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摘 要：给水厂排泥水产生于水处理过程中的沉淀或澄清以及滤池反冲洗步骤，总量约占给水厂净水量的4%-7%。本文从给水厂污泥的来源、污泥的性质、给水污泥处理技术与运行等方面，对给水厂污泥处理技术进行了综述。
关键词：给水厂污泥处理污泥来源性质
中图分类号：S141文献标识码： A
给水污泥的来源及性质
1.1给水污泥的来源
水厂沉淀池排泥水和滤池反冲洗排泥水经沉降后所形成的污泥是水厂污泥主要来源。其次还有反应池、清水库清洗时所形成的污泥是水厂污泥次要源[1]。
1.2给水污泥的性质
给水污泥的性质主要包括：污泥中的水分与含固率、污泥比阻、污泥的压缩性与抗剪切强度。费什林(Vesilind)把污泥中的水分为4类：自由水、矾花水、毛细水、结合水。污泥的脱水性能通常用比阻来表示，比阻越小，污泥的脱水性能越好。比阻的定义为单位过滤面积上，单位滤饼干固体重量所受到的阻力。压缩性被认为是在脱水过程中矾花变形的结果，大多数的加混凝剂的水厂污泥是具有高压缩性的。压缩性的主要后果是当脱水工艺中压力提高时脱水速率会降低。
给水污泥的处理工艺
净水厂污泥处理对象主要是滤池的冲洗废水和沉淀池的排泥水。其成分一般为原水中悬浮物质和部分溶解物质以及在净水过程中投加的各种药剂。排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水以及泥饼处置等工序[2] [3]。
调节
为使污泥处理构筑物均衡运行以及保持水质相对稳定，一般在浓缩池前设置调节池。净水厂滤池的冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，其量和质都不稳定，设置调节池可使后续设置负荷均匀，有利于浓缩池的正常运行。
浓缩
净水厂排泥含固率一般很低，仅在0.05-0.5%之间，需进行浓缩处理。浓缩的目的是提高污泥浓度，缩小污泥体积，减少后续处理设备负荷，缩小脱水机处理规模。目前大多采用机械脱水，其对供给的污泥浓度有一定要求，需对排泥水进行浓缩处理。
平衡和脱水
原水浊度及处理水量变化时，净水厂排泥量和含固率也会相应变化。为了脱水机均衡运行，宜在浓缩池后设置一定容积的平衡池。设置平衡池还可以满足原水浊度大于设计值时达到缓冲和贮存浓缩污泥的作用。浓缩后的浓缩污泥需经脱水处理，以进一步降低含水率，减小容积，便于搬运和最后处置。当采用机械方法进行污泥脱水处理时，还需投加石灰或高分子絮凝剂(如聚丙烯酞胺)等。
泥饼及分离液处置
脱水后泥饼可以外运作为低洼池填埋土、垃圾场覆盖土或作为建筑原料或掺加料等。泥饼成分应满足相应环境质量标准及污染物控制标准。排泥水浓缩中将产生上清液，脱水过程中产生分离液。当上清液水质符合排放水域的排放标准时，可直接排放；当水质满足要求时也可考虑回用。分离液中悬浮物浓度较高，一般不符合排放标准，故不宜直接排放，可回流至浓缩池或排入下水系统。含有高分子絮凝剂成分的分离液回流到浓缩池进行循环处理，也有利于提高排泥水的浓缩程度。
给水厂污泥处理系统运行
3.1 排泥量均匀控制与运行要求
调节池的作用主要是将澄清池和双阀滤池的排泥水均质均量，保证向浓缩池提供浓度较为均匀、流量较为恒定的污泥。因此，调节池内设潜水搅拌机以使池内污泥处于悬浮状态及保持浓度均匀；同时在池内设潜水泵以恒定流量向浓缩池投配污泥。
沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水是间歇产生的，且流量较大，而浓缩池设计时考虑处理负荷，基本上是连续运行的，因此需設置调节池以解决废水收集和浓缩之间能力差值。排泥水调节池用以收集沉淀池排泥水，其容积必须满足排泥期间吸泥机排泥能力和排泥水浓缩能力的差值。
调节池运行控制方面，建议采用可调节的提升泵，根据调节池的运行液位及污泥浓缩池上清液固体悬浮物含量调节运行速度，以确保回用的上清液中的悬浮物含量小于设定的标准限制。
