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污水厂沉淀池排泥方式改进

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张砚赵天娇

[导读] 摘要：随着我国经济水平的不断发展和增长，各个城市在保护生态环境方面也逐渐加大了相应的管理力度，在这种发展背景下，保证城市污水处理生态循环的良好运行成为当务之急。

        沈阳光大环保科技股份有限公司辽宁省沈阳市
        摘要：随着我国经济水平的不断发展和增长，各个城市在保护生态环境方面也逐渐加大了相应的管理力度，在这种发展背景下，保证城市污水处理生态循环的良好运行成为当务之急。本文以某污水处理厂为例，对该厂沉淀池排泥过程中存在的几个问题进行了较为详细的分析和探讨，并针对这些问题提出了一些有价值的解决方案。期望提出的解决方案能对提高沉淀池的排泥效率在污水处理厂中的提升起到一定的促进作用。
        关键词：污水厂；沉淀池；排泥方式；改进
        某水处理公司运营部设计日处理15万t市政污水，二沉池采用2座长70m，宽83m形沉淀池，每座池内有8条宽10m，长63m沉淀沟，沟内设计液位3.5m，沟底从出水端至进水端呈0.5%前倾，沟前端并列设2个长5m宽5m深4m锥形集泥斗，每条沟内各安装1套非金属链板式刮泥机，功率0.25kW，传动采用二级齿轮减速机传动。刮板运行速度为0.6m/min。运行时池底刮板从出水端向进水端水平运动，沉积在池底生化污泥在刮板作用下被刮入集泥斗，每个集泥斗内有1根DN300排泥管，排泥管一端伸入集泥斗底部，另一端处于排泥井内，并开有通气口。池内设计液位标高0.8m，排泥井液位0.65m，在此水头（0.15m）的作用下通过排泥管连续不断地将集泥斗底底部污泥排入排泥井内，并通过排泥渠流到回流泵井，在井内泵的作用下将污泥送入生化池。
        1污水处理厂沉淀池排泥方式执行中出现的不足及原因
        1.1某污水处理厂沉淀池排泥方式执行中出现的不足
        某污水处理厂沉淀池排泥设备正常运行时，回流泵会持续不间断运行，每两个相邻的排泥沟渠之间会设置一个水头，水头长0.15m左右，沟内的污泥会持续借助回泥渠流输送回泵井中。但是，在这一系统工作过程中，某污水处理厂内堵泥问题经常出现，具体表现为：系统运行中，刮泥机会将某一条沟内污泥刮到集泥斗之后，并未排出，而是出现集泥斗内滞留污泥现象，致使排泥管无法将污泥排出到污泥渠之内。此项不足的出现，长时间之后，沉淀池底部就会聚集大量的污泥，而污泥的聚集就直接造成某污水处理厂的沉淀池失去沉淀沉淀功能，最终造成污水重新流入市政用水中，进一步造成城市用水洁净度降低，出水超标的同时，也降低了市政用水安全。
        1.2运行方案不足存在的原因
        在污水处理厂的运行过程中，污泥处理问题的存在主要受以下因素的影响。
        （1）工厂在生产过程中严重缺水。在厂区生产运行过程中，沉淀池排泥沟中，不同的沉淀沟吸收的进水量不相等，但存在良莠不齐的问题，甚至有一条沉淀沟进水量超标，另一条沉淀沟进水量低于最小线。这类问题的出现，在很大程度上造成了污水沉降沟中污泥体积偏差明显的形成。另一方面，在沉淀池水头不变的情况下，污泥量进一步增大，增加了排泥沟的运行难度。
        （2）沉淀池排泥系统自我调节功能不足。在排泥过程中，如果沉淀沟的运行空间足够畅通，排泥效率将非常稳定，排泥量将相对平衡。但污水处理厂一旦出现污泥堵塞问题，进水量的增加会在很大程度上增加沉淀沟的工作量，即加速污泥的堆积。随着污泥堆积量的增加，污泥堵塞不可避免地加剧。造成这些问题的根本原因在于现阶段某污水处理厂存在的问题，系统的自我调节功能不足，有待完善。
        （3）不同的沉淀池存在排泥不均的问题。在污水处理厂的不同沉淀池中，每个沉淀池按固定间距设置同一条沉淀沟，共设置8条沉淀沟。影响沉淀沟污泥总回流的主要因素是回流泵的比流量。在初步设计阶段，设计重点主要是调节和控制不同沉淀沟之间的回泥量，更为方便，即可以根据回泥闸门开度的不同，宏观控制沉淀沟的具体回泥量任何时候。但污水处理厂投产后，控制闸门没有配备相应的计量装置，视觉效果不准确，最终导致某污水处理厂污泥排放平衡大大降低。

