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混凝沉淀工艺在反冲洗废水处理中的应用
净水厂排泥水一般包括沉淀池(澄清池)排泥水、气浮池滤渣和滤池反冲洗废水。排泥水如不经过处理就直接排入江河湖泊等水体，不仅成为水体的重要污染源，导致水质下降，还可能淤积河道，影响行洪。依据《室外给水设计标准》(GB50013—2022)要求，净水厂排泥水必需处理达标后才能外排。黄家净水厂位于沈阳市北部，该水厂一期设计规模为5×104m3/d，二期设计规模为5×104m3/d，该水厂原水取自地下水，采纳跌水曝气和除铁除锰滤池处理工艺，反冲洗水中含有大量铁锰氧化物，如不经处理直接排放将对水体造成污染。该水厂建成处理力量4000m3/d的反冲洗废水处理设施。处理设施包括调整池、絮凝沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水车间等构筑物。从实际运行来看，其工艺路线基本合理。但絮凝池、沉淀池常常消失排泥不畅的问题，设备检修频繁，人工维护工作量较大。而全部处理单元均为一组，因此设备维护时，反洗水只能直接外排，不符合环保要求。同时，净水厂现有处理规模已超过一期设计力量并渐渐增加，现有反冲洗污水处理设施的处理力量将无法满意要求。为此，本方案拟对现有反冲洗污水处理设施进行改扩建，以保证处理设施稳定运行，反冲洗水稳定达标排放，且处理力量与净水厂二期处理力量相匹配。一、现状存在的问题1.1系统现状依据甲方供应资料，一期除铁滤池及除锰滤池各分成双排十格，共20格，二期滤池与一期相同，共计40格。滤池每格面积为7.5m×6.2m，现状运行工况为：每格冲洗需要水量为200m3，除铁滤池冲洗周期为24h，每天冲洗12格;除锰滤池冲洗周期为3～4天。前端设有2座调整池，每座容积为400m3，后端浓缩池及污泥脱水污泥处理系统利用一期原有构筑物，该部分满意一期及二期设计规模要求。现有反冲洗水处理系统中混合及絮凝沉淀部分设计水量为4000t/d，该设计流量是依据一期污水处理规模5×104m3/d配套建设的，现状水厂实际处理水量约为6×104m3/d，临时满意反冲洗水处理力量要求。1.2设施存在问题现有规模4000m3/d的反冲洗污水处理系统是针对原一期处理规模进行配套设计的，随着城市进展，水厂处理水量增加，该反冲洗系统将不能满意一期及二期满负荷运行时规模要求。设备只有一组，设备检修时反冲洗水直接排放不达标。反应池沉泥、沉淀池排泥不能正常工作，所以需要常常维护。除铁除锰反洗水污泥性质不同于一般絮凝污泥和生化污泥，以铁锰氧化沉淀物为主，宜沉淀，但流淌性差，重力排泥效果不好。沉淀池排泥斗、排泥管存在肯定问题，需要适当改造。二、水量水质分析讨论2.1水量依据甲方供应资料，一期除铁滤池及除锰滤池各分成双排十格，共20格，二期滤池与一期相同，共计40格。滤池每格面积为7.5m×6.2m，现状运行工况为：每格冲洗需要水量为200m3，滤池全部冲洗时对应的处理规模为8000m3/d。2.2水质一期反冲洗水处理设计方案供应水质资料如表1所示。三、工艺应用选择以地表水为水源的净水厂滤池反冲洗水一般与水厂沉淀池(澄清池)排泥水一起处理，总固体含量一般保持在0.1%～2.0%，以无机颗粒和泥沙为主，还包含部分有机物，主要来源于原水中的色度、浮游生物等。目前，国内对排泥水处理的主要方式是进行水量调整、浓缩和脱水。因沉淀池排泥水含固率较高，一般可通过重力浓缩将污泥浓度掌握在3%左右，然后进行机械脱水。而滤池反冲洗水平均含固率低于0.03%，一般是将沉淀底泥与沉淀池排泥水一起浓缩脱水，上清液回收。对于以地下水为水源、采纳除铁除锰滤池的净水厂，因净水工艺没有絮凝沉淀单元，排泥水主要是滤池反冲洗水，且反冲洗水的水质与地表水水源滤池反冲洗水不同。除铁除锰滤池反冲洗水富含铁锰氧化物，有试验表明，反冲洗初期废水中含铁量快速上升，持续短时间后快速下降，反冲洗水平均铁含量保持在100～400mg/L。对于除铁除锰滤池反冲洗水的处理，设计规范中并没有明确的规定，国内净水厂也是由于环保要求的不断提高，近些年才进行处理，处理方法和阅历正在不断实践和积累。除铁除锰滤池反冲洗水依据实际状况可考虑回用或排放，《室外给水设计标准》(GB50013—2022)要求，净水厂排泥水处理后排入河道、沟渠等自然 水体应符合现行国家标准《污水综合排放标准》(GB8978—1996)。标准中对总锰、色度等指标有明确规定，虽然对总铁没有提出要求，但含铁量很高的反冲洗水对排放水体存在肯定的污染，因此地方生态环境部门一般规定了排放要求。为达到环保要求，有效处理铁除锰滤池反冲洗水，首先去除铁锰。反冲洗水中的铁锰以难溶于水的氢氧化物为主，因此去除的有效手段就是沉淀，沉淀是指在重力作用下悬浮固体从水中分别的过程，是一种物理手段，简洁易行，效果良好，是水处理和污水处理中的常