3.3 浓缩池的作用及运行要求
浓缩池的功能是对调节后的泥水进一步浓缩，以提高机械脱水效率，缩小脱水机容量。污泥浓缩池是整个排泥水处理过程的核心部分，底部流出的污泥浓度将直接影响污泥的脱水效果。排泥水浓缩是通过重力或机械的作用使固液分离从而降低排泥水体积的重要手段。浓缩法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等，其中运用最广泛、操作最简单的是重力浓缩法[4] [5]。
污泥浓缩池的设计需考虑生产废水的沉降性能和所需达到的处理负荷。为节约浓缩池面积，往往在浓缩池固液分离部分加斜板，以提高浓缩效率。如果同时考虑沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水的浓缩，则建议在设计时考虑两组浓缩池之间可切换使用，反冲洗废水浓缩池排泥管路考虑二次浓缩的可能。
3.4 平衡池的作用及运行要求
平衡池的作用是收集浓缩污泥，保证脱水机械的连续运行。平衡池的容积决定了污泥脱水系统的抗冲击能力，如果原水浊度短期大量提高，产生的浓缩污泥超过了脱水机械的处理能力，则超出部分的污泥可储存在平衡池内，待以后处理。污泥平衡池主要考虑液位，浓度信号的输出以及搅拌设备和出水阀门的状态控制[6]。设置适当池容的污泥调蓄均衡池，对供水量规模较大或使用周期性间歇运作的板框压滤污泥脱水机的水厂更适用。
3.5 药剂的选择及投加
为了改善自来水厂污泥的脱水性能，浓缩污泥进行污泥机械脱水前一般应均匀加入适量的有机高分子聚合物如聚丙烯酰胺(PAM)来降低污泥比阻，使其易于脱水。聚丙烯酰胺有阴离子型、阳离子型和非离子型三类，应从技术和经济方面综合衡量，通过试验筛选适合的PAM类型[7] 。
污水厂的污泥中以含有机成分的亲水性胶质微粒为主，胶粒Zeta电位负电性较强，则在污泥进行机械脱水时一般先加入适量的阳离子型PAM，起中和胶粒的电性及微粒间架桥絮凝作用，使污泥容易脱水；自来水厂的污泥以泥砂等无机成分的胶粒为主，且在水厂净水过程中已加过铝盐或铁盐混凝剂，胶粒Zeta电位负电性明显降低，加入适量PAM主要促使泥粒间架桥絮凝和降低污泥比阻。
结论
相对于污水处理厂的污泥处理技术，给水污泥的起步较晚且研究较少，但其对给水水源地的保护具有重要作用。我们应当根据自身的实际生产运行情况，综合分析水厂的排泥水及反冲洗的特性，选择最为经济有效的给水处理工艺。
参考文献
潘明, 胡雪郁, 何纯提. 北京市第九水厂污泥处理工程设计简介. 给水排水, 1999, 25(2): 1-5.
王佐, 崔京朝. 大连市沙河口净水厂污泥处理工艺及生产运行分析. 给水排水, 2005, 31(5): 10-13.
Qi Lu, Cheng Rong. Recycle of alum sludge with PAC (RASP) for drinking water treatment. DESALINATION AND WATER TREATMENT, 2011, 25(1-3): 170-175.
王劲, 许建华. 月浦水厂排泥水浓缩处理工艺初步研究. 给水排水, 2003, 29(6): 6-11.
Babatunde, Kumar. Constructed wetlands using aluminium-based drinking water treatment sludge as P-removing substrate: should aluminium release be concern. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MONITORING , 2011, 13(6): 1775-1783.
杨崇豪, 张可欣, 赵丽敏. 给水厂污泥脱水技术改造设计方案研究. 给水排水, 2005, 31(12): 21-24.