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        2污水厂沉淀池排泥方式
        2.1增设排泥泵
        在发生堵泥后，运行管理人员也试图用污泥泵辅助抽泥，然而在将小型临时排泥泵装入泥斗中后，泵电流严重超标，原因是沉积污泥浓渡过高导致泵超负荷运行，在对堵泥沟排空检查后发现，沟底污泥含固量极高，约为10%，需专用污泥泵，但每条沟装污泥泵的方式来解决，设备投资较大，需16×2，共32台泵。
        2.2利用真空吸泥
        利用原有排泥管，引入真空泵抽泥，将原排泥管上部通气孔封住，出泥口接入真空管，进行改造，理论上可将池底污泥抽出，然而真空抽污存在很大问题，即工作的连续性。在将污泥抽到排泥管出口后，如要继续施以真空吸力则在实施上存在很大的困难。
        2.3连续气提装置进行排泥
        该方法基本原理是将压缩空气管伸入排泥管底部，气泡由于浮力作用会上升，并充满整个排泥管，管内是气和水混合液，管外是污水，管外管内底部相连通。排泥管内泥水被提升。按连通管原理解释，水气溶液密度小于水（一般上升的水气溶液相对密度为0.25~0.35），密度小的液体液面，在高度为H（排泥管浸入液面以下部分）的水柱压力作用下，根据液体平衡的条件，水气溶液变上升至L的高度，其等式为ρ1H=ρ2L，其中ρ1为污水密度（kg/m3），ρ2为排泥管内水气溶液的密度，H为淹没深度，L为提升高度+淹没深度，H/L为淹没率。只要ρ1H>ρ2L，水气溶液就能沿排泥管上升至管口而溢出，气提就能正常工作。
        气提计算公式：提升管最小淹没深度Hmin=（L-H）/（n-1），其中，n为密度系数（取值2~2.5），一般情况下，H/L≥0.5。空气量Q一般为最大提升水量的3~5倍，也可按Q=（1.2×Q液×H）/（231g×η×（H+10）/10）计算，其中，Q液为液体提升量，η为效率（取值0.35~0.45）。按实际工况，排泥管淹没深度接近7m，提升口位于液面以下。Hmin满足要求，同时该气提只对排泥作辅助作用，排泥量的大小主要根据原水头来保证，约在2m3/min。因此气提的空气量可不按以上公式来确定。由于排泥管底部位于水下7m左右，且污泥浓度较高，宜按较高压力选择气提空气压力。先利用已有1台小型的空压机进行了试验。将0.6MPa的压缩空气通过管径为10mm的橡胶管通入排泥管底部后池底污泥便被迅速提了上来，而且流速很快，效果很明显。
        此方法设备投资少，土建改造小，还可利用原有管道进行排泥，只是对原有系统排泥进行1个辅助的排泥促进。
        2.4污水厂沉淀池排泥方式改进方案落实
        通过对上述几个提出方案的全面性总结与分析，厂内进行了会议分析和方案应用经验总结，并在方案制定过程中，充分与相应的设备生产厂商之间进行了细致的沟通，最终制定了一个最佳的解决方案，在施工过程中，现在沉淀池集泥斗中增设2根空气管道，即挠动管与气提管。
        在挠排泥管外部区域，设置挠动管，按照圆形将其围住并开设4个小放气孔，规格为Φ3mm，作用在于提泥之前完成一次短暂的气体挠动，在空压机放气时，促进沉积的污泥能够在气提的作用下进行翻腾与稀释。
        在气提管安置时，主要将其配置于沉淀池排泥管的内部，与管底之间的距离控制在20cm，排泥工作展开期间，挠动管放气5秒后，气提管立即放气，促使管内短时间实现气体上升，而此时稀释后的污泥必然会伴随着空气的上升而顺利进入到排泥管内随后流入污泥渠，一个排泥工作流程循环完成。
        为了保障上述沉淀池排泥方案的顺利推挤，进行设备选择时，可选用5.5kW功率的空压机，气压设定为0.8MPa，气量设定为0.67m3/min。
        结论
        通过上述针对沉淀池排泥方式的改进，某污水处理厂现阶段的沉淀池排泥系统工作效率得到了极大地提升，运行多月以来并未再次出现排泥堵塞问题，此结果表明，改进方案的提出和应用均取得了比较显著的效果，同时也希冀借此方案的应用为污水沉淀池排泥相关问题的解决提供思路。
        参考文献：
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