通沟污泥处理技术研究.docx

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1、通沟污泥处理技术研究为了保持排水管网运行畅通，需要定时清捞管道中沉积的大量垃 圾，这些垃圾统称为排水管渠污泥，俗称“通沟污泥”。管道内的沉 积物既有随生活污水和工业废水进入管道输送系统的颗粒物和杂质， 也有道路积尘、垃圾以及建设工地排放的泥浆，还有其他杂物，例如 树枝、塑料袋、布片、石块、纤维、动物尸体、废弃的瓶子、盒子等。 据资料显示：上海地区通沟污泥有机质含量约为17.2%,无机质为 82.8%,无机成分明显多于有机成分；污泥中粒径10mm的物料约 占25%-30%,粒径为0.2-1Omm的物料约占20%-25%,粒径V0.2mm 的物料约占50%；通沟污泥平均含水率为52.7%,不同的清

2、捞方式会 导致含水率变化较大，如采用水力清理时，污泥含水率可达80%-95%oI、通沟处理现状(-)上海地区通沟污泥处理现状据统计，上海市浦东新区每年产生的通沟污泥约54000m3,平均 污泥量为150m%,大量的通沟污泥存放、处置是个棘手的问题。例 如：上海浦东新区的通沟污泥集中到码头收集站后，直接从码头送到 上海老港填埋场进行填埋处理。因为距离老港填埋场的路程较远，每 天产生大量运输费用和填埋费用，收集的通沟污泥不仅没有得到妥善 处理，而且每天吞噬着大量土地资源。而且，在通沟污泥的外运处置 过程中，也不可避免地存在跑冒滴漏的问题，造成对环境的二次污染。 上海市水务局印发的关于加快推进本市通

3、沟污泥规范化处置工作的 通知（沪水务（2016） 1742号）文件中指出：要规范通沟污泥的处置， 严禁随意倾倒和堆放；同时要加快推进通沟污泥处理设施的建设。上 海市水务局印发的2019年上海市排水设施管理重点工作的通知（沪 水务（2019） 208号）文件中指出，要继续加大通沟污泥处理设施建 设推进力度，2019年完成一定数量的通沟污泥处理设施建设；未建 成通沟污泥处理设施的区域，应通过购买服务等形式，实现通沟污泥 的规范处置。（二）国外通沟污泥处理现状目前，发达国家的通过污泥大多经专门的排水管渠污泥处理设施 处理，如日本横滨，排水管渠污泥经筛滤、粉碎、磁选、絮凝、沉淀 处理后，有机垃圾可用于

4、焚烧，污泥可用于绿化，砂石可用于修路; 德国将该污泥筛分后进行机械脱水处理，含固率达到20%以上后大部 分用于焚烧处置，其余用于农业或者景观处置。通过借鉴国外其他污 泥处理经验，国内现有通沟污泥处理技术基本采用淘洗+筛分的物理 方法。该模式的原理是利用水力和机械力、重力分选结合粒度分选, 将通沟污泥分离为砂、污泥等相对单一、稳定的成分，不仅性质上发 生很大变化，且总量上也得到了大幅度的减少，为其资源化利用创造 条件。随着国内各地通沟污泥项目的运行，问题逐渐显现，通沟污泥的 处理技术面临着新的挑战。本研究将从通沟污泥处理技术的角度出发, 以时间为序，着重讨论通沟污泥技术发展的状况，以期为从事该行

5、业 的相关设计人员提供参考。II、通沟污泥处理技术的发展2013年北京引入德国的筛分设备，完成国内第一个采用先进处 理工艺，对通沟污泥进行系统化资源处置的项目，对通沟污泥进行淘 洗和筛分，高效分离出不同颗粒尺寸的有机物、砂砾和污泥，减少了 管网系统进入污水处理厂砂量的同时，回收了一批可作为建材的无机 砂粒。随后类似的工艺又在上海、深圳、苏州等地得到了实施。随着 对通沟污泥处理要求的不断提升，排放尾水中超细砂的回收问题、大 块物料清理问题、淘洗水资源回收问题等先后得到了解决。在整个发 展过程中，通沟污泥处理技术经历了以下几个发展阶段：一、第一代通沟污泥处理技术在早期项目中，对管网污泥的要求是对通

