一种自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法技术

本发明专利技术公开了一种自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，用于对自来水厂排泥水、污泥浓缩进行处理，其特征在于，包括以下操作步骤：S1：通过对污泥性质的分析及静止沉淀试验，得出沉淀的条件；S2：通过对药剂的试验，确定最合适的药剂种类及投加量；S3：采用高效沉淀浓缩池，并将高效沉淀浓缩池和斜板沉淀相结合，提高了底部浓缩区内的污泥含固量，直接进入脱水工序，以提高浓缩效率；S4：通过浮动式泥水分离装置，从而减少进入后续设备的污泥水量。通过上述方式，通过对处理工艺和技术装备的研究，优化后的工艺及装备与传统排泥水处理工艺相比，减少自来水厂占地，降低工程投资，节省能耗，实现水资源回收及节约利用。实现水资源回收及节约利用。

【技术实现步骤摘要】
一种自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法


[0001]本专利技术涉及自来水厂排泥水污泥处理工艺，属于环保水处理领域，特别是涉及一种自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法。

技术介绍

[0002]水资源作为人类的一种重要的、不可替代的资源，是人类生存和发展过程中不可缺少的，我们在对城镇自来水厂排泥水处理和污泥处置的研究中，我们发现如下问题，（一）城镇自来水厂排泥水处理现状城镇自来水厂水源大部分取自江河、湖泊等有表水体，自来水厂产生的排泥水主要来自沉淀池的排泥水和过滤池的反冲洗水，排泥水中的污泥由原水中的泥砂、腐殖质、藻类等悬浮杂质和水厂投加的混凝剂、助凝剂等两部分组成，前者占主要比例。国内大多数城镇自来水厂均未对自来水厂的排泥水进行处理，直接排入附近自然水体，对环境造成了一定的污染，随着环境的恶化，自来水厂的排泥水造成的危害也越发严重，另外自来水厂的排泥水一般占水厂总净水量的4%～7%，直接排放也造成了水资源的浪费和能耗的增加。
[0003]国外城镇自来水厂污泥处理始于20世纪60年代，仅有几十年的发展历史。日本于1975年6月颁布了《水质污浊防治法》，规定设有沉淀池和滤池的自来水厂，其排水必须经处理至符合水质排放标准才能排出，从法律上规定了自来水厂必须进行排泥水处理。1978年末，日本有关部门对世界各国已设置污水和污泥处理系统的363个自来水厂中污泥的脱水方法进行了调查，调查结果如表所示。
[0004]净水厂污泥脱水方法调查表从上表可以看出，美国、日本和欧洲等国的较大规模自来水厂，一般均配置有较完善的、自动化程度高的排泥水处理和污泥处置设施，而离心机脱水、加压过滤脱水等机械脱水方法更是得到了普遍应用。欧洲许多国家的自来水厂经过浓缩和脱水处理的污泥量，占
全部自来水厂污泥量的70%；日本自来水厂经过浓缩和脱水处理的污泥量，占全部自来水厂污泥量的80%以上。
[0005]我国的城镇自来水厂排泥水处理和污泥处置工作于20世纪80年代被正式提到议事日程。1988年，谢志平综合美国、日本、苏联、英国、法国等国家的资料，编写了《给水厂的污水和污泥处理》。该书对净水厂污水和污泥的种类、数量和组成成分、污水和污泥的处理方法、各种构筑物的结构、设计与管理、污泥中絮凝剂的回收和脱水泥饼的最终处置与利用等进行了较为系统的阐述，对于刚起步的我国净水厂生产废水处理事业有较高的参考价值。
