談污水處理廠污泥系統(tǒng)設計特點

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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)相關設計原則，最后介紹了污水處理廠內(nèi)污泥系統(tǒng)的具體設計流程，包括基礎設計條件、準確計算污泥剩余量以及核心構筑物設計，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：污水處理廠；污泥系統(tǒng)；設計特點

引言

污水處理廠是促進城市穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)，能夠幫助進一步降低人類生產(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)境造成嚴重影響，為此需要采取有效措施，進行科學處理，在降低環(huán)境影響的基礎上，提升水資源利用效率，促進實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1污泥處理現(xiàn)狀

在現(xiàn)代化背景下，隨著社會進步和科技發(fā)展，城市中的工業(yè)污水以及生活污水相關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，進一步提升了全世界范圍內(nèi)的污水處理速度，而對應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，需要進一步發(fā)展污泥處理技術。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)境當中不可避免會造成嚴重的二次污染問題。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)生填埋方式為基礎手段。該種處理方式進一步加大了環(huán)境壓力。環(huán)境保護和城市化建設的協(xié)同發(fā)展是當下促進社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的基礎保障，水環(huán)境治理同時也是環(huán)境治理的重點內(nèi)容。隨著污水排放標準的提升，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指導，采取先進科技手段盡快把各種污泥廢棄物進一步轉(zhuǎn)化成可再生資源，從而促進末端產(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行有效處理是促進資源重復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。污水廠相關設計規(guī)模是每天處理四萬立方米的污水，遠期目標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，相關出水質(zhì)量需要滿足我國《污水排放綜合標準》中的一級標準要求。

3污泥系統(tǒng)基礎設計原則

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)進行合理設計，保障污泥系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，在具體設計工作中應該認真遵守以下基礎原則：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，應該對污水處理廠中的處理工藝進行合理選擇，重視剩余污泥整體穩(wěn)定性，關注剩余污泥具體產(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施，針對剩余污泥中只需進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)設計分析

4.1關鍵設計條件

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，隨后適當添加化學調(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)相關設計條件主要包括進水水質(zhì)設計以及出水水質(zhì)設計，其中進水水質(zhì)的設計要求如下，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)設計中應該充分滿足上述要求。

4.2準確計算污泥剩余量

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，促進整個處理流程實現(xiàn)高效、順利發(fā)展，則應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)進行嚴格把控，關注各個環(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)展狀態(tài)，彼此進行有效配合。促進整個處理系統(tǒng)實現(xiàn)一體化控制目標，全面采集各個流程內(nèi)各個環(huán)節(jié)運行參數(shù)信息，合理進行設備選型設計。在污泥系統(tǒng)設計中，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核心構筑物設計

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中，通過濃縮脫水機機械進行處理后，形成泥餅外運。污泥泵房設計中，需要在污泥泵房中設置兩組污泥泵，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，對泥漿進行有效處理，同時促進細胞內(nèi)部水分的全面釋放，促進污泥顆粒集聚，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)設計中，應該聯(lián)系污泥狀態(tài)合理選擇添加的藥劑含量，為了進一步簡化系統(tǒng)操作流程，可以設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、濾布、彈性板框、液壓系統(tǒng)以及機架等部分構成。處于液壓系統(tǒng)相關壓力作用下，會針對腔室內(nèi)泥漿實施有效的壓濾處理，促進實現(xiàn)固液分離。在污泥泵房設計中，應該充分考慮污水處理廠中的未來流量變化，合理設計建筑大小，同時根據(jù)污水處理廠中的近期污泥流量，合理進行設備選型。因為污泥回流量遠遠超出剩余污泥量，所以根據(jù)單合回流污泥泵遠期在7到8分鐘的具體流量分析，設計相關容積是158立方米。回流污泥泵在最高回流量階段，將近100%的條件下，選擇三個大型潛污泵，兩個正式應用，其中一臺作為備用設備，為了促進回流污泥量實現(xiàn)自動化控制目標，可以針對其中回流污泥泵額外設置變頻調(diào)速裝置進行自動化控制。在針對剩余污泥泵進行設計選型中，應該考慮濃縮脫水機裝置的實際運行狀況以及相關設備的運行參數(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，一個作為正式應用，一個作為備用。儲泥池設計中，為了促進污泥脫水機能夠?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行綜合考慮，具體容積是58立方米。在設計污泥脫水間的過程中，根據(jù)遠期流量變化進行綜合考慮，合理設計建筑大小，建筑面積總和是610平方米。內(nèi)部設置有出泥間、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備進行合理選型。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，其中一個應用于正式生產(chǎn)，另外一個當成備用。設備相關技術參數(shù)如下：設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，在進行脫水后，所得濾餅的固化率在20%到25%之間，結合污水處理廠的遠期發(fā)展規(guī)劃考慮，額外增設一個脫水機，其中一個當成備用，而另外兩個應用到正式生產(chǎn)當中。

