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山东某市通沟污泥技术方案研究

王磊 王婷 田海成
  
安家(建筑与工程)
2021年37期
济南市市政工程设计研究院 集团 有限责任公司 山东 济南 250101

山东某市排水管道多年未实施清淤,管线淤堵造成污水溢流现象时有发生,因此启动管线清淤工程迫在眉睫。对城区污水管网进行清淤疏浚,按照从污水主干管逐步向次干管、支管延伸的步骤,完成管网的清淤监测及功能修复,同时要求按照“无害化、减量化、资源化”的要求,结合污水分区及污水处理厂建设,建设通沟污泥处理厂。

因此,本方案通过研究某市通沟污泥[1]特点及情况,有针对性的提出通沟污泥处理技术方案。

1.排水管网及污泥特点

1.1 排水管网情况

近几年来,某市排水设施虽然在资金投入、工程规模、技术水平、工程质量、社会效益和城市面貌改善等方面取得了显著成果,但在建设、管理等方面仍存在一些问题,主要表现在:

(1)污水管网系统建设不健全。

(2)部分污水干管负荷容量不满足。

(3)旧城片区雨污分流不彻底。

(4)部分污水管线淤积、破损严重。

(5)河道截污存在弊端。

1.2 污泥特点

(1)排水管渠污泥含水率介于8.8%~86.8%之间,平均含水率为46.73%,排水管渠污泥含水率较低的原因与本市近20年未曾清淤有关,排水管渠污泥在管底沉积多年,密实度较大。

(2)根据现场情况,排水管渠污泥中含有大量的树皮、烂叶、泥砂、渣滓、果壳、纸浆树枝、玻璃、粗大垃圾等,粒径一般在10mm以上。粒径在0.2mm~10mm之间的主要是砂、鹅卵石、小块的金属、小块玻璃等重质成分以及塑料、桔梗、树叶、布料等轻质成分,0.2mm以下主要是泥、粉细砂、有机物等成分。粒径大于0.2mm无机颗粒占比约15.92%,粒径介于0.02~0.2mm之间的无机颗粒占比约34.17%,粒径小于0.02mm的无机颗粒占比约49.91%,由此可见排水管渠污泥粒径明显偏小,小颗粒的物质占比较高。

(3)排水管渠污泥比重介于1.12~1.92之间,平均值为1.41,密度较大原因在于排水管渠污泥主要以粗粒度疏水性无机颗粒为主。

(4)排水管渠污泥各重金属指标、氰化物、矿物油以及大肠菌群等均满足我国《农用污泥污染物控制标准》(GB4284-2018)的相关要求。

(5)排水管渠污泥中总氮、总磷、K的含量比较高,满足污泥农用的要求,而有机质含量,均小于10%,小于我国《农用污泥污染物控制标准》(GB4284-2018)对污泥肥分要求(有机质含量≥20%),这说明排水管渠污泥有机质含量严重不足,主要以无机物为主,不适于用作农用。

2.通沟污泥量预测

通沟污泥来源于市政雨水管、污水管、合流管、窨井、雨水口、雨污水泵站等市政设施的养护清捞,其产量受管道长度、疏通方式、疏通频率、道路周边环境、养护要求等因素影响,其中管道长度、疏通频率及疏通方式对污泥量产生的影响较大,国内通常采用单位管道长度预测法来预测排水管渠污泥产生量,根据上海市及北京市相关经验数据,单位管道长度污泥量指标取值范围是10~16 m3/km/a(含水率以80%计)。

根据某市已经进行的排水管渠清淤工作,折合单位管长污泥量约15m3/km。未来某市也将实现清淤常态化,淤泥量也必将比已经实施的工程淤泥产率有所降低,但是考虑某市城市化发展情况,为日后污泥减量化处理工程留有余地,单位长度管道污泥产生量取15 m3/(km·a)是合理的。某市目前污水管道总长度约6435km,则污水管道污泥量约为9.65万m3/年。考虑排水管渠污泥处理站年运行时间为250天/年,则某市排水管渠污泥处理站总规模约为360 m3/d。

3.通沟污泥处理技术方案

根据排水管渠污泥理化性质及成分组成,本着逐级分离+回收利用的原则研究确定排水管渠污泥处理工艺流程为:

(1)预处理工段:吸泥车将排水管渠污泥运至污泥储池中,通过筛网分离树枝、玻璃瓶、大石块等粗大物料。该部分物料无太大再利用价值,可选择与生活垃圾一同填埋。

(2)粗料分离工段:污泥储池内的污泥经抓斗提升至喂料仓后通过仓内运输螺杆机运至洗涤转鼓格栅进行粗大物料筛分处理,分离10mm以上的砖块、石头、铁罐、破布等。塑料袋,木块等可被筛分出来,进行焚烧处理;剩下的物料是比重较大,颗粒直径大于10mm石块和石砾,可与生活垃圾一同进行简单填埋处理。

(3)砂石分离工段:小于10mm的物料进入吸砂机进行洗涤分离0.2~10mm之间的砂、鹅卵石等。筛下物中含有颗粒直径小于10mm的细砂和砂砾的物料,被进一步送入洗砂装置内进行洗涤处理和筛分处理。洗涤处理之后,0.2mm以上的细砂内有机含量较低,可作为低档建筑材料回收利用。

(4)细料分离工段:利用精细格栅0.2~10mm之间尚存在部分轻质物质,如塑料、桔梗、树叶、布料等,可将该部分细料压榨后外运。

(5)细砂分离工段:精细格栅过滤后的混合液进入中间水池,通过渣浆泵提升进入旋流除砂器分离20um以上的细砂,该部分细砂再利用价值较大,宜采取分离措施单独提取作为低档建材再利用。

(6)污泥及粉细砂沉淀工段:旋流除砂器出水进入斜板沉淀池处理, 20um以下的污泥及粉细砂占比达到50%左右,必须对该部分污泥进行沉淀分离。沉淀池底部的污泥进一步进行污泥浓缩脱水。沉淀池上清液出水进入回用水池,循环利用作为上述各工段的冲洗用水。

(7)污泥浓缩脱水:沉淀后的污泥含水率仍然较高,为了进一步实现污泥减量化,尚需要进行浓缩脱水至含水率65%左右,脱水后污泥作为低档建材再利用。

污泥处置途径包括污泥农用、污泥焚烧、污泥填埋、污泥建材利用等四大类,根据本市排水管渠污泥性质并结合某市现状污水处理厂污泥处置途径及生活垃圾处置现状,研究确定通沟污泥处置[2]途径为:以建材利用为主,以填埋为辅。

4.工程建设方案及投资

通沟污泥处理站总规模约为360m3/d,考虑到污泥运输成本,排水管渠污泥处理厂不宜集中建设,而宜采用分散建设模式,可结合污水管网系统分区情况,每个片区分别建设排水管渠污泥处理厂,同时各排水管渠污泥处理厂相互备用。建设6座通沟污泥站,为含水率60%的排水管渠污泥60t/d,每座占地面积约0.55公顷,单座建设投资4000万元。

5.结语

基于某市通沟污泥的情况,提出有针对性性的污泥处理技术方案,便于下一步工程实施,达到改善生态环境的目的。

参考文献

[1]缪斌. 上海市浦东新区通沟污泥处理处置工艺设计[J].中国给水排水,2015,31(8):57-59.

[2]马安卫,黄慧,王洁琼. 上海市浦东新区通沟污泥处置新工艺探讨与研究[J].中国给水排水,2015,31(18):28-30.

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