[0006]1996年～1998年，研究人员对上海市闵行水厂一车间内排泥水进行了一系列现场的排泥水浓缩和脱水处理等试验研究工作，取得了较好的成果。然而，随着经济的发展和国家对环境保护日益重视，国内部分水厂开始建设污泥处理项目，进入21世纪以后，石家庄市润石水厂、北京市第九水厂、上海市闵行水厂、深圳梅林水厂、广州市西洲水厂、天津市新开水厂、大庆中引水厂、深圳朱坳水厂等水厂陆续建成污泥处理工程并投入运行，但建成污泥水处理装置的水厂在全国水厂的占比仍非常低。《室外给水设计规范》（GB50013－2006）增加了净水厂排泥水处理内容，对净水厂排泥水处理的工艺流程，污泥调节、浓缩、脱水以及泥饼处置和利用等进行明确规定，并且规定净水厂排泥水处理后排入河道、沟渠等天然水体的水质应符合现行国家标准《污水综合排放标准》。
[0007]目前有关城镇自来水厂污泥处理工程国内尚无其它明确的规范和设计标准，而今后我国将在城镇自来水厂陆续建设污泥处理设施，为此研究城镇自来水厂排泥水高效处理与水资源节约关键技术及装备非常必要。
[0008]（二）排泥水处理技术主要存在的问题（1）工艺不成熟目前已建成的自来水厂排泥水处理设施，对自来水厂排泥水的产生途径和物理化学性质研究不够，很大程度上是沿用市政行业污水和污泥处理方法进行设计和应用，没能结合自来水厂的自身特点合理考虑工艺。
[0009]2）占地面积大目前已建成的自来水厂排泥水处理设施，如太原市呼延水厂，处理水量40万m3/d，占地面积3400m2；凌庄水厂，处理水量75万m3/d，占地面积9600m2；广东某水厂，处理水量50万m3/d，占地面积4000m2。以单位产水量计，占地面积为80
‑
128m2/万m3。对于已建的处于城镇内的自来水厂，原设计时大都未预留污泥水处理的场地，如果新建污泥水处理设施，场地往往无法满足要求。
[0010]（3）运行成本高，运行不能实现全自动控制由于常规工艺未充分考虑污泥水的减量和回收，导致系统设置及配置均比较庞大，相应的运行耗能及药剂添加量较大。在污泥脱水系统设计时，不能实现自动控制，运行时操作人员必须全程监护，工作人员劳动强度大。
[0011]（三）项目研究的目的及意义（1）节约水资源的需要我国是一个水资源总量十分丰富的国家，2014年全国水资源总量为 27266.9亿 m3，居世界第 6 位。然而，我国人均占有量约为 2200 m3，仅为世界平均水平的1/4，是世界
13个贫水国家之一。
[0012]根据自来水厂生产工艺，自来水厂污泥主要来源于生产排水和生产排泥。生产排水来自滤池反冲洗排水，生产排泥由反应沉淀池排泥产生。滤池反冲洗排泥水量较大(约占产水量的3.5%
‑
5%)，泥的含水率较高(99.9%左右)，如果将其集中于排水池静置后大部分可以回流且沉泥较少；沉淀池排泥水约占产水量的1.5%
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2%，含水率相对较低(99.7%左右)。合计排泥水一般占水厂总净水量的4%～7%，直接排放的方式造成了水资源的浪费和能耗的增加。
[0013]（2）环境保护的需要虽然污泥处理已有上百年的发展历史，但自来水厂污泥处理则只有几十年的发展历史。究其原因，主要是自来水厂污泥与传统意义上的“污泥”有本质区别，自来水厂污泥主要来自水厂的沉淀池排泥和滤池反冲洗废水，其成分主要取决于水厂水源水质和投加的药剂。以江、河为水源的水厂，由于源水中泥砂含量很大，其污泥以泥砂为主；以湖水为水源的水厂，源水水质较好，泥沙含量低，污泥中主要成份为：浮游生物、絮凝剂的物质、有机物、金属氢氧化物（如少量的铁锰化合物）和处理时所投加的物质。大量未经处理的排泥水直接排放，会对环境造成以下危害：（1）自来水厂排泥水中大量的泥沙、悬浮物进入水体后，会造成泥沙淤积，改变水体原有的水力条件。
[0014]（2）自来水厂排泥水含有的大量悬浮物、有机物等污染物会造成排放水体的污染。据估计，上海市全部自来水厂每年产生的干污泥量高达13.3万t以上，有机物1.3万t以上，对环境的冲击显而易见。
