自來水廠排泥水處理污泥量的確定方法
摘要：實施自來(lai)水(shui)廠排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)處理，首先需要確(que)定自來(lai)水(shui)廠的(de)污(wu)泥(ni)量(liang)，就此將(jiang)污(wu)泥(ni)量(liang)分(fen)為(wei)排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)量(liang)和干污(wu)泥(ni)量(liang)。排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)量(liang)可根據沉淀(dian)池(chi)排(pai)(pai)泥(ni)運行方(fang)式(shi)和濾池(chi)反沖洗運行方(fang)式(shi)來(lai)確(que)定。對(dui)于(yu)干污(wu)泥(ni)量(liang)的(de)確(que)定介(jie)紹了(le) 計(ji)算 法(fa)(fa)和物料平(ping)衡 分(fen)析 法(fa)(fa)，物料平(ping)衡分(fen)析法(fa)(fa)可作為(wei)計(ji)算法(fa)(fa)的(de)補充(chong)，對(dui)計(ji)算法(fa)(fa)的(de)結果進行校(xiao)核。
關鍵詞：自來水廠 排泥(ni)(ni)水 污(wu)泥(ni)(ni)量 污(wu)泥(ni)(ni)處理
0 概述
自(zi)(zi)來水(shui)(shui)廠(chang)排(pai)泥水(shui)(shui)含有(you)大量來自(zi)(zi)原水(shui)(shui)的污染物，排(pai)泥水(shui)(shui)直接(jie)排(pai)放，會對地表水(shui)(shui)體(ti)造成污染。隨著 經濟 的 發展 和(he)人們環保意識的提高，我國自(zi)(zi)來水(shui)(shui)廠(chang)排(pai)泥水(shui)(shui)處(chu)理(li)已經提上議事(shi)日程。
實(shi)施排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)(shui)處理，首先必須確(que)定合理的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)量，因為污(wu)泥(ni)量的(de)(de)(de)確(que)定直接 影響(xiang) 整個排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)(shui)處理工(gong)程的(de)(de)(de)設計規(gui)模，從而影響(xiang)到(dao)設備配置和(he)投資規(gui)模。自來水(shui)(shui)廠的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)量受多種因素影響(xiang)，包括原水(shui)(shui)水(shui)(shui)質、水(shui)(shui)處理藥劑投加(jia)量、采用的(de)(de)(de)凈水(shui)(shui)工(gong)藝和(he)排(pai)(pai)泥(ni)的(de)(de)(de)方(fang)式等。污(wu)泥(ni)量確(que)定包括兩方(fang)面 內容 ：一是排(pai)(pai)泥(ni)水(shui)(shui)總量，它決定濃(nong)縮池規(gui)模;二是總干泥(ni)量，確(que)定污(wu)泥(ni)脫水(shui)(shui)設備的(de)(de)(de)規(gui)模。
污(wu)泥(ni)量確定(ding)一般需要較長(chang)時間數據的統(tong)計結果，因此即使 目前 沒有建(jian)設排泥(ni)水(shui)處理工程計劃的自來水(shui)廠(chang)，著手進(jin)行有關水(shui)廠(chang)污(wu)泥(ni)產(chan)量資料(liao)的收集工作仍(reng)然是明智之舉。
1 排泥水總量確定(ding)
排泥水(shui)(shui)總量(liang)可分(fen)為沉淀池(或澄清池，下同)排泥水(shui)(shui)量(liang)和濾(lv)池反(fan)沖洗廢水(shui)(shui)量(liang)兩部分(fen)。
通常可以認為(wei)自來水(shui)廠(chang)(chang)一泵(beng)房(fang)取水(shui)量(liang)和二泵(beng)房(fang)出(chu)水(shui)量(liang)之間的(de)差值即為(wei)自來水(shui)廠(chang)(chang)排(pai)泥(ni)水(shui)的(de)總量(liang)。但它不能分別確定出(chu)沉淀池排(pai)泥(ni)水(shui)量(liang)和濾池反沖洗(xi)廢水(shui)量(liang)，且這一估算(suan) 方法 不夠準(zhun)確。
