談污水處理廠污泥系統(tǒng)設(shè)計特點
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摘要：文章先分析了污泥處理現(xiàn)狀，隨后以具體某一污水處理廠為例，系統(tǒng)介紹了污水處理廠現(xiàn)狀以及污泥系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計原則，最后介紹了污水處理廠內(nèi)污泥系統(tǒng)的具體設(shè)計流程，包括基礎(chǔ)設(shè)計條件、準(zhǔn)確計算污泥剩余量以及核心構(gòu)筑物設(shè)計，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥系統(tǒng)；設(shè)計特點
引言
污水處理廠是促進(jìn)城市穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)，能夠幫助進(jìn)一步降低人類生產(chǎn)活動對環(huán)境的影響。在新時展背景下，人們對于環(huán)境的關(guān)注不斷提升，而在日常生產(chǎn)生活中會形成大量污水，如果不加處理，便會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，為此需要采取有效措施，進(jìn)行科學(xué)處理，在降低環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，提升水資源利用效率，促進(jìn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
1污泥處理現(xiàn)狀
在現(xiàn)代化背景下，隨著社會進(jìn)步和科技發(fā)展，城市中的工業(yè)污水以及生活污水相關(guān)截留率也得到了明顯提升，通過不斷創(chuàng)新改善污水處理效率，進(jìn)一步提升了全世界范圍內(nèi)的污水處理速度，而對應(yīng)污泥總量也明顯擴大。我國城市化發(fā)展速度不斷加快，社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，對于生態(tài)環(huán)境破壞影響也越加明顯，人們環(huán)保意識的提升進(jìn)一步推動了環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家相繼推出綜合處理、綜合收集的發(fā)展政策，而城市中的污水處理廠發(fā)展規(guī)模也持續(xù)擴大，對于污水處理水平以及覆蓋范圍不斷，處理水平不斷提升，已經(jīng)獲得了突出的污水治理效果。但在污水處理中，其中的伴生產(chǎn)品污泥逐漸變成一項亟待解決的問題，需要進(jìn)一步發(fā)展污泥處理技術(shù)。而污水處理廠中的污泥處理系統(tǒng)普遍存在各種缺陷和設(shè)施不足等問題?；谠摲N條件下，如果直接將污泥排放到自然環(huán)境當(dāng)中不可避免會造成嚴(yán)重的二次污染問題。但因為污泥處理中需要投入較高的成本，所以我國污泥處理方面依然是以傳統(tǒng)模式下的衛(wèi)生填埋方式為基礎(chǔ)手段。該種處理方式進(jìn)一步加大了環(huán)境壓力。環(huán)境保護(hù)和城市化建設(shè)的協(xié)同發(fā)展是當(dāng)下促進(jìn)社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)保障，水環(huán)境治理同時也是環(huán)境治理的重點內(nèi)容。隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，污水處理廠加大了污水處理力度，同時污泥產(chǎn)量也相繼提升。當(dāng)下，國際中對于污泥處理普遍采取的方法是以減少填埋作為基礎(chǔ)指導(dǎo)，采取先進(jìn)科技手段盡快把各種污泥廢棄物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成可再生資源，從而促進(jìn)末端產(chǎn)物能夠順利實現(xiàn)有效的回收利用。污泥處理相關(guān)方案具體包括土地處理、農(nóng)肥利用、焚燒和干燥、污泥消化等方式，借助污泥厭氧消化手段，對污水處理廠中的污泥進(jìn)行有效處理是促進(jìn)資源重復(fù)利用的合理手段之一，在處理過程中無需消耗過多能源，同時還會形成剩余能量[1]。
2污水廠現(xiàn)狀分析
