自來水廠生產廢水處理試運行中遇到的問題和解決方案

徐立群，黃志金

(1.上海浦東威立雅自來水有限公司，上海 200127;2.上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 200232)

2010年12月，青草沙水庫水源開始替代黃浦江上游水源為上海大部分供水廠供水，為上海飲用水安全提供了有力的保障，也極大地改善了居民飲用水水質［1，2］。與此同時，供水企業生產廢水排放要求也日益嚴格，按照上海市《廢水綜合排放標準》(DB 31/199—2009)［3］的二級標準，排放水 SS≤70mg/L，BOD5≤30mg/L，CODCr≤100mg/L。因此，生產廢水處理系統也逐漸成為各供水企業生產的一個重要環節。

1 水廠基本情況

水廠采用常規處理方法，原水主要經過沉淀和過濾兩個處理步驟，在沉淀之前投加堿鋁和次氯酸鈉，在沉淀過程中投加聚丙烯酰胺和循環污泥，在過濾之前再投加少量堿鋁。其中產生的需處理的廢水主要有:沉淀池排泥水、反沖洗廢水、廠用水。下頁圖1為水廠制水工藝。

下頁圖2為生產廢水處理工藝流程圖，流程如下:沉淀池廢水進入濃縮池進行濃縮，濃縮池泥水進入平衡池后，再進入脫水機房進行脫水;濾池反沖洗廢水進入預濃縮進行濃縮，泥水排入排泥水調節池與沉淀池廢水一起進行處理;預濃縮池的上清液再次進入絮凝

圖1 水廠制水工藝

沉淀池回用，濃縮池的上清液達標后排放。脫水后的污泥外運處置，在處理過程中，投加一定量的化學藥劑聚丙烯酰胺，脫水機濾出液進入排泥水調節。

圖2 水廠生產廢水處理工藝流程

2 生產廢水處理過程中遇到的主要問題

通過一段時間的運行，在對生產廢水進行濃縮和泥水分離的處理過程中經常遇到如下一些問題:

a.排泥水調節池接收高密度沉淀池排泥水、預濃縮池出水及脫水機房濾清液，泥水含固量約0.2% ～0.4%。泥水檢出大量藻類，污泥不易沉降。

b.上清液出水水質不穩定，水質較好時可以達到一級排放要求，但水質不好時，懸浮物濃度很高。每次沖洗或排空濃縮池后，運行4～5d開始出現翻泥現象，排泥水含固率僅約1.0%。

c.污泥脫水機藥劑投加量較高，達到6kg/t干泥。

3 解決方案

3.1 排泥水燒杯試驗

為了對排泥水的加藥量和處理后污泥的性質進行研究，開展了燒杯試驗，探索最佳的污泥處理方法。

對進入濃縮池的排泥水(污泥濃度0.5%)進行燒杯試驗，先快速(200rpm)混凝2min，慢速(100rpm)混凝20min，沉淀時間10min。試驗結果如圖3所示。

圖3 投加PAC處理效果

可以看出，排泥水中單純加入PAC，初始沉淀效果不明顯，污泥沉降比均在80% ～88%。將排泥的污泥濃度由0.5%調整到0.2%，同樣進行上述試驗結果如圖4所示。

圖4 投加不同藥劑處理效果

由圖4～圖6可以看出，排泥水稀釋后加入PAC和PAM，初始沉淀效果明顯改善。

圖5 投加不同藥劑處理效果

圖6 投加PAM處理效果

圖6可以看出，PAM投加可改善污泥初始沉淀效果及上清液濁度，污泥水經與濃縮池上清液稀釋后沉降效果較佳，上清液濁度較好。從實際工況來看，可以用反沖洗廢水稀釋排泥水后加PAM進行污泥濃縮。

3.2 排泥水沉降試驗

為了進一步確認水廠排泥水特性，進行了排泥水沉降試驗。

將排泥水稀釋后，投加 PAM(0，0.5，1，2，4，6mg/l)攪拌，沉淀后觀察。從觀察結果可看出:投加PAM后泥水界面清晰，泥水分離情況良好，PAM投加有助于污泥初始沉降，投加量2ppm效果最佳;但經過長時間沉降后未投加PAM的污泥反而略好于投加PAM的污泥，最佳沉淀時間為30min。