已投產的(de)(de)自來水(shui)廠，根(gen)據水(shui)廠的(de)(de)有(you)關運行(xing)參數(shu)可(ke)以較準確地計算(suan)出(chu)沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)水(shui)量(liang)和(he)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)反(fan)(fan)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)廢水(shui)量(liang)。水(shui)廠沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)采(cai)用人工定時(shi)(shi)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)，只需根(gen)據每(mei)天(tian)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)次(ci)(ci)數(shu)、每(mei)次(ci)(ci)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)歷(li)(li)時(shi)(shi)和(he)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)流(liu)量(liang)以及(ji)沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)格數(shu)，就可(ke)以計算(suan)出(chu)沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)水(shui)量(liang)。同(tong)樣道(dao)理，也可(ke)以根(gen)據濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)每(mei)天(tian)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)次(ci)(ci)數(shu)、每(mei)次(ci)(ci)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)歷(li)(li)時(shi)(shi)、沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)強度及(ji)單格濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)面積和(he)格數(shu)，計算(suan)出(chu)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)反(fan)(fan)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)廢水(shui)量(liang)。如果(guo)沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)和(he)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)反(fan)(fan)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)實(shi)現了(le)(le)自動化運行(xing)，則需要對水(shui)廠沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)和(he)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)反(fan)(fan)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)進行(xing)現場觀測，了(le)(le)解沉淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)和(he)濾(lv)(lv)(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)反(fan)(fan)沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)流(liu)量(liang)、每(mei)次(ci)(ci)歷(li)(li)時(shi)(shi)和(he)統計每(mei)天(tian)排(pai)泥(ni)(ni)(ni)或沖洗(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)次(ci)(ci)數(shu)，然后進行(xing)計算(suan)。
尚未建(jian)(jian)成(cheng)或仍處在設計階段的(de)(de)自(zi)來水廠，沉淀(dian)池排泥(ni)水量和(he)濾池反沖洗廢水量可根據沉淀(dian)池排泥(ni)和(he)濾池反沖洗的(de)(de)設計參(can)(can)數進行(xing)估(gu)算，也可以參(can)(can)照已建(jian)(jian)成(cheng)投(tou)產的(de)(de)、條件(jian)相近的(de)(de)自(zi)來水廠實際運行(xing)資(zi)料進行(xing)估(gu)算。
排泥(ni)(ni)水總量(liang)的確定，最好(hao)能(neng)繪制出排泥(ni)(ni)水量(liang)在(zai)(zai)一天(tian)內(nei)的變化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)。由于水廠(chang)沉淀池(chi)排泥(ni)(ni)和(he)濾池(chi)反沖洗(xi)都是(shi)在(zai)(zai)較短的時(shi)間(jian)(jian)內(nei)完成，瞬(shun)間(jian)(jian)流量(liang)很大，繪出變化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)，對(dui)確定排泥(ni)(ni)水截留(liu)池(chi)和(he)濃(nong)縮(suo)池(chi)設(she)計規模有很大幫(bang)助。