Verrelli David I, Dixon David R, Scales Peter J. Assessing dewaterin performance of drinking water treatment sludges. WATER RESEARCH, 2010, 44(5): 1542-1552.
关键词：给水厂污泥处理污泥来源性质
中图分类号：S141文献标识码： A
给水污泥的来源及性质
1.1给水污泥的来源
水厂沉淀池排泥水和滤池反冲洗排泥水经沉降后所形成的污泥是水厂污泥主要来源。其次还有反应池、清水库清洗时所形成的污泥是水厂污泥次要源[1]。
1.2给水污泥的性质
给水污泥的性质主要包括：污泥中的水分与含固率、污泥比阻、污泥的压缩性与抗剪切强度。费什林(Vesilind)把污泥中的水分为4类：自由水、矾花水、毛细水、结合水。污泥的脱水性能通常用比阻来表示，比阻越小，污泥的脱水性能越好。比阻的定义为单位过滤面积上，单位滤饼干固体重量所受到的阻力。压缩性被认为是在脱水过程中矾花变形的结果，大多数的加混凝剂的水厂污泥是具有高压缩性的。压缩性的主要后果是当脱水工艺中压力提高时脱水速率会降低。
给水污泥的处理工艺
净水厂污泥处理对象主要是滤池的冲洗废水和沉淀池的排泥水。其成分一般为原水中悬浮物质和部分溶解物质以及在净水过程中投加的各种药剂。排泥水处理系统通常包括调节、浓缩、平衡、脱水以及泥饼处置等工序[2] [3]。
调节
为使污泥处理构筑物均衡运行以及保持水质相对稳定，一般在浓缩池前设置调节池。净水厂滤池的冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，其量和质都不稳定，设置调节池可使后续设置负荷均匀，有利于浓缩池的正常运行。
浓缩
净水厂排泥含固率一般很低，仅在0.05-0.5%之间，需进行浓缩处理。浓缩的目的是提高污泥浓度，缩小污泥体积，减少后续处理设备负荷，缩小脱水机处理规模。目前大多采用机械脱水，其对供给的污泥浓度有一定要求，需对排泥水进行浓缩处理。
平衡和脱水
原水浊度及处理水量变化时，净水厂排泥量和含固率也会相应变化。为了脱水机均衡运行，宜在浓缩池后设置一定容积的平衡池。设置平衡池还可以满足原水浊度大于设计值时达到缓冲和贮存浓缩污泥的作用。浓缩后的浓缩污泥需经脱水处理，以进一步降低含水率，减小容积，便于搬运和最后处置。当采用机械方法进行污泥脱水处理时，还需投加石灰或高分子絮凝剂(如聚丙烯酞胺)等。
泥饼及分离液处置
脱水后泥饼可以外运作为低洼池填埋土、垃圾场覆盖土或作为建筑原料或掺加料等。泥饼成分应满足相应环境质量标准及污染物控制标准。排泥水浓缩中将产生上清液，脱水过程中产生分离液。当上清液水质符合排放水域的排放标准时，可直接排放；当水质满足要求时也可考虑回用。分离液中悬浮物浓度较高，一般不符合排放标准，故不宜直接排放，可回流至浓缩池或排入下水系统。含有高分子絮凝剂成分的分离液回流到浓缩池进行循环处理，也有利于提高排泥水的浓缩程度。
给水厂污泥处理系统运行
3.1 排泥量均匀控制与运行要求
调节池的作用主要是将澄清池和双阀滤池的排泥水均质均量，保证向浓缩池提供浓度较为均匀、流量较为恒定的污泥。因此，调节池内设潜水搅拌机以使池内污泥处于悬浮状态及保持浓度均匀；同时在池内设潜水泵以恒定流量向浓缩池投配污泥。
沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水是间歇产生的，且流量较大，而浓缩池设计时考虑处理负荷，基本上是连续运行的，因此需設置调节池以解决废水收集和浓缩之间能力差值。排泥水调节池用以收集沉淀池排泥水，其容积必须满足排泥期间吸泥机排泥能力和排泥水浓缩能力的差值。
调节池运行控制方面，建议采用可调节的提升泵，根据调节池的运行液位及污泥浓缩池上清液固体悬浮物含量调节运行速度，以确保回用的上清液中的悬浮物含量小于设定的标准限制。
3.3 浓缩池的作用及运行要求