6、沟污泥进行减量化、无 害化、资源化。针对这个要求，设计理念如下：1）将污泥中的大于 IOOmm的大块故障物质进行分离，对成分复杂的通沟污泥进行匀化 和软化处理，保障后续的设备稳定运行；2）对通沟污泥中颗粒物质进行逐级分离，实现减量化、无害化、 资源化：先分离出粒径大于IOmm的粗大物质；再将通沟污泥中 0.2-10mm的无机砂砾分离，同时对无机砂砾进行淘洗，控制有机烧 失量低于3%,作为资源回收利。河水或1,1用水过滤.,.,., j Z- 4 M,l _4 .进料他小加分bP+砂水什 E I-的?心厕I *L里”心上 粗洗冰沉砂法流 一忙久：*IIIoolnInIOnlm0.2 Khnni大

7、块物版用大物麻砂砾图1通沟污泥处理工艺潦程图Fig.l Process of sewer sludge treatment采用的工艺流程如图1所示，工艺流程说明如下：1）由罐车将管网中清淘出的疏浚污泥通过人工格栅（栅隙 100mm）进入到污泥储存池中，其中大于IOOmm以上的大块物料, 如石块、木块、各种生活垃圾等经人工收集后外运处置。污泥储存池 中的暂存污泥采用全自动抓斗分批次运输至喂料装置内，喂料装置定 量向洗涤转鼓装置喂料。2）洗涤转鼓装置通过孔径为IOmm的转鼓筛网和冲洗水的联合 作用能够将通沟污泥中尺寸大于IOmm的粗大物质，如垃圾袋、垃圾 和石块等分离出来。该粗大物质可与人工格栅分

8、离出的大块物料一同 外运至环卫部门处置：其中，一些大型有机物质，例如塑料袋、木块 等可被筛分出来，可进行焚烧处理；剩下的物料，如比重较大的颗粒 直径大于IOmm的石块和石砾，可进行简单填埋处理。经洗涤转鼓装 置分离后的泥砂（粒径小于10mm）随着冲洗水流入洗砂装置进行比 重分选处理和洗涤处理。3）洗砂装置通过COANDA比重分选机理对泥砂中的有机污泥和无 机砂粒进行分选，经沉淀压榨后分选出的0.2-1Omm的细砂，有机烧 失量低于3%,可长期存放并作为低档建筑材料或路基材料回收利用。 该过程中大于0.2mm的砂砾回收率可达95%以上。0.2mm以上粒径 的颗粒基本可以完全去除。4) 一些粒径小

9、于0.2mm的物质随着洗砂装置的清洗液一同进入 污水处理厂进行集中处理。5)洗涤水可采用回用水/中水。如果采用河水，可经过精细格栅 过滤后进入回用水池，作为洗涤转鼓装置和洗砂装置的冲洗用水。通过对成分复杂的通沟污泥进行洗涤筛分处理后，每30吨进料 经过处理后分离出粒径大IoOmm和IO-IOOmm的物质约2.02.5吨, 含水率不超过40%； 02：LOmm粒径的砂砾约3-4.5吨，含水率不超过 20%,该部分物质可长期存放，无臭味，可作为低档建筑材料或市政 回填砂回收利用。各工段图和各阶段筛分的物质详见图2和图3。洗 砂装置的去除效果详见图4。从图4可以看出,经过洗砂装置处理后， 出水中大于

10、200 m的颗粒基本全部被去除，且出水中75-200 Um的 颗粒比例也同时下降，说明该装置对于超细砂的颗粒也有部分的去除 效果。a为污泥倾倒带有人工格榴的污泥储存池：b为擦斗运筠污泥；c囹中左侧为胃料装置.右刻为洗涤转鼓装置：d为洗砂装置图2通沟污泥处理装置F2 SeVVer sludge treatment devicesa为大于10 mm的粗大物质;b为0.210mm的砂砾图3通沟污泥分级处理筒分物Fig.3 Saeenmgs from e SeWer sludge grading treatment第一代通沟污泥处理技术特点如下：1）以资源化、减量化、无害化为核心理念，采用预处理+回收

11、利 用联合处理方式，能够更好地实现对通沟污泥的处置，响应政府环保 政策；2）核心工艺设备如喂料装置、洗涤转鼓装置、洗砂装置采用德 国精密机械设备加工制造，设备经久耐用，故障率极低，运行维护方 便，筛分效果好;3）设备全密闭，能够更好地收集臭气，有效解决了工作环境的 恶臭问题；4）设备筛分过程中设置的精细冲洗装置，使得各种筛分物质很 干净、无臭味，生活垃圾和大块物质填埋处理时不易产生二次污染; 砂砾有机烧失量小于3%,便于后续资源回收处置。二、改进的通沟污泥处理技术该技术在上海、北京、苏州等多个城市的通沟污泥处理站中进行 了应用。各个站点因思路与要求不同，工艺也略有不同，根据大量的 经验总结，本