2 干(gan)污泥產量確定
2.1 計算法
根(gen)據投加混凝(ning)劑在混凝(ning)過程(cheng)中的化學反(fan)應、原水中懸浮固體對污泥量的貢獻及其它污泥成份的來源，可以(yi)近(jin)似地(di)計算出(chu)干污泥的產量。當硫酸鋁用作(zuo)混凝(ning)劑時，化學反(fan)應可簡化為：
Al2(SO4)3·14H2O+6HCO3-=
2Al(OH)3+6CO2+14H2O+3SO42-(1)
由式(1)可知，氫(qing)(qing)氧化(hua)鋁是(shi)形成污(wu)(wu)泥(ni)的主要(yao)產物。根(gen)據(ju)方程(cheng)式的計量關系，投加1 mg/L的Al2(SO4)3·14H2O大約會產生(sheng)0.26 mg/L的氫(qing)(qing)氧化(hua)鋁沉(chen)淀物。原(yuan)水(shui)中(zhong)的懸浮物因為在混(hun)凝過程(cheng)中(zhong)不發生(sheng)化(hua)學變化(hua)，它將產生(sheng)相同重量的干污(wu)(wu)泥(ni)。其它水(shui)處(chu)理中(zhong)的添加物，如高分子絮(xu)凝劑(ji)或粉末活性炭，也可認為以1∶1的比例產生(sheng)污(wu)(wu)泥(ni)。
根據(ju)以(yi)上分析(xi)，可以(yi)建立(li)干污泥(ni)量的(de)計算公式。同樣的(de)分析(xi)也適用于(yu)鐵鹽作混凝劑的(de)凈水工(gong)藝。
日本水道協會[1]推薦(jian)采(cai)用(2)式計算干污泥量：
S=Q(TE1+CE2)×10-6(2)
式中S--干污泥量，t/d;
Q--自來水(shui)廠凈水(shui)量，m3/d;
T--原水(shui)濁度，NTU;
E1--原(yuan)水(shui)濁度(du)與SS的(de)換算率;
C--鋁鹽混凝劑投加率(以Al2O3計)，mg/L;
E2--鋁鹽混凝(ning)劑(ji)(以Al2O3計)換算成干(gan)污泥量的系數，取1.53。
英國水 研究 中(zhong)心[2]推薦用(3)式計算干污泥(ni)量：
S=2T+0.2C+1.53A+1.9F (3)
式中S--干污泥量,mg/L;
T--去除的原水濁度(du)，NTU;
C--去除的原水色度，H;
A--鋁鹽(yan)混凝劑投加(jia)率(lv)(以Al2O3計(ji))，mg/L;
F--鐵鹽混凝劑(ji)投(tou)加率(以Fe計(ji))，mg/L。
美國Cornwell[3]推薦用(4)式(shi)和(5)式(shi)分別計算用鋁(lv)鹽(yan)(yan)和鐵鹽(yan)(yan)作混凝劑時的污泥產量(liang)：
S= 8.34Q(0.26Al+SS+A) (4)
S= 8.34Q(1.9Fe+SS+A) (5)
式中(zhong)S--干(gan)污泥量，lb/d(1 lb/d=0.453 6 kg/d);
Q--自來水廠凈水量，mgd(1 mgd=3.785×103 m3/d);
Al--鋁鹽(yan)混凝(ning)劑投加率(以Al2(SO4)3·14H2O計)，mg/L;
Fe--鐵鹽混凝劑投加率(以Fe計),mg/L;
SS--原水(shui)總懸(xuan)浮(fu)固體，mg/L;
A--水處理中其它添加(jia)劑，mg/L。
同時Cornwell推(tui)薦(jian)(6)式(shi)為原(yuan)水(shui)濁度T與SS關系(xi)式(shi)：
SS=bT (6)
式中b--SS與濁度(du)T的相(xiang)關系數;
T--原水(shui)濁度(du)，NTU。
Cornwell認為，在原水(shui)色(se)度不高的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，b在0.7～2.2之間變化(hua)。綜合以上3種計算公(gong)式(shi)，可知它(ta)們均(jun)出于同一思(si)路，具有相似的(de)(de)形式(shi)，都要求測(ce)(ce)定原水(shui)濁度與SS的(de)(de)相關關系，這主要是(shi)因(yin)為SS的(de)(de)測(ce)(ce)定比較(jiao)煩(fan)瑣，自來(lai)水(shui)廠一般不對(dui)原水(shui)的(de)(de)SS做常規分析(xi)，而對(dui)原水(shui)濁度則有每(mei)天的(de)(de)記錄(lu)。
2.2 混凝(ning)劑物料平(ping)衡(heng)分析(xi)法
該(gai)方法(fa)是根據自來(lai)(lai)水(shui)處理系統(tong)中混(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)成(cheng)份(fen)的(de)(de)物(wu)料(liao)平(ping)衡(heng)進(jin)行分(fen)析(xi)的(de)(de)。無論在凈水(shui)過(guo)程(cheng)中加(jia)(jia)入什么樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)混(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)，它在水(shui)處理系統(tong)中的(de)(de)物(wu)料(liao)進(jin)入和排出(chu)應該(gai)是平(ping)衡(heng)的(de)(de)。