混凝沉淀工艺在反冲洗废水处理中的应用 6页

混凝沉淀工艺在反冲洗废水处理中的应用净水厂排泥水一般包括沉淀池(澄清池)排泥水、气浮池滤渣和滤池反冲洗废水。排泥水如不经过处理就直接排入江河湖泊等水体，不仅成为水体的重要污染源，导致水质下降，还可能淤积河道，影响行洪。依据《室外给水设计标准》(GB50013—20XX)要求，净水厂排泥水必需处理达标后才能外排。黄家净水厂位于Y市北部，该水厂一期设计规模为5×104m3/d，二期设计规模为5×104m3/d，该水厂原水取自地下水，采用跌水曝气和除铁除锰滤池处理工艺，反冲洗水中含有大量铁锰氧化物，如不经处理直接排放将对水体造成污染。该水厂建成处理能力4000m3/d的反冲洗废水处理设施。处理设施包括调整池、絮凝沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水车间等构筑物。从实际运行来看，其工艺路线基本合理。但絮凝池、沉淀池经常出现排泥不畅的问题，设备检修频繁，人工维护工作量较大。而全部处理单元均为一组，因此设备维护时，反洗水只能直接外排，不符合环保要求。同时，净水厂现有处理规模已超过一期设计能力并渐渐增加，现有反冲洗污水处理设施的处理能力将无法满意要求。为此，本方案拟对现有反冲洗污水处理设施进行改扩建，以保证处理设施稳定运行，反冲洗水稳定达标排放，且处理能力与净水厂二期处理能力相匹配。一、现状存在的问题1.1系统现状6\n依据甲方供应资料，一期除铁滤池及除锰滤池各分成双排十格，共20格，二期滤池与一期相同，共计40格。滤池每格面积为7.5m×6.2m，现状运行工况为：每格冲洗需要水量为200m3，除铁滤池冲洗周期为24h，每天冲洗12格;除锰滤池冲洗周期为3～4天。前端设有2座调整池，每座容积为400m3，后端浓缩池及污泥脱水污泥处理系统利用一期原有构筑物，该部分满意一期及二期设计规模要求。现有反冲洗水处理系统中混合及絮凝沉淀部分设计水量为4000t/d，该设计流量是依据一期污水处理规模5×104m3/d配套建设的，现状水厂实际处理水量约为6×104m3/d，临时满意反冲洗水处理能力要求。1.2设施存在问题现有规模4000m3/d的反冲洗污水处理系统是针对原一期处理规模进行配套设计的，随着城市发展，水厂处理水量增加，该反冲洗系统将不能满意一期及二期满负荷运行时规模要求。设备只有一组，设备检修时反冲洗水直接排放不达标。反应池沉泥、沉淀池排泥不能正常工作，所以需要经常维护。除铁除锰反洗水污泥性质不同于一般絮凝污泥和生化污泥，以铁锰氧化沉淀物为主，宜沉淀，但流淌性差，重力排泥效果不好。沉淀池排泥斗、排泥管存在一定问题，需要适当改造。二、水量水质分析研究2.1水量6\n依据甲方供应资料，一期除铁滤池及除锰滤池各分成双排十格，共20格，二期滤池与一期相同，共计40格。滤池每格面积为7.5m×6.2m，现状运行工况为：每格冲洗需要水量为200m3，滤池全部冲洗时对应的处理规模为8000m3/d。2.2水质一期反冲洗水处理设计方案供应水质资料如表1所示。三、工艺应用选择以地表水为水源的净水厂滤池反冲洗水一般与水厂沉淀池(澄清池)排泥水一起处理，总固体含量一般保持在0.1%～2.0%，以无机颗粒和泥沙为主，还包含部分有机物，主要来源于原水中的色度、浮游生物等。目前，国内对排泥水处理的主要方式是进行水量调整、浓缩和脱水。因沉淀池排泥水含固率较高，一般可通过重力浓缩将污泥浓度掌握在3%左右，然后进行机械脱水。而滤池反冲洗水平均含固率低于0.03%，一般是将沉淀底泥与沉淀池排泥水一起浓缩脱水，上清液回收。对于以地下水为水源、采用除铁除锰滤池的净水厂，因净水工艺没有絮凝沉淀单元，排泥水主要是滤池反冲洗水，且反冲洗水的水质与地表水水源滤池反冲洗水不同。