效更优，因而该有半个多世纪时间。该技术具有连续、快速、精确的优点，通过技术具有较广阔的应用前景。该技术，可进行土层的划分、确定地基土的承载力、确定地基土3．2波速静力触探仪(SCP—TU)的变形指标、估算单桩承载力、进行砂土的液化判别、确定土的在电测静力触探仪的基础上加装一套测量波速的装置内摩擦角、确定饱和软土的不排水抗剪强度等，在岩土工程勘(三分量检波器)，即发展为波速静力触探技术。该测试在获察中得到较广泛的应用。同时，该技术受场地条件、设备贯入得常用的静探指标外，还可同时得到所贯人土层的剪切波速数能力、动力条件及市场经济因素等条件限制，在岩土工程勘察据，相较于传统的单孔检层法等波速测试方法，波速静力触中所占的比例有呈缩小的趋势，而其技术发展也呈相对缓慢的探可使波速探头与土层紧密相贴，从而获得更好的测试效态势。果。该法测量波速具有测试精度高、速度快、劳动量小、费用(2)目前国际上静力触探技术有向多功能化发展的趋势，低等优点。通过与其它原位测试技术的组合，已开发出孔压静力触探仪3．3旁压静力触探仪(CPT—PMT)(CPTU)、波速静力触探仪(SCP—TU)、旁压静力触探仪(CPT在电测静力触探仪的基础上附加一套旁压试验的装置，在—PMT)、电阻率静力触探仪(R—CPTU)、带测斜探头与测斜进行静力触探的同时，也同时完成试验深度相关地层的旁压试仪系统的静力触探仪等多种静探技术，达到一机多用的效果，验。旁压试验(PMT)是另一种常用原位测试技术，为一种原也给静探技术发展注入新的活力，这些也是我国静探技术的发位的横向载荷试验装置。该技术可量测试验位置通过设备配展方向。备的压力膜施加于周边土的压力和土变形之间的关系，进而对参考文献孔周所测土体的承载力、变形等性质进行评价。旁压静力触探[1]王钟琦，朱小林，等．岩土工程测试技术[M]．北京：中国建筑出版仪同时可做静探与旁压试验，提供的数据包括：锥头阻力、侧壁社，1986．[2]刘松玉，吴燕开．论我国静力触探技术(cer)现状与发展[J]．岩土摩擦力、孔隙水压力、固结系数和旁压曲线等，因此，这种仪器工程学报．2004．7(4)．有时也称全变形静力触探旁压仪。[3]王钟琦，静力触探技术的实质及其应用现状与前景[J]．工程勘察．3．4电阻率静力触探仪(R—CPTU)2008年10期．在静探探头的后面加装量测电阻的装置，形成具有量测电[4]工程地质手册编委会．工程地质手册(第四版)[M]．北京：中国建阻率功能的静力触探装置，可测定多孑L介质及孑L隙水的总电阻筑工业出版社，2006．率。量测电阻率的电极距有2种：15mm和150mm，小电极距[5]JGJ94—2008，建筑桩基技术规范[S]．用于测薄层土，大电极距用于测厚层土，所测得的电阻率约为(上接第54页)参考文献(6)厢式隔膜压滤机采用了自动泥饼卸除装置，并配套螺[1]张金松．净水厂技术改造实施指南[M]．北京：中国建筑工业出版旋输送机，将泥饼直接输送至运输车辆，自动化程度高，有效降社，2009，132—138．[2]何纯提．净水厂排泥水处理[M]．北京：中国建筑工业出版社，低了工人的劳动强度，节约了人力资源。2006．6结语[3]郭文娟，郄燕秋．净水厂排泥水处理工艺现状及发展方向[J]．给福州西区水厂排泥水处理工程采用排泥水经高密度浓缩水排水，2013，(8)，36—4O．池浓缩，再由污泥均衡池调蓄后，投加聚丙烯酰胺进行调理，经[4]李文朴，刘天顺，赵建海．给水厂排泥水处理研究[J]．中国科技信厢式隔膜压滤机脱水的处理工艺。本工程目前已进人正式施息，2009，(13)，26—28．工阶段，其在工艺流程、设备选用、布置形式等方面有一定特点，对大中型水厂具有一定借鉴意义。