凈水廠排泥系統(tǒng)及污泥泵房優(yōu)化運(yùn)行研究

趙 宇 ，張劍鋒 ，常 華

(1. 天津泰達(dá)水業(yè)有限公司 天津300457；2. 天津泰達(dá)津聯(lián)自來水有限公司 天津300457)

凈水廠運(yùn)行過程中，當(dāng)沉淀池排泥或?yàn)V池反沖洗排水時(shí)，由于地下排泥管道超負(fù)荷運(yùn)行，路面井蓋會發(fā)生冒水現(xiàn)象，在冬季會造成路面大面積結(jié)冰，存在安全隱患且影響凈水廠形象。此現(xiàn)象除與排泥管道設(shè)計(jì)負(fù)荷有關(guān)，還與排泥模式及污泥泵房運(yùn)行液位有關(guān)：過高的液位會使排泥水的流動受阻，增加排放壓力，加重路面冒水程度；過低的液位又會使污泥泵房底層的淤泥進(jìn)入調(diào)節(jié)池，使調(diào)節(jié)池出現(xiàn)積淤現(xiàn)象。合理的污泥泵房運(yùn)行液位同時(shí)關(guān)系到路面冒水和調(diào)節(jié)池積淤。為了綜合解決這些問題，對沉淀池排泥模式和污泥泵房運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化研究，找到污泥泵房液位、調(diào)節(jié)池液位之間的關(guān)聯(lián)，解決路面冒水及調(diào)節(jié)池積淤等問題。

1 設(shè)備改造及優(yōu)化運(yùn)行內(nèi)容

1.1 優(yōu)化排泥系統(tǒng)運(yùn)行模式

由于污泥泵房建成時(shí)間久遠(yuǎn)，未能充分考慮水廠總處理能力，且為排水池與排泥池合建池，池內(nèi)含水率較高且擾動較大、頻次也高，故而在優(yōu)化污泥泵房運(yùn)行方式之前，先進(jìn)行排泥系統(tǒng)的優(yōu)化。

1.1.1 優(yōu)化上向流炭吸附脈沖澄清池(UCR)排泥方式

UCR排泥工況特點(diǎn)為排泥頻率高、短時(shí)流量大，若4個(gè)池子運(yùn)行時(shí)間接近時(shí)，會出現(xiàn)幾個(gè)池子同時(shí)排泥的情況，對整個(gè)排泥管線和排水池沖擊很大，這也是造成 UCR北側(cè)地面冒水的原因之一。鑒于此，需進(jìn)行UCR排泥方式的優(yōu)化研究。

1.1.2 優(yōu)化斜管沉淀池排泥方式

斜管沉淀池的排泥方式為泥車排泥，排泥周期為2～4h不等，一次排泥時(shí)間為泥車運(yùn)行一個(gè)來回的時(shí)間。通過觀察泥車運(yùn)行周期內(nèi)排出的泥水情況發(fā)現(xiàn)，去程的泥水濃度較高，回程的泥水濃度較低，既浪費(fèi)了大量凈水，又長時(shí)間占用排泥管道，對排水池內(nèi)泥的沖擊較大。因此，也需對斜管沉淀池的排泥方式進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 進(jìn)行UCR北側(cè)壓力井改造

為進(jìn)一步解決路面冒水情況，結(jié)合廠區(qū)現(xiàn)狀通過外委單位進(jìn)行UCR北側(cè)閥門井改造工程施工。

1.3 優(yōu)化污泥泵房運(yùn)行模式

針對污泥泵房運(yùn)行情況，對運(yùn)行液位、曝氣強(qiáng)度、自控水平等進(jìn)行優(yōu)化。

2 效果分析

2.1 排泥系統(tǒng)運(yùn)行模式優(yōu)化效果分析

借鑒濾池的反沖洗模式對UCR排泥的自控方式進(jìn)行優(yōu)化，將 4個(gè) UCR池的排泥系統(tǒng)互鎖，采用單池排泥模式，一次只能一個(gè)池子排泥。UCR池排泥方式調(diào)整后，大幅降低了排泥管內(nèi)的瞬時(shí)流量，保障了排泥系統(tǒng)的通暢。

將斜管沉淀池的泥車運(yùn)行模式改為單程，同時(shí)，要求運(yùn)行人員實(shí)時(shí)關(guān)注泥車的運(yùn)行時(shí)間，做到4個(gè)泥車盡量不同時(shí)排泥，最大程度降低排泥管的瞬時(shí)流量。斜管沉淀池排泥方式調(diào)整后，運(yùn)行周期相應(yīng)縮短，增大了排泥濃度，減少了單位時(shí)間內(nèi)的排泥量，既保證了出水水質(zhì)安全，又降低了排水池的運(yùn)行負(fù)荷，效果較為理想。