除铁除锰滤池反冲洗水富含铁锰氧化物，有试验表明，反冲洗初期废水中含铁量快速升高，持续短时间后快速下降，反冲洗水平均铁含量保持在100～400mg/L。对于除铁除锰滤池反冲洗水的处理，设计规范中并没有明确的规定，国内净水厂也是由于环保要求的不断提高，近些年才进行处理，处理方法和经验正在不断实践和积累。6\n除铁除锰滤池反冲洗水依据实际状况可考虑回用或排放，《室外给水设计标准》(GB50013—20XX)要求，净水厂排泥水处理后排入河道、沟渠等天然水体应符合现行国家标准《污水综合排放标准》(GB8978—1996)。标准中对总锰、色度等指标有明确规定，虽然对总铁没有提出要求，但含铁量很高的反冲洗水对排放水体存在一定的污染，因此地方生态环境部门一般规定了排放要求。为达到环保要求，有效处理铁除锰滤池反冲洗水，首先去除铁锰。反冲洗水中的铁锰以难溶于水的氢氧化物为主，因此去除的有效手段就是沉淀，沉淀是指在重力作用下悬浮固体从水中分别的过程，是一种物理手段，简洁易行，效果良好，是水处理和污水处理中的常用技术。除铁除锰反冲洗水静沉时间与浓度的关系如图1所示。6\n试验表明，除铁除锰反冲洗水具有一定自然沉淀、絮凝的能力，经过一定时间自然沉淀，可形成较清楚的泥水界面。但自然沉淀时间长，污泥液面高，上清液含铁量仍较高，难以达到环保要求的排放标准。通过投加絮凝剂加速沉淀的过程称为絮凝沉淀(混凝沉淀)，絮凝沉淀的原理是通过絮凝剂和助凝剂的电性中和、吸附架桥等作用，使水中悬浮物失稳，胶粒物相互凝聚使微粒增大，加速完成泥水分别。相关试验及已建净水厂运行经验表明，絮凝沉淀对除铁除锰滤池反冲洗水的铁锰、悬浮物都有较高的去除率，完全可达到排放要求。反冲洗水净沉试验表明，其经过16h净沉后也可以满意回用要求。从水厂对现状反冲洗废水试验数据可以看出，静沉10h时Fe含量显著下降(保持在5.5～6.0mg/L)，锰含量同样下降明显(保持在0.5～0.6mg/L)，静沉24h时铁含量连续下降(保持在1.8～3.0mg/L)，锰含量可降至0.35mg/L左右。静沉10h以上时，效率能达到75%，静沉效果较好。沉淀分别后的污泥应进行脱水处理，由于污泥含水率仍较高，脱水前一般应进行浓缩。浓缩的目的是进一步提高污泥的含固率，满意污泥脱水设备进泥的要求，同时对污泥进行减量，削减后续处理的规模和费用。结合目前国内相似净水厂的实际处理经验，本项目采用传统混凝沉淀过滤系统进行处理。现有处理设施建有2座调整池，每座容积为400m3，滤池单格反冲洗水量为200m3，依据设计规范，现有调整池容积满意要求，因此本方案不新建调整池。现有絮凝沉淀设备运行状况差，应通过设备厂家进行适当改进，如采取增加搅拌器、重新布置泥斗、排泥管等改造措施，但由于原有设备为钢制，耐腐蚀性差，设备的寿命较短，原有设备难以保证长期稳定运行。絮凝沉淀是反洗水处理的核心单元，为保证设备运行稳定，处理效果长期达标，本方案拟建处理能力8000m3/d的絮凝池和沉淀池。现有污泥浓缩池及污泥脱水污泥处理系统运行状况良好，利用一期原有构筑物，该部分满意一期及二期设计规模要求。四、结论6\n经过反冲洗水处理工艺处理后的水质理论上可以达到《X省污水综合排放标准》(DB211627—20XX)，标准中规定色度不高于30，悬浮物不高于20mg/L，反冲洗水处理后的水质标准低于原水水质，原水铁含量为6.5～9.5mg/L，锰含量为0.9～1.2mg/L。同时，其满意建设方对出水排放的要求，该项目废水经处理后，出水水质指标如表2所示。依据现场对黄家净水厂反冲洗废水处理现状的调查研究，水的沉淀性能较差，混凝投药比例建议进行小试、中试，建立数学模型，确定经济合理的投药量。为了提高上清液的出水水质，可以将进水管从底部进入，进水时可以将底部的沉淀的污泥冲起，加大废水浓度并且混合匀称。沉淀后的上清液依据实际要求排放或是回用，依据实际运行状况确定处理方式，尽量削减水资源铺张。6