净水厂排泥系统及污泥泵房优化运行研究

赵 宇 ，张剑锋 ，常 华

(1. 天津泰达水业有限公司 天津300457；2. 天津泰达津联自来水有限公司 天津300457)

净水厂运行过程中，当沉淀池排泥或滤池反冲洗排水时，由于地下排泥管道超负荷运行，路面井盖会发生冒水现象，在冬季会造成路面大面积结冰，存在安全隐患且影响净水厂形象。此现象除与排泥管道设计负荷有关，还与排泥模式及污泥泵房运行液位有关：过高的液位会使排泥水的流动受阻，增加排放压力，加重路面冒水程度；过低的液位又会使污泥泵房底层的淤泥进入调节池，使调节池出现积淤现象。合理的污泥泵房运行液位同时关系到路面冒水和调节池积淤。为了综合解决这些问题，对沉淀池排泥模式和污泥泵房运行模式进行优化研究，找到污泥泵房液位、调节池液位之间的关联，解决路面冒水及调节池积淤等问题。

1 设备改造及优化运行内容

1.1 优化排泥系统运行模式

由于污泥泵房建成时间久远，未能充分考虑水厂总处理能力，且为排水池与排泥池合建池，池内含水率较高且扰动较大、频次也高，故而在优化污泥泵房运行方式之前，先进行排泥系统的优化。

1.1.1 优化上向流炭吸附脉冲澄清池(UCR)排泥方式

UCR排泥工况特点为排泥频率高、短时流量大，若4个池子运行时间接近时，会出现几个池子同时排泥的情况，对整个排泥管线和排水池冲击很大，这也是造成 UCR北侧地面冒水的原因之一。鉴于此，需进行UCR排泥方式的优化研究。

1.1.2 优化斜管沉淀池排泥方式

斜管沉淀池的排泥方式为泥车排泥，排泥周期为2～4h不等，一次排泥时间为泥车运行一个来回的时间。通过观察泥车运行周期内排出的泥水情况发现，去程的泥水浓度较高，回程的泥水浓度较低，既浪费了大量净水，又长时间占用排泥管道，对排水池内泥的冲击较大。因此，也需对斜管沉淀池的排泥方式进行优化。

1.2 进行UCR北侧压力井改造

为进一步解决路面冒水情况，结合厂区现状通过外委单位进行UCR北侧阀门井改造工程施工。

1.3 优化污泥泵房运行模式

针对污泥泵房运行情况，对运行液位、曝气强度、自控水平等进行优化。

2 效果分析

2.1 排泥系统运行模式优化效果分析

借鉴滤池的反冲洗模式对UCR排泥的自控方式进行优化，将 4个 UCR池的排泥系统互锁，采用单池排泥模式，一次只能一个池子排泥。UCR池排泥方式调整后，大幅降低了排泥管内的瞬时流量，保障了排泥系统的通畅。

将斜管沉淀池的泥车运行模式改为单程，同时，要求运行人员实时关注泥车的运行时间，做到4个泥车尽量不同时排泥，最大程度降低排泥管的瞬时流量。斜管沉淀池排泥方式调整后，运行周期相应缩短，增大了排泥浓度，减少了单位时间内的排泥量，既保证了出水水质安全，又降低了排水池的运行负荷，效果较为理想。

2.2 UCR北侧压力井改造效果分析

将UCR北侧排泥管线8个井室中的3个更换为压力井盖，其余 5个加胶圈用混凝土封堵；同时，将原 DN400混凝土排泥管拆除，重新铺设 DN500PE双波纹管，增大了排泥管径与压力，结合排泥系统的优化，基本上解决了路面冒水问题。

2.3 污泥泵房运行模式优化效果分析

通过分析比较调节池运行液位与污泥泵房运行液位的关系，并结合路面冒水情况，找到了污泥泵房排水池的最佳运行液位区间。调整之后不再发生因为液位过低造成的泥水回流进调节池情况，确保上清液回流安全，降低了调节池清淤频次，同时帮助改善了路面冒水问题。通过优化污泥泵房运行参数、增强自动化运行程度，使得污泥泵房更加合理、平稳运行，提高了工作效率。

2.3.1 调整运行液位

排水池分南北两格，一直以来，存在排泥水流量分配不均的情况，北侧排水池由于距离原因，一直负荷较高，相应的底部泥层也较高，水力阀的完好率就相对较差，泥水固液分离的效果不好。鉴于此，对南北两池的运行液位进行了调整，北池液位稍高于南池约 0.02～0.03m，这样调整后，两侧的运行负荷相当。

现阶段试验期间，排水池的运行液位在 3.0～3.2m。液位较低时，排泥管道阻力小，排泥水流动通畅，冒出的概率随之减小，但当泥水分离效果不好时，会缩短沉降时间，造成絮体回流调节池的情况，同时可能由于调节池液位较高，造成滗水失效或调节池水倒灌的情况。液位较高时则会出现相反的效果。综合考量各个因素，还是建议适当提高排水池运行液位，保持3.2m适宜，当遇到生产线冲洗、排空等特殊情况时，可降低液位至 3.0m 左右，以防冒水情况出现。

2.3.2 保证水力阀运行的完好率

通过一段时间的运行发现，东侧的水力阀故障率较高。由于该侧污泥浓度较高，易发生堵塞，造成排不出泥的情况，需要定期关注水力阀的完好情况，及时维修。目前，司泵班已制作污泥泵房运行报表，每日观察水力阀的完好情况及曝气、排泥情况，确保污泥泵房的运行处在实时监控中。

2.3.3 调整曝气强度

将原 0.3MPa的曝气压力调整为 0.4MPa。合适的曝气压力可以保证曝气效果，同时保证底部穿孔排泥管处于良好运行状态。

2.3.4 提高污泥泵房滗水器的自控水平

滗水器原为电极控制模式，由于控制效果不佳，一直处于人工控制状态，遇有假期只能停曝，影响了污泥泵房的运行。因此，优化滗水器的控制模式，改为时间控制，并在中控室监控电脑上制作滗水器动作曲线，实时监控其运行是否正常，有效解决了问题，现污泥泵房的曝气监测全年无休。

3 结 论

①UCR采取单池排泥模式，斜管沉淀池泥车改为单程运行，既保证了出水水质安全，又降低了排水池的运行负荷，效果较为理想。

②UCR北侧压力井改造后，结合排泥方式的优化，已基本解决了UCR北侧冒水问题。

③污泥泵房排水池运行液位控制在 3.2m以内较为合适，运行范围可在 3.0～3.2m之间。为保证配水均匀，污泥泵房排水池北池液位应略高于南池。通过调整运行参数，污泥泵房运行平稳，曝气、排泥自动化运行程度增强。