凈水廠排泥系統及污泥泵房優化運行研究

趙 宇 ，張劍鋒 ，常 華

(1. 天津泰達水業有限公司 天津300457；2. 天津泰達津聯自來水有限公司 天津300457)

凈水廠運行過程中，當沉淀池排泥或濾池反沖洗排水時，由于地下排泥管道超負荷運行，路面井蓋會發生冒水現象，在冬季會造成路面大面積結冰，存在安全隱患且影響凈水廠形象。此現象除與排泥管道設計負荷有關，還與排泥模式及污泥泵房運行液位有關：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入調節池，使調節池出現積淤現象。合理的污泥泵房運行液位同時關系到路面冒水和調節池積淤。為了綜合解決這些問題，對沉淀池排泥模式和污泥泵房運行模式進行優化研究，找到污泥泵房液位、調節池液位之間的關聯，解決路面冒水及調節池積淤等問題。

1 設備改造及優化運行內容

1.1 優化排泥系統運行模式

由于污泥泵房建成時間久遠，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，池內含水率較高且擾動較大、頻次也高，故而在優化污泥泵房運行方式之前，先進行排泥系統的優化。

1.1.1 優化上向流炭吸附脈沖澄清池(UCR)排泥方式

UCR排泥工況特點為排泥頻率高、短時流量大，若4個池子運行時間接近時，會出現幾個池子同時排泥的情況，對整個排泥管線和排水池沖擊很大，這也是造成 UCR北側地面冒水的原因之一。鑒于此，需進行UCR排泥方式的優化研究。

1.1.2 優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，一次排泥時間為泥車運行一個來回的時間。通過觀察泥車運行周期內排出的泥水情況發現，去程的泥水濃度較高，回程的泥水濃度較低，既浪費了大量凈水，又長時間占用排泥管道，對排水池內泥的沖擊較大。因此，也需對斜管沉淀池的排泥方式進行優化。

1.2 進行UCR北側壓力井改造

為進一步解決路面冒水情況，結合廠區現狀通過外委單位進行UCR北側閥門井改造工程施工。

1.3 優化污泥泵房運行模式

針對污泥泵房運行情況，對運行液位、曝氣強度、自控水平等進行優化。

2 效果分析

2.1 排泥系統運行模式優化效果分析

借鑒濾池的反沖洗模式對UCR排泥的自控方式進行優化，將 4個 UCR池的排泥系統互鎖，采用單池排泥模式，一次只能一個池子排泥。UCR池排泥方式調整后，大幅降低了排泥管內的瞬時流量，保障了排泥系統的通暢。

將斜管沉淀池的泥車運行模式改為單程，同時，要求運行人員實時關注泥車的運行時間，做到4個泥車盡量不同時排泥，最大程度降低排泥管的瞬時流量。斜管沉淀池排泥方式調整后，運行周期相應縮短，增大了排泥濃度，減少了單位時間內的排泥量，既保證了出水水質安全，又降低了排水池的運行負荷，效果較為理想。

2.2 UCR北側壓力井改造效果分析

將UCR北側排泥管線8個井室中的3個更換為壓力井蓋，其余 5個加膠圈用混凝土封堵；同時，將原 DN400混凝土排泥管拆除，重新鋪設 DN500PE雙波紋管，增大了排泥管徑與壓力，結合排泥系統的優化，基本上解決了路面冒水問題。

2.3 污泥泵房運行模式優化效果分析

通過分析比較調節池運行液位與污泥泵房運行液位的關系，并結合路面冒水情況，找到了污泥泵房排水池的最佳運行液位區間。調整之后不再發生因為液位過低造成的泥水回流進調節池情況，確保上清液回流安全，降低了調節池清淤頻次，同時幫助改善了路面冒水問題。通過優化污泥泵房運行參數、增強自動化運行程度，使得污泥泵房更加合理、平穩運行，提高了工作效率。

2.3.1 調整運行液位

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，北側排水池由于距離原因，一直負荷較高，相應的底部泥層也較高，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，對南北兩池的運行液位進行了調整，北池液位稍高于南池約 0.02～0.03m，這樣調整后，兩側的運行負荷相當。

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

2.3.2 保證水力閥運行的完好率

通過一段時間的運行發現，東側的水力閥故障率較高。由于該側污泥濃度較高，易發生堵塞，造成排不出泥的情況，需要定期關注水力閥的完好情況，及時維修。目前，司泵班已制作污泥泵房運行報表，每日觀察水力閥的完好情況及曝氣、排泥情況，確保污泥泵房的運行處在實時監控中。

2.3.3 調整曝氣強度

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

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，遇有假期只能停曝，影響了污泥泵房的運行。因此，優化潷水器的控制模式，改為時間控制，并在中控室監控電腦上制作潷水器動作曲線，實時監控其運行是否正常，有效解決了問題，現污泥泵房的曝氣監測全年無休。

3 結 論

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

②UCR北側壓力井改造后，結合排泥方式的優化，已基本解決了UCR北側冒水問題。

③污泥泵房排水池運行液位控制在 3.2m以內較為合適，運行范圍可在 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略高于南池。通過調整運行參數，污泥泵房運行平穩，曝氣、排泥自動化運行程度增強。