上海羅涇水廠排泥水處理設計

劉波

（中國市政工程西南設計研究總院，四川 成都 610081）

上海羅涇水廠位于上海市北部的寶山區，其取水水源來自以長江水作為水源的陳行水庫，設計總規模為20萬m3/，其中一期工程 10萬 m3/d。

凈水廠工藝分為A線和B線，其中A線采用以平流沉淀池+V型濾池+活性炭濾池工藝為主體的凈水工藝，設計總規模18萬m3/d，其中一期工程8萬m3/d；B線采用以脈沖澄清池+V型濾池+粉末活性炭膜處理工藝為主體的凈水工藝，處理規模2萬m3/d，在一期工程中完成。A線為主體生產線，B線為輔助生產線（帶有生產性總結經驗性質）。兩條生產線的沉淀池出水可以聯絡。

產生生產廢水的主要構筑物包括：A線氣水反沖濾池、A線活性炭濾池、B線氣水反沖洗濾池、A線平流沉淀池、B線脈沖澄清池等。

生產廢水包括排泥水回收系統和排泥水處理系統。排泥水回收系統主要收集A線氣水反沖濾池初濾水和A線活性炭濾池初濾水，并將其提升至配水井回用。

排泥水處理系統主要收集A線氣水反沖洗濾池、A線活性炭濾池、B線氣水反沖洗濾池反沖洗排水和表沖水以及A線平流沉淀池排泥水、B線脈沖澄清池排泥水、脫水間上清液排泥水，并將其處理后達標排放。

1 排泥水處理目標

（1）排泥水經濃縮脫水處理后，泥餅的含固率≥35%。

（2）排放的上清液符合《上海市污水綜合排放標準》（DB31/199-1999），其中懸浮固體SS含量≤70mg/L。

（3）處理后水資源回用時，滿足雜用水標準，其中濁度≤5NTU。

2 干泥量及排泥水水量分析

2.1 干泥量計算

上海羅涇水廠原水由陳行水庫提供，陳行水庫同時為大場泰和、月浦、閘北等水廠提供原水，參照大場泰和的原水水質（2003～2005年），平均濁度為29NTU左右，最大值為110NTU，最小值6NTU，水質良好，不存在有機物污染問題，經統計，超過90%的概率在50NTU以下，故設計取值50NTU。平均色度11，最大值15，最小值8，設計取值15。絮凝劑投加量：4.6mg/L(以Al2O3計，相當于Al2(SO4)330 mg/L)，懸浮物量與濁度關系：SS＝1.0NTU（符合長江水的水質特點）。

干泥量的計算方法很多，本工程采用英國《污泥處理指南》的計算公式，即：

G ＝QP ×（SS+0.2B+1.53C）（KgD·S）

其中：

Qp：為設計流量 萬m3/d

SS：源水中懸浮物量（假定在常規處理中全部去除） mg/L

B：源水中經處理后去除的色度 度CU

C：鋁鹽的絮凝劑投加量，以Al2O3計mg/L

G：干泥量 Kg

經計算，所產生的總污泥量為G=20×104×1.05×（1.0×50+0.2×15+1.53×4.6）=12.61t/d。

2.2 排泥水水量計算

各構筑物排泥水水量及排泥水濃度計算見表1，從表1可以看出，進入排泥水處理系統的排泥水含固率大致為0.2%。

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3 工藝方案及工藝流程

3.1 工藝方案

（1）將上述各構筑物的排泥水首先送入排泥水調節池，排泥水調節池分為兩部分。一部分為初濾水排水區，初濾水將通過泵提升后送入配水井回用，另一部分為濾池反沖洗排水及沉淀池排泥水區，該部分排泥水需進行濃縮脫水，脫水后的污泥外運填埋。

（2）濃縮池采用帶斜管的高效濃縮池，斜管采用加長型大口徑斜管，水力負荷采用1.5～2.0m3/m2·h。為保證處理效果，濃縮池前設置了折板絮凝反應區，反應區停留時間約15min。藥劑擬采用來自于脫水間的PAM。濃縮池進泥含固率約為0.2%，出泥含固率約為2%。濃縮池上清液濃度低于70mg/l。

（3）用于凈水廠污泥脫水的機械主要包括離心脫水機、帶式壓濾機和板框壓濾機，且都能保證良好的脫水效果。經綜合比較，與其它類型的脫水機相比，離心脫水機具有占地小、環境條件好、土建投資省、運行管理簡單方便，自動化程度高等優點。本工程選用離心脫水機。離心脫水機的進泥含固率約為2%，出泥含固率≥35%。

