實(shí)例 | 下水道中的積泥何去何從？難題破解
編者導(dǎo)讀
先科普一下：下水道中的積泥有個(gè)專業(yè)名稱，叫做“通溝污泥”。
對(duì)于通溝污泥，當(dāng)前的做法是清淘后，在附近綠地內(nèi)晾曬，然后直接送入垃圾填埋場(chǎng)填埋的臨時(shí)處置，不但影響管網(wǎng)周邊綠地的環(huán)境，同時(shí)由于成分復(fù)雜，含水率變化大，垃圾填埋場(chǎng)逐步拒絕接收此部分污泥的進(jìn)入。隨著城市管網(wǎng)的不斷建設(shè)，溝泥日產(chǎn)量將大大增多，由此帶來的處置矛盾會(huì)進(jìn)一步加劇，尋找新的溝泥處置措施已迫在眉睫。
目前對(duì)通溝污泥進(jìn)行專門處理和回用已成為發(fā)展方向。通溝污泥的干固體中有機(jī)質(zhì)含量較低，其平均含量約為17.2%，而無機(jī)質(zhì) (灰分) 的含量占到了82.8%，顆粒度>0.2mm的顆粒物數(shù)量占70%以上。因此，通溝污泥處理的核心是對(duì)其進(jìn)行分選，通過篩分、洗滌和過濾等預(yù)處理手段，將其分為粗大垃圾、細(xì)砂、有機(jī)污泥、粉砂以及污水五部分，以備進(jìn)一步處理。粗大垃圾經(jīng)分離后轉(zhuǎn)到垃圾處理部門進(jìn)一步處理處置和回收利用；可沉砂礫（粒徑0.2~10mm）可用于以用作低檔建材回收利用；礦化物質(zhì)(粒徑<0.2mm)可用作市政道路路基回填砂建回收利用；有機(jī)柵渣（2~10mm）可用于污泥堆肥，或作為污水廠的碳源補(bǔ)充至生化處理單元。濾出的污水可通過管道重新輸送至污水處理廠進(jìn)行處理，也可進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物顆粒以作為通溝污泥處理工藝設(shè)備的沖洗水；分離出的污泥可直接脫水后外運(yùn)處置。
目前國內(nèi)已建成通溝污泥處置工程有北京清河通溝污泥處理工程、上海市浦東新區(qū)和長寧區(qū)通溝污泥處理工程，分別采用多級(jí)分離工藝和水力淘洗處理工藝。
本文介紹上海市閔行區(qū)通溝污泥處理工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用了改進(jìn)的多級(jí)分離工藝，根據(jù)污泥回用需求將污泥組分分別分離回收利用及處置；并通過初始污泥分離喂料，顯著降低粗大物質(zhì)分離和可沉砂礫的分離工藝的電耗和水耗，每日可節(jié)省20.7 kW·h電能和193.5 m3沖洗水。
作者簡介: 閻軼婧(1988－)，女，上海人，碩士，同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院＜集團(tuán)＞有限公司 工程師，主要從事水處理技術(shù)研究、給排水設(shè)計(jì)及海綿城市設(shè)計(jì)工作。
1浦東新區(qū)通溝污泥多級(jí)分離工藝流程
浦東新區(qū)通溝污泥處理工程處理規(guī)模60噸/天，采用多級(jí)分離工藝通過篩分+粗大物質(zhì)分離和洗滌+沉砂分離和洗滌工藝，將其分為大型雜物、粗大物質(zhì)（粒徑＞10mm，約3~6t/d）、可沉砂礫（粒徑0.2~10mm，約2~5t/d），處理所得干渣平均含水率45%，但處理出水中礦化物質(zhì)(粒徑<0.2mm)含量較高，運(yùn)行半年以來，泵站進(jìn)水池已沉積約20m3的砂粒，影響泵站正常運(yùn)行。浦東新區(qū)通溝污泥處理設(shè)備間和分離產(chǎn)物見圖1、2。
圖1 浦東新區(qū)通溝污泥處理工藝
圖2 通溝污泥分級(jí)處理出渣
2上海市閔行區(qū)通溝污泥多級(jí)分離改進(jìn)工藝
上海市閔行區(qū)通溝污泥減量化處理工程，設(shè)計(jì)規(guī)模60噸/天，污泥含水率80~95%。在借鑒浦東新區(qū)通溝污泥工藝基礎(chǔ)上，將初始污泥根據(jù)污泥成份分離喂料，并新增礦化物質(zhì)(粒徑<0.2mm)和有機(jī)柵渣（2~10mm）的分離工藝，能將通溝污泥中粗大物質(zhì)（粒徑＞10mm），可沉砂礫（粒徑0.2~10mm）、礦化物質(zhì)(粒徑<0.2mm)、有機(jī)柵渣（2~10mm）分別分離出來，其工藝流程見圖3。
圖3 通溝污泥工藝流程圖
①進(jìn)料接收、儲(chǔ)存與平衡喂料
污泥清運(yùn)車將通溝污泥傾倒至排入半地下通溝污泥儲(chǔ)泥池，設(shè)計(jì)儲(chǔ)泥量1天污泥量，上覆水平振動(dòng)篩網(wǎng)，將大尺寸的磚塊、樹枝等雜質(zhì)分離。
通溝污泥含水率較高，污泥在儲(chǔ)泥池中靜置后污泥濃度分布不均勻。本工程在儲(chǔ)泥池中增設(shè)鋼格柵（格柵間距5mm），將儲(chǔ)泥池分隔為大顆粒物質(zhì)沉積的濃縮池和小顆粒懸浮的取水池。濃縮池中的污泥通過抓斗起吊入喂料倉，經(jīng)運(yùn)輸螺桿連續(xù)地將污泥喂入洗滌轉(zhuǎn)鼓，進(jìn)行洗滌分離；將滿足粗大物質(zhì)分離和洗滌處理目標(biāo)的顆粒直接經(jīng)取水池中的潛水吸沙泵輸送至沉砂分離和洗滌工藝段處理。本工程工藝能夠減少粗大物質(zhì)分離和洗滌工藝段的處理時(shí)間，提高工藝的運(yùn)行效率。儲(chǔ)泥池改進(jìn)工藝詳見圖4、5。