2.2 UCR北側(cè)壓力井改造效果分析

將UCR北側(cè)排泥管線8個(gè)井室中的3個(gè)更換為壓力井蓋，其余 5個(gè)加膠圈用混凝土封堵；同時(shí)，將原 DN400混凝土排泥管拆除，重新鋪設(shè) DN500PE雙波紋管，增大了排泥管徑與壓力，結(jié)合排泥系統(tǒng)的優(yōu)化，基本上解決了路面冒水問題。

2.3 污泥泵房運(yùn)行模式優(yōu)化效果分析

通過分析比較調(diào)節(jié)池運(yùn)行液位與污泥泵房運(yùn)行液位的關(guān)系，并結(jié)合路面冒水情況，找到了污泥泵房排水池的最佳運(yùn)行液位區(qū)間。調(diào)整之后不再發(fā)生因?yàn)橐何贿^低造成的泥水回流進(jìn)調(diào)節(jié)池情況，確保上清液回流安全，降低了調(diào)節(jié)池清淤頻次，同時(shí)幫助改善了路面冒水問題。通過優(yōu)化污泥泵房運(yùn)行參數(shù)、增強(qiáng)自動化運(yùn)行程度，使得污泥泵房更加合理、平穩(wěn)運(yùn)行，提高了工作效率。

2.3.1 調(diào)整運(yùn)行液位

排水池分南北兩格，一直以來，存在排泥水流量分配不均的情況，北側(cè)排水池由于距離原因，一直負(fù)荷較高，相應(yīng)的底部泥層也較高，水力閥的完好率就相對較差，泥水固液分離的效果不好。鑒于此，對南北兩池的運(yùn)行液位進(jìn)行了調(diào)整，北池液位稍高于南池約 0.02～0.03m，這樣調(diào)整后，兩側(cè)的運(yùn)行負(fù)荷相當(dāng)。

現(xiàn)階段試驗(yàn)期間，排水池的運(yùn)行液位在 3.0～3.2m。液位較低時(shí)，排泥管道阻力小，排泥水流動通暢，冒出的概率隨之減小，但當(dāng)泥水分離效果不好時(shí)，會縮短沉降時(shí)間，造成絮體回流調(diào)節(jié)池的情況，同時(shí)可能由于調(diào)節(jié)池液位較高，造成潷水失效或調(diào)節(jié)池水倒灌的情況。液位較高時(shí)則會出現(xiàn)相反的效果。綜合考量各個(gè)因素，還是建議適當(dāng)提高排水池運(yùn)行液位，保持3.2m適宜，當(dāng)遇到生產(chǎn)線沖洗、排空等特殊情況時(shí)，可降低液位至 3.0m 左右，以防冒水情況出現(xiàn)。

2.3.2 保證水力閥運(yùn)行的完好率

通過一段時(shí)間的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，東側(cè)的水力閥故障率較高。由于該側(cè)污泥濃度較高，易發(fā)生堵塞，造成排不出泥的情況，需要定期關(guān)注水力閥的完好情況，及時(shí)維修。目前，司泵班已制作污泥泵房運(yùn)行報(bào)表，每日觀察水力閥的完好情況及曝氣、排泥情況，確保污泥泵房的運(yùn)行處在實(shí)時(shí)監(jiān)控中。

2.3.3 調(diào)整曝氣強(qiáng)度

將原 0.3MPa的曝氣壓力調(diào)整為 0.4MPa。合適的曝氣壓力可以保證曝氣效果，同時(shí)保證底部穿孔排泥管處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

2.3.4 提高污泥泵房潷水器的自控水平

潷水器原為電極控制模式，由于控制效果不佳，一直處于人工控制狀態(tài)，遇有假期只能停曝，影響了污泥泵房的運(yùn)行。因此，優(yōu)化潷水器的控制模式，改為時(shí)間控制，并在中控室監(jiān)控電腦上制作潷水器動作曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行是否正常，有效解決了問題，現(xiàn)污泥泵房的曝氣監(jiān)測全年無休。

3 結(jié) 論

①UCR采取單池排泥模式，斜管沉淀池泥車改為單程運(yùn)行，既保證了出水水質(zhì)安全，又降低了排水池的運(yùn)行負(fù)荷，效果較為理想。

②UCR北側(cè)壓力井改造后，結(jié)合排泥方式的優(yōu)化，已基本解決了UCR北側(cè)冒水問題。

③污泥泵房排水池運(yùn)行液位控制在 3.2m以內(nèi)較為合適，運(yùn)行范圍可在 3.0～3.2m之間。為保證配水均勻，污泥泵房排水池北池液位應(yīng)略高于南池。通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，污泥泵房運(yùn)行平穩(wěn)，曝氣、排泥自動化運(yùn)行程度增強(qiáng)。