某一污水處理廠主要位于該城市的西南方向，該片區(qū)域內(nèi)擁有一條400米寬，600米長的自然沖溝，地下水位處于地下約1米左右位置。污水廠相關(guān)設(shè)計規(guī)模是每天處理四萬立方米的污水，遠(yuǎn)期目標(biāo)是每天處理八萬立方米的污水，屬于一個二級規(guī)模的污水處理廠，其中廠內(nèi)的污水主要是以生活污水為主，其中BOD5/COD的比值為0.5，污水經(jīng)過處理后，相關(guān)出水質(zhì)量需要滿足我國《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。
3污泥系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計原則
污水處理廠整體運行生產(chǎn)質(zhì)量，通常會受到污泥系統(tǒng)運行質(zhì)量的影響，為此需要針對污泥系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計，保障污泥系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，在具體設(shè)計工作中應(yīng)該認(rèn)真遵守以下基礎(chǔ)原則：即方便系統(tǒng)運行管理，有效簡化污泥系統(tǒng)處理過程。想要污泥系統(tǒng)滿足上述運行原則，應(yīng)該對污水處理廠中的處理工藝進(jìn)行合理選擇，重視剩余污泥整體穩(wěn)定性，關(guān)注剩余污泥具體產(chǎn)量多少。通過針對污水處理工藝實時對比分析后，選擇最佳處理方案。最終確定卡魯塞爾氧化溝處理方案，通過該種工藝進(jìn)行處理，能夠形成相對簡單的污泥系統(tǒng)，因為氧化溝是延時曝氣法的一種，所形成的污泥具有相對較長的泥齡，而氧化溝內(nèi)的污泥已經(jīng)完成了好氧穩(wěn)定，不需要再次針對污泥實施消化設(shè)施，針對剩余污泥中只需進(jìn)行濃縮脫水處理便能夠順利外運[2]。
4污水處理廠內(nèi)污泥系統(tǒng)設(shè)計分析
4.1關(guān)鍵設(shè)計條件
對于污水處理廠內(nèi)的污泥通常是率先經(jīng)過濃縮機實施有效處理，隨后適當(dāng)添加化學(xué)調(diào)理藥劑，針對污泥實施調(diào)理改性，將處理后的污泥泵送到壓濾機中實施脫水處理。污水處理廠內(nèi)污泥系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計條件主要包括進(jìn)水水質(zhì)設(shè)計以及出水水質(zhì)設(shè)計，其中進(jìn)水水質(zhì)的設(shè)計要求如下，其中CODCR的要求是每升400毫克，BOD5的要求是每升200毫克，SS的要求是每升250毫克，TN的要求是每升35毫克，TP的要求是每升5毫克，至于水溫方面的要求是冬季大于10度，而夏季小于25度。具體水質(zhì)設(shè)計要求如下BOD5要求是每升20毫克，TP要求是每升1毫克，TM要求是每升15毫克，CODcr要求是每升60毫克，SS要求是每升20毫克。在污泥系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該充分滿足上述要求。
4.2準(zhǔn)確計算污泥剩余量
因為污水處理廠中的各種處理工序較為復(fù)雜繁瑣，處理流程相對較長，因此為了避免出現(xiàn)堵塞或流程中斷等問題，促進(jìn)整個處理流程實現(xiàn)高效、順利發(fā)展，則應(yīng)該兼顧污水處理整體效果和局部處理效率，對各個處理環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，關(guān)注各個環(huán)節(jié)處理效率和處理能力，了解各個水池水箱的緩沖能力和容量，確保整個系統(tǒng)維持協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，彼此進(jìn)行有效配合。促進(jìn)整個處理系統(tǒng)實現(xiàn)一體化控制目標(biāo)，全面采集各個流程內(nèi)各個環(huán)節(jié)運行參數(shù)信息，合理進(jìn)行設(shè)備選型設(shè)計。在污泥系統(tǒng)設(shè)計中，計劃氧化溝內(nèi)固體揮發(fā)濃度是每升4克，而具體泥齡是二十天，則所形成的揮發(fā)性污泥增加容量是每天2323千克。已知終沉池內(nèi)的污泥回流濃度是每升4克，而近期污水處理廠平均每天所生產(chǎn)的污泥含水率是99.2%，平均每天的剩余污泥總量是830立方米，至于污泥干重則是每天6640千克。
4.3核心構(gòu)筑物設(shè)計