圖4 儲(chǔ)泥池平面設(shè)計(jì)圖
圖5 儲(chǔ)泥池立面設(shè)計(jì)圖
②粗大物質(zhì)分離和洗滌
經(jīng)喂料倉轉(zhuǎn)輸?shù)奈勰噙M(jìn)入洗滌轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行勻化和軟化處理。洗滌轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)篩孔孔徑10mm，過篩通量6m3/h ，沖洗水需水量34.3m3/h。洗滌轉(zhuǎn)鼓能將通溝污泥內(nèi)所有大于10 mm孔徑的物料分離取出，并將粘附在大顆粒物質(zhì)上的有機(jī)組分沖洗下來，出渣滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）可至填埋場(chǎng)填埋。
③可沉砂礫的分離和洗滌
儲(chǔ)泥池經(jīng)砂水提升泵轉(zhuǎn)輸?shù)纳八旌弦�，以及洗滌轉(zhuǎn)鼓分離沖洗得到的砂水混合液，通過管道接入洗砂裝置。洗砂裝置設(shè)計(jì)砂水混和液的進(jìn)料流量16L/s，最大固體物質(zhì)處理通量:3t/h，沖洗水需水量11m3/h。洗砂裝置通過附壁效應(yīng)產(chǎn)生高效固液分離機(jī)制，砂水混合液與裝置底部引入上沖水流，在箱體底部形成流化砂床，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和礦化物的分離，粒徑>0.2mm的無機(jī)砂礫分離效率可達(dá)95%。
④有機(jī)柵渣的分離
洗砂裝置上部溢流液連同有機(jī)物作為液體通過DN300不銹鋼管排入精細(xì)過濾裝置進(jìn)行深度過濾處理。精細(xì)過濾裝置設(shè)計(jì)篩網(wǎng)孔徑1mm，過篩流量19L/s，沖洗水需水量4.2m3/h。精細(xì)過濾裝置可去除污泥中的有機(jī)絮體，將污泥中砂礫、碎石表面活性有機(jī)物質(zhì)與無機(jī)物質(zhì)分離，分質(zhì)處置，達(dá)到通溝污泥處置無害化的要求。
⑤礦化物質(zhì)的分離
精細(xì)過濾裝置處理后濾液進(jìn)入中間水池，經(jīng)渣漿泵泵入水力旋流分離器進(jìn)一步分離細(xì)砂。水力旋流分離器設(shè)計(jì)流量60m3/h，分離10μm以上砂粒的效率可達(dá)90%以上。超細(xì)顆粒物分離水力旋流器進(jìn)水液體在壓力作用下沿切線方向進(jìn)入水旋流分離器內(nèi)，會(huì)在分離器內(nèi)產(chǎn)生很高的離心力，比分離界限大的顆粒被壓入向下運(yùn)動(dòng)的初級(jí)旋渦流，碰撞接觸分離器內(nèi)壁，然后向下進(jìn)入下流液排放噴頭。小于分離界限的顆粒則進(jìn)入向上流動(dòng)的次級(jí)旋渦流，與絕大部分液體一起沿旋流器中軸向上通過上流液口排出。
⑥沖洗水制備及處理
工藝沖洗水取自場(chǎng)地北側(cè)河水，經(jīng)精細(xì)格柵（柵間距2mm）過濾，防止堵塞洗滌轉(zhuǎn)鼓和洗砂裝置噴頭，系統(tǒng)沖洗水需水量共計(jì)49.5m3/h（洗滌轉(zhuǎn)鼓34.3m3/h，洗砂裝置11m3/h，精細(xì)過濾裝置4.2m3/h）。
⑦除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本工程喂料倉、洗滌轉(zhuǎn)鼓、洗砂裝置、水力旋流分離器等均為全密封裝置，其他外露設(shè)備及水池經(jīng)加罩進(jìn)行臭氣收集后，采用離子除臭設(shè)備處理臭氣，并在設(shè)備間送離子風(fēng)，離子除臭裝置設(shè)計(jì)處理風(fēng)量Q=10000m3/h，離子送風(fēng)設(shè)備風(fēng)量Q=20000m3/h。
（微信對(duì)原文做了較大編輯、刪節(jié)，原文參見2018年8月《中國給水排水》第16期 “通溝污泥多級(jí)分離處理工藝改進(jìn)及工程設(shè)計(jì)”，作者：閻軼婧同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院＜集團(tuán)＞有限公司)
該文標(biāo)準(zhǔn)引用格式：
閻軼婧. 通溝污泥多級(jí)分離處理工藝改進(jìn)及工程設(shè)計(jì)[J]. 中國給水排水，2018,34（16）：45-49.
Yan Yijing. Improvement and design of multistageseparation treatment for sewer sludge[J]. China Water & Wastewater, 2018,34（16）：45-49(in Chinese).
編輯：孔紅春
制作：文凱
中國給水排水
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2017年03月13日，加入搜狐號(hào)
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