中国给水排水２０１２年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会论文集

凌庄水厂污泥处理工程设计简介

徐斌

（天津市华博水务有限公司）

摘要：凌庄水厂承担着天津市市区１／３的供水任务，多年来未经处理的排泥水直接排到

水厂预沉池后，经沉淀与引输来的新鲜滦河水掺混后作为凌庄水厂的水源。因此需实施污泥

处理工程。本文介绍了凌庄水厂生产排水（泥）处理工程的工艺流程、主要构筑物及工艺参

数的设计，并重点阐述了该项目在浓缩处理工艺、脱水机械选择方面的设计技术特点。

关键词：最大干泥量；污泥浓缩；高密度沉淀池；气浮装置

由于经济和脱水设备性能的原因，国内狰水厂的污泥处理研究和应用起步较晚，大多数净水厂的排泥水就近排入河道，然后再花费大量的人力、物力、才力定期进行清淤。近年来，

随着我国经济实力的增长，各地政府环保意识、节水意识的加强，许多省市的净水厂已经建

成并投产了净水厂污泥处理工程。

天津市凌庄水厂及其扩建工程产水能力共７５万ｍ３７ｄ，承担大约１／３的市区供水负荷。水

厂采用常规净水工艺，反应与沉淀构筑物主要有：往复式隔板反应池，回转式隔板反应池，

平流沉淀池，斜管沉淀池，斜板沉淀池。过滤构筑物主要有：普通快滤池，双阀滤池，气水

反冲洗滤池。

多年来凌庄水厂在发展扩建的同时未对生产工艺中所产生的大量排水进行处理。这些未

经处理的排泥水直接排入水厂内的小预沉池，经沉淀后的水进入大预沉池内，小预沉池及大

预沉池的沉泥定期清挖，挖泥是采用水力抽排至租用的洼地自然晒干的方法。沉淀后的排水

与新鲜源水掺混使用。

随着社会经济的不断发展，环境保护意识的提高，对于生活饮用水源水水质的要求也日

趋严格。作为生产自来水的凌庄水厂每天产生的滤池反冲洗排水和沉淀池排泥水，直接排到

水厂预沉池后经沉淀与引输来的新鲜滦河水掺混后做为凌庄水厂的水源。因此在运行中存在

影响源水水质和造成预沉池淤积需要清挖的问题。为解决上述问题，确定实施凌庄水厂生产

排水（泥）处理工程。该项目在改善水环境的同时，还可回收利用该水厂日供水量的２％一４％，

在一定程度上缓解了天津市水资源紧缺的矛盾。

该项目的处理能力是根据凌庄水厂净水生产规模７５万ｍ３／日确定，设计最大干泥量为７２．２

吨／天・干固体，占地９６００平方米。１工程设计内容

１．１工艺流程及原始资料

（１）工艺流程

生产排水（泥）的处理工艺流程分为两部分：回流水流程、污泥处理流程，见图１。

（２）排泥水水质

拟处理的排泥水的浊度为４４．５ＮＴＵ、色度为２６倍及药剂（铁盐）投加量为２．２２。中国给水排水２０１２年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会论文集

溢流进预沉池

－预沉池

－排放底泥预沉池排放排放

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沉淀池排泥水ｌ污泥于升鼍暖立Ｉ．阿ｙ．１耋慝再］重力流广焉磊］螺杆泵阿