污水處理廠中的污泥系統(tǒng)具體工藝流程如下，終沉池內(nèi)將污泥排出，運送至污泥泵房內(nèi)，隨后回流污泥泵會將污泥傳送到氧化溝，剩余污泥泵會將污泥傳送到儲泥池當(dāng)中，通過濃縮脫水機機械進(jìn)行處理后，形成泥餅外運。污泥泵房設(shè)計中，需要在污泥泵房中設(shè)置兩組污泥泵，其中一組污泥泵是回流污泥泵，而另外的則是專門運輸剩余污泥泵。調(diào)理池中，會添加調(diào)理藥劑，對泥漿進(jìn)行有效處理，同時促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部水分的全面釋放，促進(jìn)污泥顆粒集聚，改變泥漿整體脫水性能以及持水性能。經(jīng)過改性后所得到的污泥基于柱塞泵高壓作用下被進(jìn)一步送入彈性板框式壓濾機中實施壓濾處理，最終能夠得到含水率為60%左右的泥餅。在污泥系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該聯(lián)系污泥狀態(tài)合理選擇添加的藥劑含量，為了進(jìn)一步簡化系統(tǒng)操作流程，可以設(shè)計為自動化控制模式。彈性板壓濾機包括翻板排液系統(tǒng)、拉板機構(gòu)、濾布、彈性板框、液壓系統(tǒng)以及機架等部分構(gòu)成。處于液壓系統(tǒng)相關(guān)壓力作用下，會針對腔室內(nèi)泥漿實施有效的壓濾處理，促進(jìn)實現(xiàn)固液分離。在污泥泵房設(shè)計中，應(yīng)該充分考慮污水處理廠中的未來流量變化，合理設(shè)計建筑大小，同時根據(jù)污水處理廠中的近期污泥流量，合理進(jìn)行設(shè)備選型。因為污泥回流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出剩余污泥量，所以根據(jù)單合回流污泥泵遠(yuǎn)期在7到8分鐘的具體流量分析，設(shè)計相關(guān)容積是158立方米?；亓魑勰啾迷谧罡呋亓髁侩A段，將近100%的條件下，選擇三個大型潛污泵，兩個正式應(yīng)用，其中一臺作為備用設(shè)備，為了促進(jìn)回流污泥量實現(xiàn)自動化控制目標(biāo)，可以針對其中回流污泥泵額外設(shè)置變頻調(diào)速裝置進(jìn)行自動化控制。在針對剩余污泥泵進(jìn)行設(shè)計選型中，應(yīng)該考慮濃縮脫水機裝置的實際運行狀況以及相關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)。此次項目中根據(jù)污水處理廠中的近期流量，選擇兩個潛污泵，一個作為正式應(yīng)用，一個作為備用。儲泥池設(shè)計中，為了促進(jìn)污泥脫水機能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、有序運行，可以在污泥脫水機前額外設(shè)置儲泥池，該儲泥池的具體容積按照最近1到2個小時中的污泥剩余量進(jìn)行綜合考慮，具體容積是58立方米。在設(shè)計污泥脫水間的過程中，根據(jù)遠(yuǎn)期流量變化進(jìn)行綜合考慮，合理設(shè)計建筑大小，建筑面積總和是610平方米。內(nèi)部設(shè)置有出泥間、脫水機裝置室、配電控制室、加藥室以及螺桿泵室。根據(jù)近期污水處理廠中的具體流量對脫水機械設(shè)備進(jìn)行合理選型。污泥脫水可以選擇MPD-1600型的濃縮轉(zhuǎn)鼓脫水機，一共選擇兩臺裝置，其中一個應(yīng)用于正式生產(chǎn)，另外一個當(dāng)成備用。設(shè)備相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：設(shè)備整體處理能力如下每小時60到70立方米，濾帶寬度為1.6米，在進(jìn)行脫水后，所得濾餅的固化率在20%到25%之間，結(jié)合污水處理廠的遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃考慮，額外增設(shè)一個脫水機，其中一個當(dāng)成備用，而另外兩個應(yīng)用到正式生產(chǎn)當(dāng)中。