（4）脫水后的污泥與當地的渣土運輸公司協商后外運。

3.2 工藝流程

根據上述工藝方案確定的工藝流程框圖詳圖1。

4 構筑物設計

4.1 排泥水調節池

排泥水調節池尺寸為 44.0×20.0×5.35m，鋼筋砼結構。內分為2個區，分別為初濾水回用水池和排泥水混合調節池。

其中初濾水回用水池容積約650m3，可滿足1.1倍的疊加的初濾水排水量。一期設回用水泵2臺，1用1備，二期增加1臺，Q=65m3/h，H=15m，N=5.5kW。2%，出泥含固率≥35%。PAM的投加量按3～5kg/tDS考慮，稀釋濃度按0.3%設計，投加濃度按0.1%設計。脫水后的污泥通過卡車外運。一期工程各設備的運行時間按16hr設計。

主要設備包括：脫水機供料泵一期2臺，1用 1備，二期 2用，Q=5～30m3/h，P=0.2MPa，N=4KW；污泥切割機一期2臺，1用1備，二期2用，Q=19m3/h，N=2.2KW；離心脫水機一期 2臺，1用 1備，二期 2用，N=22+4kW，Q=19m3/h，固體負荷37.5kg/h；絮凝劑制備裝置1套，3～5kg/h，N=4KW；脫水系統加藥泵3臺，2用1備，二期3用，其中1臺用于高效濃縮池的絮凝劑投加，Q=150～1500L/h，P=0.2MPa，N=1.5KW；絮凝劑稀釋裝置2套，一期1用1備，二期2用，Q=2500L/h；螺旋輸送機1套，L=9.0m，N=2.2kw，螺旋直徑 260mm；單梁懸掛式起重機 1 臺，G=5T，L=7m，H=9m，N=2×0.4kW+8.3kW。

排泥水混合調節池容積約1600 m3，可滿足1.1倍的疊加的混和排泥水量。一期設污水提升泵2臺，1用1備，二期增加1臺，Q=145m3/h，H=10m，N=7.5kW。

4.2 高效濃縮池

高效濃縮池尺寸為15.1×（13.6～24.6）×（5.2～6.8）m，鋼筋砼結構，共分2格。分為折板絮凝反應區和高效濃縮區。其中折板絮凝反應區的混合時間為60S，反應時間15min，絮凝采用機械混合折板絮凝，折板分為相對折板、平行折板和平行直板3段，穿孔管排泥，排泥坑內設2臺潛污泵排泥，1用1備，Q=40m3/h，H=9m，N=4.0kW。高效濃縮池水力負荷采用1.7m3/m2.h，采用蜂窩斜管Ф80，斜長1200，α=60°，內設中心傳動濃縮刮泥機2臺。底部污泥送入濃縮池排泥泵房，上清液排入廠外。

4.3 濃縮池排泥泵房

濃縮池排泥泵房緊臨高效濃縮池，尺寸為10.8×5.4×5.6m，框架結構。內設3臺排泥凸輪泵，一期1用1備，二期增加1臺，Q=12m3/h，H=10m，N=2.2kW。

4.4 貯泥池

貯泥池設在脫水間前，按停留時間2hr考慮。貯泥池尺寸為6.2×3.0×3.0m，鋼筋砼結構，分2格。內設雙曲面攪拌器2臺，N=1.5KW 葉輪直徑1000mm，r=30～80r/min。

4.5 污泥脫水間

污泥脫水間尺寸為28.0×10.0×10.2，框架結構。主要包括脫水間、配電間和泥棚。內設脫水機供料泵、離心脫水機、無軸螺旋輸送機、污泥加藥裝置、配電裝置、污泥泥棚等。進泥污泥按一期6.3tDS設計，進泥含固率為

圖1 排泥水處理工藝流程框圖

結語

（1）污泥量的計算方法較多，日本、英國、德國各有不同的計算公式，但大同小異。本工程采用英國公式進行計算，在實際運行中還需做好污泥量的實測工作，特別是SS與濁度的對應關系。由于所選的設備都留有一定的余地，當干污泥量增加時，可以通過提高沉淀池的濃度，減少排泥次數，提高濃縮池的排泥濃度，延長脫水機的運行時間來進行調節。

（2）加強高效濃縮池上清液和脫水機上清液的監測，設計中考慮高效濃縮池上清液能達到排放標準，脫水機上清液則不能達到，若脫水機上清液經長期監測能達到排放標準，也可考慮直接排放。

（3）本工程考慮將濾池初濾水回用，將沉淀池排泥水、濾池反沖洗水及其它排泥水進行處理達標后排放，不僅節約了工程投資，保證了水資源的重復利用，降低了自用水率，而且還可以提高濃縮池的進泥濃度，降低處理難度，從而保證了脫水系統的順利運行。

[1]何純提.凈水廠排泥水處理.中國建筑工業出版社，2006，9：55.