[0015]（3）目前大多数自来厂均采用铝盐作为混凝剂，大量的铝污泥排入水体，将会对水生生物和底栖生物构成危害，从而破坏水体的生态平衡。
[0016]随着经济的发展和国家对环境保护日益重视，自来水厂污泥不处理直接排放的方式越来越多地受到了政府、行业及人民百姓的重视，尤其是一些将污泥水直接排放至城市景观水体的自来水厂，对水体污染的情况非常严重，某些自来水厂已经接收到环保部门下发的整改通知。
[0017]国家2006年颁布的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，用于对自来水厂排泥水、污泥浓缩进行处理，其特征在于，包括以下操作步骤：S1：通过对污泥性质的分析及静止沉淀试验，得出沉淀的条件；S2：通过对药剂的试验，确定最合适的药剂种类及投加量；S3：采用高效沉淀浓缩池，并将高效沉淀浓缩池和斜板沉淀相结合，提高了底部浓缩区内的污泥含固量，直接进入脱水工序，以提高浓缩效率；S4：通过浮动式泥水分离装置，从而减少进入后续设备的污泥水量。2.根据权利要求1所述的自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，其特征在于，在步骤S1中，包含有以下对污泥性质的分析及静止沉淀试验的方法，包括以下操作步骤：SS1：对污泥的沉降性能和含固率的测定步骤；SS2：污泥的性质的判定步骤；其中，步骤SS1中，对污泥的沉降性能的测定步骤采用绘制沉降曲线的方式，且通过沉降曲线得出压缩点和极限固体通量。3.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，其特征在于，步骤SS1中沉降曲线的具体操作步骤为：
①
、根据污泥静态沉降试验作沉降曲线；
②
、作等速沉降区与压缩区的两条切线，由两条切线的交角作角平分线，与沉降曲线的交点，即为压缩点；
③
、通过压缩点，作沉降曲线的切线；
④
、在纵坐标轴上截取达到排泥浓度C
u
时的污泥界面高度H
u
，，作横坐标的平行线，与通过压缩点的切线相交，该交点的横坐标值即为tu；
⑤
、如果沉降曲线没有等速沉降区，一开始就进入压缩区，则通过Hu作横坐标的平行线，与沉降曲线相交，此交点对应的横坐标即tu；
⑥
、利用图解法求得tu，然后代入公式即可求出极限固体通量G；。4.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，其特征在于，步骤SS1中含固率的测定具体操作步骤为利用污泥的含水率的计算公式和污泥的含固率的计算公式进行判定，污泥的含水率的计算公式为：，其中，A：计算污泥的含水率，B：计算污泥的含固率；污泥的含固率的计算公式为：，其中：Pw：污泥含水率（％）；P：污泥含固率％；W：污泥中水分重量（g）；S：污泥中总固体重量（g）。5.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，其特征在于，步骤SS2中污泥的性质的判定步骤包含有：
①
、对污泥含固率的测定步骤；
②
、对污泥脱水性的测定步骤；
③
、对污泥矾花性质的测定步骤；
④
、利用颗粒大小分布对污泥脱水性质的影响分析步骤；
⑤
、利用矾花的密度对污泥脱水性质的影响分析步骤；
⑥
、利用压缩性、压缩系数对脱水速率的影响和抗剪强度的测定分析步骤。6.根据权利要求5所述的自来水厂排泥水污泥脱水工艺自控处理方法，其特征在于，步骤

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志刚，贾建青，陈玲，邓雷，郑莉，翟作卫，谢世钊，郭可莹，刘晖，魏琳，
申请(专利权)人：河南中夏环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：