污泥系統(tǒng)中的絮凝藥添加設(shè)備應(yīng)該按照脫水機具體型號選擇相應(yīng)配套裝置，考慮到整體投資經(jīng)濟性以及設(shè)備運行穩(wěn)定性，可以單獨選擇一套加藥設(shè)備，遠(yuǎn)期可以考慮選擇設(shè)置兩套加藥裝置。污泥螺桿泵相關(guān)設(shè)備參數(shù)和脫水機具體處理能力之間互相配套。在近期發(fā)展中可以選擇兩個螺桿泵，其中一個當(dāng)成備用，一個正式應(yīng)用生產(chǎn)，結(jié)合遠(yuǎn)期發(fā)展考慮，可以額外增加，一個作為備用，兩個應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。在污泥系統(tǒng)設(shè)計中，針對脫水處理后所形成的泥餅可以借助無軸螺旋傳送裝置運輸?shù)匠瞿嚅g。相關(guān)出泥間具體建筑面積是145平方米，內(nèi)部設(shè)置通風(fēng)、上下水以及采暖裝置。污泥脫水間中相關(guān)工藝裝置全部選擇自動化控制措施，同時污泥泵房中的水泵也采取自動化運行控制，可以從中體現(xiàn)出來。污泥系統(tǒng)中的自動化控制裝置可以設(shè)置于污泥脫水間中的配電控制室內(nèi)，相關(guān)配電控制室整體建筑面積在25平方米左右。污泥系統(tǒng)相關(guān)高程設(shè)計中，具體特征如下，終沉池內(nèi)的排泥工作可以選擇水力排泥方式進(jìn)行處理，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范條件，在初沉池的條件下，對應(yīng)靜水頭應(yīng)該在1.2米以上。通過參觀各種污水處理廠能夠發(fā)現(xiàn)，為了后期發(fā)展中進(jìn)一步降低構(gòu)筑物埋深，通常會把靜水頭對應(yīng)數(shù)值設(shè)置為1.5米。在實際運行后可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會出現(xiàn)排泥受阻問題，無法順暢將污泥排出。此次在污泥系統(tǒng)設(shè)計過程中，對以往工作經(jīng)驗進(jìn)行認(rèn)真分析，吸收工作教訓(xùn)，于污水處理廠的污泥系統(tǒng)整體平面豎向設(shè)計過程中，可以分別在一低一高兩種廠坪中合理設(shè)置污泥系統(tǒng)以及水系統(tǒng)。此外對于終沉池中的水力排泥靜水頭可以選擇3米，促進(jìn)排泥工作的順利實施。污泥系統(tǒng)自動化控制中的設(shè)計特征如下，通過對各個污水處理廠進(jìn)行全面參觀、研究分析，能夠發(fā)現(xiàn)污泥系統(tǒng)在實際運行中，不可避免會受到各種人為因素的影響和干擾，而該種方法所導(dǎo)致的最終后果便是設(shè)備運行不穩(wěn)，容易出現(xiàn)各種波動。同時污泥系統(tǒng)處理后所形成的泥餅含水率也呈現(xiàn)出較大的變化，忽高忽低，直接影響了污水處理廠中的污泥系統(tǒng)處理效果，降低整體出水質(zhì)量。在此次的污泥系統(tǒng)設(shè)計中，為了有效預(yù)防上述問題發(fā)生，需要結(jié)合污泥系統(tǒng)實際運行規(guī)律，合理設(shè)計全過程自動化控制。可以于污水處理廠中的污泥泵房內(nèi)額外增設(shè)液位計以及污泥濃度的測試裝置，可以將污泥電池流量計合理設(shè)置在污泥回流管道當(dāng)中，同時將液位計額外設(shè)置于儲泥池內(nèi)，于污泥脫水機裝置前，可以額外設(shè)置電磁流量計。污泥系統(tǒng)整體運行操作在實施自動化控制中，可以聯(lián)系污泥泵房內(nèi)污泥剩余濃度數(shù)值以及污泥液位變化調(diào)整其他運行參數(shù)，借助相關(guān)數(shù)據(jù)參考，可以合理確定脫水機運行時間以及開啟時間，確定絮凝劑的添加容量，進(jìn)行科學(xué)控制。污水處理廠內(nèi)相關(guān)污泥系統(tǒng)的運行管理和設(shè)計質(zhì)量會對污水處理廠中的出水水質(zhì)產(chǎn)生直接影響，為此需要污水處理廠中的設(shè)計人員以及高層管理者應(yīng)該提高重視，為了促進(jìn)污泥系統(tǒng)實現(xiàn)簡化操作，減少各種人為因素影響和干擾，可以選擇自動化控制以及全程監(jiān)控方式進(jìn)行科學(xué)管理。
5結(jié)語
綜上所述，在污水處理廠中的污泥系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該充分考慮城市中的污水處理廠現(xiàn)狀，及時發(fā)現(xiàn)污水處理中的問題和缺陷，聯(lián)系污水處理廠實際運行要求以及污水處理階段特征和整體工作流程，形成有效的污水處理方案就，為污泥系統(tǒng)設(shè)計提供有效數(shù)據(jù)參考，促進(jìn)污泥系統(tǒng)不斷優(yōu)化，滿足污水處理廠預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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作者：秦偉 單位：山西省太原市太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院