該(gai)法(fa)第一步，分(fen)析(xi)所用混(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)中的(de)(de)鋁(或鐵)的(de)(de)實際含量，然后計算出(chu)凈水(shui)過(guo)程(cheng)中向(xiang)原水(shui)加(jia)(jia)入鋁(或鐵)的(de)(de)投加(jia)(jia)率;第二步，獲取(qu)自來(lai)(lai)水(shui)廠原水(shui)、沉淀池(chi)排泥水(shui)、濾(lv)池(chi)反沖洗廢水(shui)和出(chu)廠水(shui)樣(yang)(yang)(yang)品，并對這些樣(yang)(yang)(yang)品進(jin)行鋁(或鐵)含量的(de)(de)分(fen)析(xi);第三步，對排泥水(shui)平(ping)行樣(yang)(yang)(yang)品進(jin)行總(zong)懸浮固體的(de)(de)分(fen)析(xi)。經過(guo)以上(shang)的(de)(de)分(fen)析(xi)，干污泥產量就可(ke)以計算出(chu)來(lai)(lai)。
例如，假設一個10萬(wan)m3/d的(de)自來水(shui)廠(chang)，由混凝劑(ji)投入(ru)原水(shui)的(de)鋁(lv)為(wei)5 mg/L，沉(chen)淀池排泥水(shui)分(fen)析測得總懸浮固體濃度(du)為(wei)1.0%，其中(zhong)鋁(lv)的(de)含(han)量測得為(wei)400 mg/L。這里忽(hu)略原水(shui)、濾池反沖洗廢水(shui)和(he)出廠(chang)水(shui)中(zhong)微量鋁(lv)的(de)影響，則每天加(jia)入(ru)凈水(shui)系統的(de)鋁(lv)為(wei)： 10×104×103×5=5.0×108mg/d。
因為(wei)排泥(ni)水中含有400 mg/L的鋁，則總排泥(ni)水量(liang)(liang)為(wei)1.25×106 L/d(5.0×108/400)或1250 m3/d，則干(gan)污(wu)泥(ni)量(liang)(liang)為(wei)1.25×104 kg/d(12.5 t/d)。
由(you)于任(ren)何(he)一種方法都難(nan)以(yi)準確(que)地(di)確(que)定自來水(shui)廠(chang)的(de)干污泥(ni)量，因此(ci)建議以(yi)兩種方法所得到的(de)結果進行相互校核。
3 原水(shui)濁(zhuo)度(du)與SS相關(guan)性 分析
計算 法(fa)(fa)是 應(ying)用 較(jiao)多(duo)的(de)干污(wu)泥量確(que)定(ding)(ding) 方法(fa)(fa) ，該方法(fa)(fa)需要確(que)定(ding)(ding)原(yuan)水(shui)濁度T與SS之間的(de)相(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系(xi)(xi)。不同地域、不同水(shui)源及(ji)不同季(ji)節(jie)這個(ge)相(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系(xi)(xi)可能存(cun)在較(jiao)大差(cha)異(yi)，因(yin)此建議每(mei)個(ge)自來水(shui)廠(chang)都(dou)對原(yuan)水(shui)進行(xing)濁度T與SS相(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系(xi)(xi)的(de)測定(ding)(ding)，測定(ding)(ding)的(de)時(shi)間應(ying)盡可能長(chang)些，有(you)一年以上(shang)的(de)時(shi)間跨度。測定(ding)(ding)結果(guo)可以進行(xing)分(fen)月、分(fen)季(ji)度原(yuan)水(shui)濁度T與SS相(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系(xi)(xi)分(fen)析。
Cornwell[4]列舉了(le)一個(ge)濁度T與SS相關(guan)關(guan)系的例(li)子(見圖1)。由圖1可知，該測定結(jie)果有較強的相關(guan)性。
圖(tu)1 Cornwell的原水濁度T與SS相關(guan)關(guan)系
圖(tu)2和圖(tu)3分(fen)別是作者對上海市A水(shui)廠和B水(shui)廠原水(shui)濁度T與(yu)SS相關(guan)性分(fen)析(xi)的結果(guo)，從圖(tu)中(zhong)可以看(kan)出，自(zi)來水(shui)廠原水(shui)濁度T和SS有(you)較好的相關(guan)性。
圖(tu)2 上海(hai)市A水(shui)廠原水(shui)濁度T與(yu)SS相關關系(xi)
圖3 上海市B水廠原水濁(zhuo)度T與SS相關(guan)關(guan)系
從以上圖中(zhong)可(ke)以看(kan)出，不同水(shui)源水(shui)的相關(guan)關(guan)系存在較大(da)差別(bie)。實際上，即使(shi)在同一水(shui)源，不同季節測定的相關(guan)關(guan)系也可(ke)能(neng)會(hui)有變化。