針對排泥水和稀釋后的排泥水進一步進行沉降試驗，可以看出低濃度的排泥水較高濃度的排泥水初始沉降速度快。PAM的投加有助于改善初始沉降速度，但經過長時間濃縮后的結果與未投加PAM的效果相仿。經過長時間(7h以后)濃縮后，濃縮污泥濃度只能達到1.3%左右，濃縮污泥壓實度不佳。

3.3 PAM對污泥濃縮的影響試驗

為了確認PAM對污泥濃縮的影響，進行了不同型號的PAM以及不同投加量的燒杯試驗，試驗結果見下頁表。

可以看出，對于此種含有離心機分離液的污泥，濁度和調節池相近時，陰離子產品A2和陽離子產品A1在不同投加量的情況下，效果的變化差距不大，陽離子A1的效果略好于A2。投加量對沉降效果的影響要遠遠大于對絮凝劑種類的影響。

污泥濃度0.3%(含有離心機分離液的污泥)現場使用的A2和A1在不同投加量時使用的效果比較表

不同型號的PAM對污泥沉淀效果影響不大，水廠使用的A2是較好的一款產品。適當提高投加量會帶來更好的絮凝效果，產生更大的絮團和更快速的初始沉降效果?？紤]到水流沖擊可能對形成的絮團帶來的破碎作用，試驗中加入了持續時間為30s條件下200rpm的破碎試驗，說明高投加量下形成的絮團耐破碎性能更好。

3.4 水廠污泥系統生產性試驗

運行情況1:根據現場實際情況，將預濃縮池排泥水連續排入調節池以稀釋排泥水濃度，并混入離心脫水機分離液運行一個調節池和一個濃縮池，使濃縮池連續運行，投加PAM1ppm，采用每2h排泥20min，以保證提高污泥濃度。運行結果表明:運行初期濃縮池上清液濁度較低，泥水分離較好，但濃縮污泥濃度較低，為1%～1.3%。運行約一周后，濃縮池集水槽出現翻泥現象。

運行情況2:提高PAM投加量至1.5ppm。為了避免閥門井溢流，減少一半預濃縮池排泥水量進入調節池。運行結果表明:濃縮池上清液水質不穩定，仍然不間斷地出現翻泥現象，但濃縮污泥濃度較低。

運行情況3:運行一個調節池和兩組濃縮池，降低濃縮池負荷，繼續投加PAM 1.5ppm，采用每4h排泥15min。運行結果表明:運行初期兩組濃縮池上清液濁度較低，2號濃縮污泥濃度較好，大于2%，1號濃縮池污泥濃度較低，約1.3%，PAM并不有助于污泥壓實。

運行情況4:停止兩組濃縮池PAM投加，維持每4h排泥15min，濃縮池上清液SS儀可以用于監測，但上清液不連續會干擾讀數。運行結果表明:1號、2號濃縮池污泥濃度接近，但都有下降趨勢，約1.7%。約一周后仍發現有2號濃縮池翻泥現象。并且注意到原水濁度有較大變化，濃縮池污泥泥位均較高。

4 結論和建議

根據水廠廢水處理系統運行試驗結果，有以下結論和建議:

a.與黃浦江水源相比，青草沙水源的排泥水不容易沉降，低濃度的排泥水有利于污泥處理系統運行。

b.濃縮池的運行好壞是關鍵，對于濃縮池的上部，要確保上清液水質良好(低濁度)，泥水分離是最主要的因素。

c.有足夠的沉降時間，可以使得泥水較好地分離。PAM的投加也可以提高分離速度，但在運行幾個小時之后，上清液水質就沒有明顯差別。因此在目前工況下，并不一定需要投加PAM來保證上清液水質。

d.確保濃縮污泥濃度高最重要的因素是污泥壓實度，但可能由于藻類、過高的pH值以及混凝劑等因素產生正電荷使得水廠的污泥非常不容易壓實。同樣實驗室數據表明投加PAM無法提高污泥的密實度。

e.濃縮池的底部污泥排放應該是多頻次、少量排泥，這樣更有利于保持上清液的水質，同時有利于離心機的運行。

［1］王銘瑋，張宏偉，王曉鵬，等.青草沙水域水質變化特征及對上海供水安全的影響［J］.中國給水排水，2011，27(13):55-59.

［2］樂馳，莊惠生.青草沙水源地水質狀況研究［J］.廣州化工，2012，40(13):135-138.

［3］DB 31/199—2009廢水綜合排放標準［S］.