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图１水厂污泥处理工艺流程

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（３）排泥水水量

按净水厂排泥水满负荷运行工况进行计算：

净水厂沉淀池排泥设计流量：２１３６ｌｍ３／ｄ；

净水厂反冲洗排水设计流量：３０００ｍ３／１１；

污泥调节池设计流量：２３０４ｌｍ３／ｄ：斜管沉淀池设计流量２３０４１矗／ｄ；

气浮池设计流量：４８１３．３３ｏ／ｄ；

脱水机进口设计流量２０６２．８６ｍ３／ｄ；脱水机出口设计流量３２８．１８ｍ３／ｄ。

１．２主要构筑物及工艺参数

（１）排水池

排水池接纳滤站反冲洗排水，为现浇钢筋砼结构，分为２池。停留时间为２小时，小时

最大反冲洗水量为１２００ｍ３。故单个排水池容积为３０２４ｍ３，总容积为６０４８ｍ３，排水池长宽为

５４×１６米，有效水深４．０米。当排水池内高水位时，上清液通过重力流入预沉池；低水位时通

过反冲洗提升泵将水位提升至高水位，后再靠重力流入预沉池。另设两台桁架式吸泥机将底

泥提升至污泥调节池。

池中设备包括：泵吸桁架式吸泥机，轨距为１６．３ｍ，潜水泵功率为０．７５ｋｗ。穿墙潜水泵

设备四台（两用两备），设计参数为：Ｑ＝１６００ｍ３／ｌｌ；Ｈ＝１．１３ｍ；Ｎ＝１０ｋｗ。

（２）污泥调节池

污泥调节池接纳沉淀池排泥水、排水池污泥、预沉池临时挖泥，为现浇钢筋砼结构，分

为２池。停留时间为１小时，小时最大排泥量为９６０ｍ３。总有效容积为１４３０ｍ３，单个调节池

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长宽为１２．５×２６米，有效水深２．２米。

池中设备包括：潜水搅拌机一台，参数为Ｎ－２．８０ｋｗ；潜水排污泵六台，四用两备，其中

两台为变频调速，参数为Ｑ＝３６０ｍ３／Ｉｌ，Ｈ＝１０ｍ，Ｎ＝１７ｋｗ；挖泥船排泥管进口设电动格栅一台，

栅缝隙为１０ｍｍ，宽１ｍ，Ｎ＝０．５５ｋｗ。

（３）斜管沉淀池

来自污泥调节池的污泥首先进入斜管沉淀池的配水渠，后进入斜管沉淀区，经自然沉淀

后，上清液通过出水渠及回流管道回流到排水池，底泥通过刮泥机收集到泥斗中，然后输送

到污泥均衡池中，排出污泥的浓度将达１．５％。

斜板浓缩池为现浇钢砼结构，与污泥综合处理车间建于同一轻钢结构厂房内，可满足冬

季正常运行要求。设计流量９６０ｍ３／ｌｌ，分为２池，单池尺寸２０．２ｍ×８．２ｍ设计进泥浓度０．３％ＤＳ，

设计输出污泥浓度＞１．５％ＤＳ，澄清区面积２０１２．９６ｍ２。

斜管采用工程塑料，斜管长１．１５ｍ，宽１．０ｍ，安放角度６０。，采用链条式刮泥机刮泥。

（４）综合处理车间

污泥处理车间由污泥均衡池、絮凝装置、气浮装置、污泥脱气池、加药装置、离心脱水

系统等六部分组成。

１）污泥均衡池

污泥均衡池用于调节均化斜管沉淀池排出的污泥，保证进气浮池的污泥浓度和污泥量稳

定。污泥均衡池容积为７２０ｍ３，平面尺寸为１５．７５ｍ×１１．１５ｍ，有效水深为２．５米。污泥停留时

间为４小时。池内配有两台潜水搅拌器，功率为２．８ｋＷ。

２）气浮装置

选用整套气浮装置来进行浓缩处理，共３套，Ｑ＝５５ｍ３／ｌｌ、Ｎ＝１５ｋｗ，气浮装置由表面刮泥

机、底泥输送器、循环泵、空压机、配气系统控制盘、电动系统控制盘等几部分组成。

３）污泥脱气池

污泥脱气池用于调节均化气浮装置排出的污泥，将气浮装置排出的含有气泡的污泥进行

搅拌脱气，保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。污泥脱气池容积为２６６Ｉｎ３，平面尺寸为

２２．６０×６．７０米，有效水深为２．５米。池内配有一台潜水搅拌器，功率为２．８ｋＷ。

４）离心脱水系统

采用离心脱水机，它具有占地少，能可靠连续自动运转，脱水率和分离率高，设备寿命

长，操作灵活，投资少，运行费用低，并采用封闭式系统作业环境好等优点。

通过进泥泵将污泥脱气池的污泥输送到离心脱水机，后经离心脱水机脱水后的泥饼通过

螺旋输送器送至泥饼堆场，后通过运泥车运走。

系统包括两台螺杆泵，Ｑ＝１０—３５ｍ３／ｌｌ、Ｈ＝１ｌｍ、Ｎ＝４ｋｗ，带变频调速装置；两台离心脱水

机，ＱＭＡ叉＝２９ｍ３／１１，Ｎ＝４５ｋＷ。整个过程全部为自动化控制。为了保持脱水污泥的质量不变，由厂家自带的ＰＬＣ，通过

对离心脱水机中转筒的转速的控制，使其保持在最佳范围内，达到对离心脱水机运行的控制。

可自动控制进泥量以及聚合物投加量。

５）投加药系统

在污泥净化车间内二层，设置药剂储藏间，平面尺寸为６．１×１３．５ｍ，设起重量为１吨的桥式中国给水排水２０１２年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会论文集