在(zai)測定(ding)濁度(du)T與SS相關關系時(shi)，原(yuan)水SS的(de)測定(ding)必須認(ren)真仔(zi)細。因為部分濾紙能濾過(guo)的(de)顆粒在(zai)混(hun)凝(ning)時(shi)則能夠從水中去除(chu)，因此有(you)條件(jian)的(de)地方應采(cai)用0.45 μm的(de)濾膜(mo)代替濾紙進行(xing)過(guo)濾，以(yi)提高(gao)(gao)測定(ding)的(de)準確性(xing)。有(you)很多水廠的(de)原(yuan)水濁度(du)T和SS都很低(如(ru)湖泊、水庫(ku)水)，為了提高(gao)(gao)測定(ding)的(de)準確性(xing)，SS測定(ding)時(shi)需要采(cai)集(ji)1 L甚至幾L水樣(yang)進行(xing)過(guo)濾。各自來(lai)水廠可(ke)以(yi)通過(guo)摸索后(hou)確定(ding)實際測定(ding)的(de)水樣(yang)量。
如果原(yuan)水的色度很高(gao)，對污(wu)(wu)泥(ni)產量會存在(zai) 影響 。因為(wei)大多數(shu)原(yuan)水的色度在(zai)濾紙(zhi)過濾時不會被截留，而在(zai)水處(chu)理工藝(yi)中(zhong)(zhong)色度會被混凝(ning)、沉(chen)淀、過濾工藝(yi)去除，形(xing)成(cheng)色度的物質也會存在(zai)于污(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)。在(zai)這種情(qing)況下，計算干污(wu)(wu)泥(ni)量時應考(kao)慮色度的影響。
4 自來水(shui)廠排泥水(shui)處理(li)干污泥量設(she)計值的選取
自來水(shui)廠(chang)干(gan)污(wu)泥產(chan)(chan)量隨原水(shui)濁度、處理水(shui)量、混凝劑投加率變化，因此(ci)水(shui)廠(chang)的(de)干(gan)污(wu)泥產(chan)(chan)量是一個(ge)變量。那么，選擇怎樣的(de)干(gan)污(wu)泥產(chan)(chan)量設計值才是 經(jing)濟 合理的(de)呢?
一般可(ke)以用兩種方法(fa)來(lai)(lai)確(que)定(ding)自來(lai)(lai)水(shui)(shui)廠(chang)干污泥量(liang)設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)。一種方法(fa)是(shi)(shi) 目(mu)前 設(she)計(ji)單位常(chang)采用的(de)(de)(de)，就是(shi)(shi)通過(guo)試(shi)驗分析(xi)原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)T和(he)(he)SS的(de)(de)(de)相關關系(xi)，通過(guo)資料分析(xi)確(que)定(ding)原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)和(he)(he)混(hun)凝(ning)劑(ji)投加(jia)率設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)，再結合水(shui)(shui)廠(chang)規模，根據計(ji)算公式算出(chu)干污泥量(liang)設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)。用原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)最(zui)大值(zhi)(zhi)和(he)(he)混(hun)凝(ning)劑(ji)最(zui)大投加(jia)率對設(she)計(ji)值(zhi)(zhi)進行最(zui)不(bu)利情(qing)況校(xiao)核。例(li)如：試(shi)驗得(de)出(chu)B水(shui)(shui)廠(chang)原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)T與SS 的(de)(de)(de)相關關系(xi)為：y=0.6x，考慮(lv)一定(ding)的(de)(de)(de)安(an)全系(xi)數，取濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)T和(he)(he)SS的(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)為1∶1。該水(shui)(shui)廠(chang)原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)濁(zhuo)(zhuo)(zhuo)度(du)(du)(du)和(he)(he)混(hun)凝(ning)劑(ji)投加(jia)率分析(xi)分別見圖4和(he)(he)圖5。
圖4 B水(shui)廠原水(shui)濁度(du)統計分析結果
圖5 B水廠混凝劑投加率統計分析結(jie)果
