净水厂产泥量的确定和相关参数的选择
摘 要：分析了净水厂的污泥产量与多种因素的相关性，给出了干泥量计算的相关方程，结合工程实例探讨了污泥处理设施的设计参数选择。
关键词：净水厂污泥；干泥量；设计参数 中图分类号：TU991 文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2002)08-0064-03
经天津3大水厂试验分析可知：净水厂的沉淀池排泥水和滤池反冲洗水约占总产水量的4%～7%，而排出的污泥中含有大量泥砂、藻类、有机和无机杂质，泥量大小与原水的悬浮固体含量和加药量等因素有关。
现在国内大多数净水厂常年将含泥污水排放到河道、湖泊和坑塘，不仅污染了水体、淤积了河道、影响了环境，而且浪费了大量水资源。有关净水厂污泥处理工程 国内尚无明确的规范和设计标准，而今后我国将在净水厂陆续建设污泥处理设施，为此研究净水厂产泥量及有关设计参数是必要的。? 1 污泥的来源
对常规净水工艺(混凝—沉淀—过滤—消毒)而言，所排污水由沉淀池排泥水和滤池反冲洗水两部分组成，其中滤池反冲洗排泥水量较大(约占产水量的3.5 %～5%)、泥的含水率较高(99.9%左右)，如果将其集中于排水池静置后大部分可以回流且沉泥较少；沉淀池排泥水约占产水量的1.5%～2%，含水率 相对较低(99.7%左右)，可将这部分排泥水收集于排泥池均和后再进入浓缩池，通过静沉其含水率一般为99.0%左右。
净水厂的化学凝聚沉淀污泥主要由原水中的悬浮物、胶体物质、有机物以及胶状金属氢氧化物等组成。若原水中有机物含量不高，则净水厂污泥中的固体物含量大体上可由原水中SS总量加上投加的药剂量计算得到。? 2 产泥量计算公式选择
国内已建成或正在进行设计的水厂，其产泥量计算大多参照英国、日本和美国公式。 2.1 英国公式[1]
《污泥处理指南》一书中给出了排泥水中污泥含量计算公式，即： ?DS=SS+0.2B+1.53C+1.9F 或：?DS=TA+0.2B+1.53C+1.9F? 式中?DS——干污泥量，mg/L
? SS——原水中悬浮固体量，mg/L ? A——所去除的浊度，NTU ? B——所去除的色度，倍
? C——投加的铝盐(以Al2O3计)，mg/L ? F——投加的铁盐(以Fe计)，mg/L
? T——浊度与悬浮物的换算系数，需经取样测试后才能确定。 净水厂污泥处理量为：
? S=Q×DS×10-6
式中?S——计划处理的污泥干固体量，t/d ? Q——处理水量，m3/d
[3]
2.2日本公式
在日本水道协会的《净水厂排水处理设备设计》一书中提出设备处理能力需按原水悬浮物浓度年平均值的4倍以上设置。 2.3美国公式[2]
M.J.小休默尼克认为干泥量主要由原水中的悬浮固体及由Al3+或Fe3+形成的氢氧化物组成，即总的干污泥=进水悬浮固体+沉淀物。 ? SSS=Q×SS×10-6
式中?SSS?——原水中由悬浮物形成的污泥量，t/d ? Q——处理水量，m3/d
? SS——进入沉淀池的原水悬浮物，mg/L ? SC=Q×D×W×10-6
式中SC——由投加的药剂产生的污泥量，t/d
? ? D——投药量，mg/L
W——药剂量和由药剂产生的污泥量的比值，即每加入1mg/LAl2O3(质量分数为17%)会产生0.44mg/L的干污泥污泥日产量为： S=SSS+SC
式中?S——计划处理的污泥干固体量，t/d?
3 工程实例?
国内建有污泥处理设施的净水厂的资料见表1。
表1 污泥产量及有关数据 水厂名称 产水规模浊度(104m3/d) (NTU) 5 80 10 浊度与SS的出SS换算现频率源水 值 (%) 2 2 70 色度(倍) 选用公式 加药量(mg/L) 干泥产量(t/d) 铝盐 铁盐 1 3.8 1 其他 聚合氯化铝为1.6 mg/L、石灰为10.2mg/L 北京第150 九水厂 上海闵7.2 行水厂 石家庄润石水厂 30 水库水 5 江河水 9 水库水 英国[1] 39 英国 12 12 [1] 深圳梅60 林水厂 50 水库水 50 广州西50 洲水厂 保定市26 二水厂 福州水厂 60 76 10 35 1.5 80 江河水 9 水库水 江河水 英国 74 12 [1]3.3 19 9.6 聚合氯化铝为3.0mg/L 美国[2] 42.6 国内水厂大多采用英国公式测算污泥量，其浊度与SS换算值大多为实测后选定，加药量也为试验后确定。 由于各厂污泥处理设施尚未常年正式运行，还没有得到实际产出干泥量与测算值的相关关系 。? 4 对干泥量的实测分析
在2000年和2001年，分别于天津市通用水务公司(凌庄水厂)、新开河水厂和芥园水厂对污泥产量进行了实测。 4.1 凌庄水厂
2001年7月—10月凌庄水厂所产干泥量受原水浊度、色度、FeCl3投量、HCA投量、硫酸铜投量5个因素的影响。对试验数据进行相关性分析，得：
?Y=0.679 5X1+0.076 1X2+0.725X3+10.944 6X4+1.621 7X5-1.5241 式中?Y——干泥量，mg/L ? X1——原水浊度，NTU ? X2——原水色度，倍 ? X3——Fe3+投量，mg/L ? X4——HCA投量，mg/L
2+
? X5——Cu投量，mg/L 相关系数R=0.9648? 4.2 新开河水厂
2000年8月—10月新开河水厂所产干泥量受原水浊度、色度、FeCl3投量3个因素的影响，对试验数据进行相关性分析，得： ? Y=0.925X1+1.439X2+9.578X3-38.871 相关系数?R=0.82
用求出的回归方程预测干泥量不会超过18.75mg/L(95%的概率)。 4.3 芥园水厂
2001年8月—10月芥园水厂所产干泥量受原水浊度、色度、FeCl3投量、HCA投量、CaO投量5个因素的影响，对试验数据进行相关性分析，得：
? Y=0.928 3X1+0.101 7X2+1.073 9X3+2.176 1X4+0.832X5-9.9655 式中?X5——Ca2+投量，mg/L 相关系数?R=0.984 2 4.4 实测分析
通过实测发现净水厂产泥量与原水中悬浮物的含量、投药量、助凝剂投量和色度有相关关系，由原水中悬浮物形成的污泥是主要的，而药剂与悬浮物混凝后形成的污泥量较少。
国内大多数水厂一般只测定原水的浊度，在不同情况下的浊度和SS的换算值则成为测算净水厂产泥量的主要影响因素。 根据在天津市的测定结果分析得到浊度与SS相关关系方程为： ? SS=1.161 5T+1.257 4 ? r=0.976 7
式中?SS——原水的悬浮固体含量，mg/L ? T——原水浊度，NTU
原水浊度与SS含量的相关关系见图1。
天津3大水厂由不同公式计算的干泥产量见表2。