12、研究归纳了以下几个不同点，总体改进流程详见图5。1、超细砂沉积有些站点不需要过分承担后续处理任务或者考虑超细砂由污水 处理厂其他工艺合并处理，所以在通沟污泥处理工艺中未配置超细砂 处理工艺段。但是超细砂的沉积远超想象，对日常运行带来极大困扰。 以某项目为例，在实际运行过程中经处理后的尾水会先经过污水泵站 的集水池，由于泵站运行和通沟污泥处理装置的错峰运行，通沟污泥 处理后的尾水在泵站进水池有约2-3h的静置沉淀时间，尾水中98% 的颗粒会沉积，这些微小颗粒一旦沉积板结，水泵难以抽吸，影响了 水泵和集水池的正常使用。某通沟污泥处理站运行3年来，集水井已 清捞IOOm3的超细砂，该超细砂（粒径小于

13、200m）影响了水泵站 和集水池的正常使用，增加了管道和集水池的维护费用。另外，排水 管网中超细砂（颗粒直径小于200 m）的高含量导致国内活性污泥 中MLVSS/MLTSS处于较低水平（0.30.6,正常值为0.60.8）,影响了 污水生化处理的效率。因此，排水管网中超细砂的去除对于市政污水 处理有着显著的意义。改进措施：该尾水为通沟污泥洗砂水，污泥中大量的有机物进入 该水中。除了有机物，还有大量的超细砂砾存在。据分析，尾水中含 砂率为0.4%0.5%,小于200m的细砂体积占比约75%以上。因此该 部分废水可以通过处理后降低超细砂含量。洗砂分离过程中，200m 以上的细砂被分离后出水中会存

14、在有机浮渣，该部分有机浮渣会对后 续旋流分离装置造成影响，因此,在洗砂装置后设置精细过滤装置（栅 隙3mm）,将尾水中有机颗粒物质（粒径3.1Omm）分离出来，通过 螺旋输送机压榨后排出。过滤装置的滤液泵入到水力旋流分离器进一 步分离处理，将水中75-200m的超细砂分离，然后进入砂水分离器 沉淀压榨后排出。改进效果：苏州某通沟污泥项目，经过精细过滤装 置后，有机颗粒物质（粒径3-1Omm）被分离出来，该部分物质有机 含量高（70%80%）,含水率约60%O尾水中污泥体积在改进前后有 明显的减少，尾水中有约40%的沉积物得以去除。水力旋流和砂水分 离装置工段的去除效果详见图6,分离出的超细砂有

15、机烧失率为12%, 如果经过洗砂后，可将有机烧失率降低到3%以下。从图6中可以看 出，经过水力旋流和砂水分离器处理后，出水中75-200m直径的颗 粒明显比例降低，由15.73%降到8.89%,几乎减少一半的比例； 50-75m直径的颗粒比例基本保持在16%-17%左右；小于50m直径 的颗粒比例由65.68%增大至J 74.69%。从这些数据可以看出，水力旋 流和砂水分离装置工段对于去除75-200m直径的颗粒有明显的效果。 经改进处理后，每60吨通沟污泥产生约1-L5吨有机栅渣，约0.5-1 吨超细砂。上海某通沟污泥处理站自运行2个多月以来，已分离出 4.5m3的超细砂，极大地缓解了管道沉

16、砂压力。2、冲洗水回用大部分项目经过精心选址后有低成本的冲洗水，同时考虑整套工 艺的成本控制及稳定性，均没有采用回用水系统，但是洗砂装置需要 的冲洗水量较大，约为通沟污泥处理量的79倍。本着节能减排的原 则，将处理后的尾水进行循环回用。改进措施：将经过精细格栅装置 处理后的出水，经沉淀后上清液可作为要求不高的洗涤转鼓装置冲洗 水。改进效果：优化后的通沟污泥处理工艺节约新鲜冲洗水40m7h,提高 了废水重复利用率。3、增加污泥储存池分层功能新鲜的通沟污泥含水量较高，经过一段时间的自然沉降后，污泥 分层显著。有资料表明，一般通沟污泥经过24h沉降后含水率可从 80%降至70%以下，这表明通沟污泥可以通过重力浓缩进一步降低含 水率。人工格栅上的大块物质产量大，人工收