從圖4可以(yi)(yi)(yi)看出(chu)(chu)，B水廠(chang)(chang)原水濁度(du)主(zhu)要分布在(zai)20～75 NTU之間(jian)，其(qi)中在(zai)40～45 NTU之間(jian)出(chu)(chu)現的(de)(de)概(gai)率(lv)最(zui)高。從累(lei)(lei)積概(gai)率(lv)曲線看，濁度(du)65 NTU以(yi)(yi)(yi)下占近(jin)80%。因(yin)此取(qu)65 NTU作(zuo)為(wei)濁度(du)設(she)計(ji)值。從圖5可以(yi)(yi)(yi)看出(chu)(chu)，該廠(chang)(chang)混凝劑投(tou)加(jia)率(lv)主(zhu)要在(zai)12～14 mg/L之間(jian)，投(tou)加(jia)率(lv)16 mg/L以(yi)(yi)(yi)下的(de)(de)累(lei)(lei)積概(gai)率(lv)在(zai)75%左右，因(yin)此取(qu)16 mg/L作(zuo)為(wei)混凝劑投(tou)加(jia)量(liang)設(she)計(ji)值。由于該廠(chang)(chang)是以(yi)(yi)(yi)Al2(SO4)3·18H2O計(ji)量(liang)混凝劑投(tou)加(jia)率(lv)，它與Al(OH)3的(de)(de)化(hua)學計(ji)量(liang)關系為(wei)0.234。另外，該廠(chang)(chang)去除色(se)度(du)約10 度(du)，水處理規(gui)模為(wei)40萬m3/d，根(gen)據(ju)以(yi)(yi)(yi)上數據(ju)可以(yi)(yi)(yi)計(ji)算該廠(chang)(chang)干污泥量(liang)的(de)(de)設(she)計(ji)值：
S =4.0×10 8×(0.234×16+65×1+10×0.2)÷1.0×109
=28.3 t/d
該廠(chang)原水濁度最(zui)大(da)值為109 NTU，混凝劑最(zui)大(da)投加率為29.8 mg/L，則最(zui)大(da)干污泥(ni)產量：
Smax =4.0×10 8×(0.234×29.8+109×1+10×0.2)÷1.0×109
=47.2 t/d
如果以28.3 t/d設計脫(tuo)水設備，每天(tian)運行1班(ban)，則增加1班(ban)就(jiu)可滿(man)足處理最大日污泥量(liang)的要求。
選取干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)量(liang)設計(ji)值的(de)(de)(de)另(ling)一種方法是(shi)根據水廠每(mei)(mei)天(tian)的(de)(de)(de)處(chu)理水量(liang)、原水平均濁度(du)及(ji)當天(tian)的(de)(de)(de)混凝劑投(tou)加率(lv)(lv)，計(ji)算出每(mei)(mei)天(tian)的(de)(de)(de)干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)。然后對一定時間內日干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)進(jin)行統計(ji)分析，就可以得到(dao)：平均每(mei)(mei)天(tian)的(de)(de)(de)干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang);最(zui)(zui)高日的(de)(de)(de)干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang);出現概率(lv)(lv)最(zui)(zui)高的(de)(de)(de)干(gan)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)范圍。
如(ru)果脫水設(she)備正常情況下每天運行1班，則(ze)干污泥(ni)產(chan)量設(she)計值可以(yi)依據以(yi)下原則(ze)選(xuan)取：
(1)該設(she)計值必須大于平(ping)均每天(tian)的干(gan)污泥(ni)產量;
(2)該設計值要大于最(zui)高日干(gan)污泥產(chan)量的(de)1/3;
(3)該設(she)計值應不小(xiao)于概率最高的干污泥日產(chan)量(liang)范圍。
依(yi)據這三條原則確定的干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)量(liang)設(she)計值(zhi)，當干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)在(zai)最大概率的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)日(ri)產量(liang)以下時(shi)，可以使污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)脫水在(zai)正常運行模(mo)式下完成。當干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)超 過(guo)(guo)設(she)計值(zhi)時(shi)，可以通(tong)過(guo)(guo)以下途徑解決：
(1)增加污泥脫水(shui)設備運行班次，直至(zhi)每天24 h運行;
(2)通過(guo)排泥(ni)水處(chu)理工藝系(xi)統的(de)平衡調節池貯存過(guo)量的(de)污泥(ni)。
例如B水廠(chang)日干污泥(ni)產(chan)(chan)量分(fen)析(xi)見圖(tu)6，其平均干污泥(ni)產(chan)(chan)量為12.66 t/d，最大干污泥(ni)產(chan)(chan)量為30.94 t/d。
圖6 B水廠干污泥日產(chan)量分析結果(guo)