污泥系統(tǒng)中的絮凝藥添加設備應該按照脫水機具體型號選擇相應配套裝置，考慮到整體投資經(jīng)濟性以及設備運行穩(wěn)定性，可以單獨選擇一套加藥設備，遠期可以考慮選擇設置兩套加藥裝置。污泥螺桿泵相關設備參數(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，其中一個當成備用，一個正式應用生產(chǎn)，結合遠期發(fā)展考慮，可以額外增加，一個作為備用，兩個應用到生產(chǎn)當中。在污泥系統(tǒng)設計中，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。相關出泥間具體建筑面積是145平方米，內(nèi)部設置通風、上下水以及采暖裝置。污泥脫水間中相關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置于污泥脫水間中的配電控制室內(nèi)，相關配電控制室整體建筑面積在25平方米左右。污泥系統(tǒng)相關高程設計中，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行處理，根據(jù)相應的設計規(guī)范條件，在初沉池的條件下，對應靜水頭應該在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)展中進一步降低構筑物埋深，通常會把靜水頭對應數(shù)值設置為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)設計過程中，對以往工作經(jīng)驗進行認真分析，吸收工作教訓，于污水處理廠的污泥系統(tǒng)整體平面豎向設計過程中，可以分別在一低一高兩種廠坪中合理設置污泥系統(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，促進排泥工作的順利實施。污泥系統(tǒng)自動化控制中的設計特征如下，通過對各個污水處理廠進行全面參觀、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，而該種方法所導致的最終后果便是設備運行不穩(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)設計中，為了有效預防上述問題發(fā)生，需要結合污泥系統(tǒng)實際運行規(guī)律，合理設計全過程自動化控制?？梢杂谖鬯幚韽S中的污泥泵房內(nèi)額外增設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置在污泥回流管道當中，同時將液位計額外設置于儲泥池內(nèi)，于污泥脫水機裝置前，可以額外設置電磁流量計。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，進行科學控制。污水處理廠內(nèi)相關污泥系統(tǒng)的運行管理和設計質(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計人員以及高層管理者應該提高重視，為了促進污泥系統(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)控方式進行科學管理。

5結語

綜上所述，在污水處理廠中的污泥系統(tǒng)設計中，應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)設計提供有效數(shù)據(jù)參考，促進污泥系統(tǒng)不斷優(yōu)化，滿足污水處理廠預期生產(chǎn)目標。

參考文獻

[1]楊蕊春,俞小軍.長期缺氧吸磷馴化下強化生物除磷系統(tǒng)污泥除磷方式的轉(zhuǎn)化[J].環(huán)境污染與防治,2020,42(06):696-701.

[2]呂瑞濱,沈怡雯.淺析石洞口污水處理廠污泥處理二期工程除臭系統(tǒng)的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2020(14):93-94.

作者：秦偉 單位：山西省太原市太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院