吊车一辆。

①投加药剂：聚合物（ＰＡＭ）：

为改善污泥的脱水性能，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。

②投加点：

聚丙烯酰胺分别投加到气浮池进口和离心脱水机进口。ＰＡＭ由自动溶药系统供应，采用

计量泵来控制絮凝剂的加注。

在污泥脱气池中安装了污泥浓度计，以显示进入离心脱水机的浓缩污泥浓度；在进泥管

道上安装流量计，在污泥泵上加了变频器控制，以控制进泥量。③投加量及投加设备：

ａ、气浮装置进口：聚合物平均投加率为３ｋ卧．干固体，其日平均常消耗量将近为１４４．４０

ｋ∥ｄ，聚合物药液按１９／Ｌ的浓度在一套自动配制装置内进行，其型号为Ａ一６０００，Ｖ＝６０００Ｌ，

通过四台（二用二备）加药泵，将药液投加到装置进泥口处。加药泵的出药量根据气浮池的

进泥量，可进行自动调节，加药泵参数Ｑ＝４４０～１１００Ｌ／Ｉｌ，Ｎ＝Ｏ．３７ｋＷ，带变频调速装置。

ｂ、离心脱水机进口处：聚合物平均投加率为５ｋ鱿干固体，其日常消耗量将近为２４０．６１蚓ｄ，聚合物药液按ｌｇ／Ｌ的浓度在一套自动配制装置内进行，其型号为Ａ一６０００，Ｖ＝６０００Ｌ，Ｎ三１．３７ｋＷ，总体尺寸为Ｌ＝３５００ｒ砌、Ｈ＝１４００ｍｍ、Ｗ＝１３００ｍｍ，通过三台（二用一备）加药

泵，将药液投加到离心脱水机进泥口处。加药泵的出药量根据气浮池的进泥量，可进行自动

调节，加药泵参数Ｑ：４００—１５００Ｌ／１１、Ｎ＝０．５５ｋＷ，带变频调速装置。

６）污泥堆场

经离心脱水机脱水处理后的污泥通过无轴输送器输送到污泥储运车，将干泥运至西侧污

泥堆场。污泥堆场的平面尺寸为２２．６０×６．７０米，上设罩棚，堆场周围设排水沟。污泥堆场按

水厂４０万ｍ３／ｄ产生的污泥存储７天设计，定期用车将污泥外运。

２工艺设计特色

２．１两级浓缩工艺

浓缩工艺的功能在于均匀接受调节池的生产排泥，利用沉淀原理和水力搅拌作用，降低

污泥的含水率，使浓缩后的底泥浓度满足脱水机械对物料浓度的要求。浓缩是污泥处理系统

中最关键的一道工序，浓缩效果的优劣直接影响到后续的脱水效果。浓缩的方式主要有：

（１）机械浓缩法：机械浓缩有离心法和螺压式浓缩等方法。

机械浓缩法的优点是设备紧凑、用地省，但能耗大，并需投加一定的高分子聚合物，在

国内净水厂污泥处理中尚未采用。

（２）重力浓缩法：重力浓缩有沉淀浓缩法和气浮浓缩法两种。

沉淀浓缩法是净水厂污泥处理中最常用的方法，目前国内常用的浓缩池类型有圆形辐流

式浓缩池、上向流斜板或斜管浓缩池、泥渣接触型高效浓缩池等。适用于净水厂水源为河流

泥砂型的污泥处理系统。圆形辐流式浓缩池管理简单，维修方便，抗冲击负荷能力较强，浓

缩时间较长，浓缩效果的保证率高，但占地。而斜板浓缩池占地面积小，节约用地。但抗冲

击负荷能力较弱，浓缩时间短，只适用于江河泥沙型水源处理，对含有藻类的水库水，浓缩

效果较难保证。高密度沉淀池是法国德利满公司的专利，其药剂费用及运行成本较高，管理

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