完善南洲水厂排泥水回用系统的研究与设计_郑炳榕.pdf
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1、2023 年第 1 期 20 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备完善南洲水厂排泥水回用系统的研究与设计郑炳榕(广州市广水工程设计有限公司,广东广州 510160)摘要:随着环保要求的不断提高,南洲水厂取水量、供水量提高的同时,生产构筑物的排泥水也随之增长,水厂现有排泥水回用系统暴露出上清液集水池调节和滤液池调节容积偏小、排泥池没有备用无法进行日常定期清洗、斜管浓缩池冲击负荷大、脱水机 24 小时满负荷运行和储泥池停留时间较短等问题。该文介绍的工程针对实际问题,完善现有排泥水回用系统,有效地提升整个排泥水回用系统的稳定性。关键词:净水厂排泥水处理;浓缩池;排泥池
2、;干化场一、背景介绍南洲水厂水源取自北江顺德水道,近 10年来,随着广州经济的发展,用水人口、用水企业稳步上升,南洲水厂平均供水量呈逐渐上升趋势,最高日供水量已突破 105 万m3/d。在南洲水厂取水、供水量提高的同时,生产过程中产生的废水量、待处理泥量也随之增长。自来水厂排泥水对环境的污染也引起人们的关注,如果这些废水不经处理就排入水体或下水道,不仅污染收纳水体,而且会造成水资源的大量浪费,对水环境造成较大影响1。水厂内现有生产污废水回用系统主要由排水池、上清液集水池、排泥池、斜管浓缩池、储泥池及脱水机房这六部分组成。但环保要求的不断提高,特别是遇到原水浊度升高,短时上升至 1000NTU
3、以上时,水厂现有的已无法保证目前的斜管浓缩池出水浊度,将这部分水回收时,已明显影响水厂净水工艺的正常运行。表 120132018 年原水浊度情况2013年2014年2015年2016年2017年2018年平均浊度(NTU)31.2534.0126.1337.5427.9415.975%天数保证率浊度(NTU)40303040303095%天数保证率浊度(NTU)808090808080图 1现有排泥水回用系统工艺流程图DOI:10.14143/ki.czgs.2023.01.0032023 年第 1 期 21 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备二、水厂现有排泥
4、水回用系统存在问题分析研究通过调查该厂现有生产污废水回用系统的运行现状,主要存在以下六大问题:(1)上清液集水池容积偏小。目前,上清液集水池有 1 格,有效容积为 147m3。该池配合其两侧的排水池负责收集砂滤池和炭滤池反冲洗水、浓缩池上清液。实际运行中存在调节容积偏小,造成池内上清液回收泵组频繁开停机,导致设备故障率高。(2)排泥池容积偏小。目前,排泥池只有 1 个,直径为 20.6m,有效水深 3.3m,有效容积 1036m3。该池容积未能起到有效的水量调节作用,如遇到原水高浊等特殊时期需要增加排泥频率时,增加的排泥水量将影响后续浓缩池的正常运行。而且排泥池没有备用,在清洗该构筑物时,对整
5、个现有排泥水处理系统的运行造成严重影响。(3)原水高浊时,对目前斜管浓缩池的冲击负荷较大。目前,浓缩池有 4 格,单格池体尺寸为 15m15m,有效水深为 6.0m。池内安装交叉斜管,设计参数:斜长 1.5m、宽 1m、斜角为 55、水平间距 8cm,管厚1.0mm。南洲水厂高浊水发生在每年的 4 月至 9 月份,每次发生持续时间约 5-10 日,现有排泥水处理系统能满足 52NTU 以下的原水处理要求,因此在高浊水期间,浓缩池固体通量超过设计值,且池底泥浆无法及时处理,导致浓缩池出现“反池”的现象,进而引起回收水浊度升高,严重时浓缩池回收水呈泥浆状,与原水混合后最高达 1000NTU。现时,
6、南洲水厂为了应对高浊水期间排泥水处理系统运力不足的问题,在预留空地西面、试验基地南面,开挖一个长 38 米、宽 36 米、深 1.6米余泥晾晒池,有效容积为 1800m3,在晾晒池的东南角设有一台 38m3/h 的潜污泵回收上清液。当脱水设备出现故障或原水出现高浊水时,将浓缩池未能及时处理的泥浆排放至晾晒池晒干风干,同时在排泥池投加聚丙烯酰胺2,降低进入浓缩池的固体通量,在不发生二次高浊水的情况下,经过 15 日这样的处理,排泥水处理基本恢复正常状态。同时构筑物清洗中的沉积物可以排入排泥池,再使用排泥池现有潜污泵抽至晾晒池处理。鉴于南洲水厂的供水水量逐渐增加,环保要求的不断提高,特别是遇到原水
7、浊度升高,短时上升至 1000NTU 以上时,已无法保证目前的斜管浓缩池出水浊度,将这部分水回收时,已明显影响水厂净水工艺的正常运行。(4)储泥池容积偏小。目前,储泥池有2 格,直径为 7m,有效深度为 4m,单格容积为 154m3。原设计停留时间为 2.14h。按目前浓缩后含固率为 3%的余泥量 3945.67m3/d 计,两格储泥池的停留时间仅为 1.87h。据调查,目前广州市自来水有限公司其余水厂的储泥池的停留时间可达到 6h 左右。(5)脱水机处理能力不足。目前,现有排泥水系统脱水工艺按首期 65t/d 干泥量配置卧式螺旋离心脱水机,共 4 台(日常按 2 台大机运行,2 台小机备用)
8、本工程采用浸没式超滤膜对该水厂一期平流沉淀池(B 池)进行改造,总共需要 3 格膜滤池,每格 0.5 万 m3/d,日产水量为 1.5 万 m3/d。4 台脱水机自 2004年投入运行以来,存在如下不足:脱水机的备用能力已无法满足目前正常生产中余泥脱水的需要。目前 4 套脱水设备均处于 24 小时连续运行状态,当设备发生故障时,严重降低余泥脱水的处理能力,同时影响整个系统的正常运行,降低了排泥水处理系统的运行效率以及处理能力。4 台脱水机设备长时间带病运行,存在较大风险,故障率高。出现的故障主2023 年第 1 期 22 CITY AND TOWN WATER SUPPLY水处理技术与设备要有
9、:滚针轴承破损、液压差速器活塞钢球破损、差速器止推轴承破损、清理鼓腔内积泥、内部螺母磨损等。(6)现有滤液收集池容积偏小。目前,滤液收集池有 1 格,尺寸为 6m4m,有效深度为 3.5m,有效容积为 84m3,设计分离液水量约 3472m3/d。三、排泥水回用系统的完善设计排泥水回用完善系统的建设内容主要包括:新建上清液集水池、排泥池、浓缩池、储泥池、底泥干化场、滤液收集池、变电站、值班室;在现有脱水机房增加脱水机及配套设备;系统内部连通管、道路、消防、给排水等。(1)随着处理水量的增加,现有上清液集水池只有 1 格,有效容积为 147m3,其两侧的排水池与浓缩池的上清液均通过该集水池回收,
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