從圖6可以(yi)(yi)看出，該(gai)廠干污(wu)(wu)泥(ni)日產量(liang)出現概率最高為8～10 t/d，有90%的(de)概率是(shi)(shi)在18 t/d以(yi)(yi)下(xia)，如果(guo)選(xuan)取(qu)18 t/d作為干污(wu)(wu)泥(ni)日產量(liang)的(de)設計(ji)值(zhi)完全(quan)符(fu)合(he)上述選(xuan)取(qu)原則，也可以(yi)(yi)滿足處(chu)理要求。需要說(shuo)明(ming)的(de)是(shi)(shi)，以(yi)(yi)上所(suo)舉兩(liang)例，前一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法計(ji)算(suan)干污(wu)(wu)泥(ni)量(liang)時每(mei)天(tian)的(de)處(chu)理水(shui)量(liang)是(shi)(shi)以(yi)(yi)40萬m 3/d進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)的(de)，后一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法是(shi)(shi)以(yi)(yi)每(mei)天(tian)實際處(chu)理水(shui)量(liang)來進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)的(de)，由(you)于(yu)實際處(chu)理水(shui)量(liang)不到40萬m3/d，因此兩(liang)者所(suo)選(xuan)取(qu)的(de)值(zhi)差別較大。比較以(yi)(yi)上兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法所(suo)得到的(de)結果(guo)可知，前一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)(fang)法偏于(yu)安全(quan)。
上述(shu)方(fang)法確(que)定(ding)的(de)(de)干(gan)污泥量設計值，既能保證排(pai)泥水(shui)處理的(de)(de)正(zheng)常運轉，又(you)充分(fen)考慮了利用排(pai)泥水(shui)處理運行模式可挖掘的(de)(de)潛力，是(shi)經(jing)濟可行的(de)(de)選(xuan)取方(fang)法。
5 結論
(1)實施(shi)自(zi)來水廠排泥(ni)水處理(li)工程，確定經(jing)濟合(he)理(li)的污泥(ni)產(chan)量十分(fen)重(zhong)要。
(2)污泥(ni)(ni)量(liang)(liang)確定(ding)包(bao)括排(pai)泥(ni)(ni)水量(liang)(liang)和干(gan)污泥(ni)(ni)產量(liang)(liang)，排(pai)泥(ni)(ni)水量(liang)(liang)決定(ding)排(pai)泥(ni)(ni)水處理工程中濃縮池規模，干(gan)污泥(ni)(ni)量(liang)(liang)則決定(ding)脫水設備(bei)規模。
(3)排(pai)泥水(shui)量需根據(ju)自來(lai)水(shui)廠沉淀池(chi)排(pai)泥方式和濾池(chi)反沖(chong)洗方式確定，相對較容易。
(4)干污泥量可用(yong)計算法(fa)和物料平衡分析(xi)法(fa)進行(xing)確定，其中計算法(fa)使用(yong)較多。建議用(yong)兩種(zhong)方法(fa)所(suo)得到(dao)的結果(guo)進行(xing)相互校核。
(5)計算(suan)法要求分析(xi)自(zi)來水(shui)廠(chang)原(yuan)水(shui)濁度(du)(du)T與SS的相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)。 研究 表明，同一(yi)水(shui)源(yuan)濁度(du)(du)T與SS均有一(yi)定的相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)，但不同水(shui)源(yuan)間(jian)這一(yi)相(xiang)關(guan)(guan)關(guan)(guan)系差(cha)別(bie)較大，因此(ci)每一(yi)水(shui)廠(chang)都(dou)應進行原(yuan)水(shui)濁度(du)(du)T與SS相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)的分析(xi)。
(6)干污泥量設計(ji)(ji)值的(de)(de)(de)選(xuan)取有兩種方(fang)(fang)法(fa)，一(yi)(yi)種方(fang)(fang)法(fa)是先選(xuan)取原水濁度的(de)(de)(de)混凝劑(ji)投加(jia)率的(de)(de)(de)值，然后(hou)進行(xing)計(ji)(ji)算獲得(de);另(ling)一(yi)(yi)種方(fang)(fang)法(fa)是先計(ji)(ji)算出一(yi)(yi)定時間范圍內水廠每天的(de)(de)(de)干污泥產量，然后(hou)分析得(de)出干污泥產量設計(ji)(ji)值。前一(yi)(yi)種方(fang)(fang)法(fa)偏安(an)全(quan)。
參考 文獻
1 日本(ben)水道協會.水道設(she)施設(she)計(ji)指南·解說.1990
2 英國水研究中心.九十年代(dai)污泥處理手冊(ce).1992
3 Cornwell D A. Management of Water Treatment Plant Sludges.In:Sludge and Its Ultimate Disposal,Ann Arbor Science,1981
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