浓缩池的功能是对调节后的泥水进一步浓缩，以提高机械脱水效率，缩小脱水机容量。污泥浓缩池是整个排泥水处理过程的核心部分，底部流出的污泥浓度将直接影响污泥的脱水效果。排泥水浓缩是通过重力或机械的作用使固液分离从而降低排泥水体积的重要手段。浓缩法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等，其中运用最广泛、操作最简单的是重力浓缩法[4] [5]。
污泥浓缩池的设计需考虑生产废水的沉降性能和所需达到的处理负荷。为节约浓缩池面积，往往在浓缩池固液分离部分加斜板，以提高浓缩效率。如果同时考虑沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水的浓缩，则建议在设计时考虑两组浓缩池之间可切换使用，反冲洗废水浓缩池排泥管路考虑二次浓缩的可能。
3.4 平衡池的作用及运行要求
平衡池的作用是收集浓缩污泥，保证脱水机械的连续运行。平衡池的容积决定了污泥脱水系统的抗冲击能力，如果原水浊度短期大量提高，产生的浓缩污泥超过了脱水机械的处理能力，则超出部分的污泥可储存在平衡池内，待以后处理。污泥平衡池主要考虑液位，浓度信号的输出以及搅拌设备和出水阀门的状态控制[6]。设置适当池容的污泥调蓄均衡池，对供水量规模较大或使用周期性间歇运作的板框压滤污泥脱水机的水厂更适用。
3.5 药剂的选择及投加
为了改善自来水厂污泥的脱水性能，浓缩污泥进行污泥机械脱水前一般应均匀加入适量的有机高分子聚合物如聚丙烯酰胺(PAM)来降低污泥比阻，使其易于脱水。聚丙烯酰胺有阴离子型、阳离子型和非离子型三类，应从技术和经济方面综合衡量，通过试验筛选适合的PAM类型[7] 。
污水厂的污泥中以含有机成分的亲水性胶质微粒为主，胶粒Zeta电位负电性较强，则在污泥进行机械脱水时一般先加入适量的阳离子型PAM，起中和胶粒的电性及微粒间架桥絮凝作用，使污泥容易脱水；自来水厂的污泥以泥砂等无机成分的胶粒为主，且在水厂净水过程中已加过铝盐或铁盐混凝剂，胶粒Zeta电位负电性明显降低，加入适量PAM主要促使泥粒间架桥絮凝和降低污泥比阻。
结论
相对于污水处理厂的污泥处理技术，给水污泥的起步较晚且研究较少，但其对给水水源地的保护具有重要作用。我们应当根据自身的实际生产运行情况，综合分析水厂的排泥水及反冲洗的特性，选择最为经济有效的给水处理工艺。
参考文献
潘明, 胡雪郁, 何纯提. 北京市第九水厂污泥处理工程设计简介. 给水排水, 1999, 25(2): 1-5.
王佐, 崔京朝. 大连市沙河口净水厂污泥处理工艺及生产运行分析. 给水排水, 2005, 31(5): 10-13.
Qi Lu, Cheng Rong. Recycle of alum sludge with PAC (RASP) for drinking water treatment. DESALINATION AND WATER TREATMENT, 2011, 25(1-3): 170-175.
王劲, 许建华. 月浦水厂排泥水浓缩处理工艺初步研究. 给水排水, 2003, 29(6): 6-11.
Babatunde, Kumar. Constructed wetlands using aluminium-based drinking water treatment sludge as P-removing substrate: should aluminium release be concern. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MONITORING , 2011, 13(6): 1775-1783.
杨崇豪, 张可欣, 赵丽敏. 给水厂污泥脱水技术改造设计方案研究. 给水排水, 2005, 31(12): 21-24.
Verrelli David I, Dixon David R, Scales Peter J. Assessing dewaterin performance of drinking water treatment sludges. WATER RESEARCH, 2010, 44(5): 1542-1552.