實例 | 下水道中的積泥何去何從？難題破解
編者導讀
先科普一下：下水道中的積泥有個專業名稱，叫做“通溝污泥”。
對于通溝污泥，當前的做法是清淘后，在附近綠地內晾曬，然后直接送入垃圾填埋場填埋的臨時處置，不但影響管網周邊綠地的環境，同時由于成分復雜，含水率變化大，垃圾填埋場逐步拒絕接收此部分污泥的進入。隨著城市管網的不斷建設，溝泥日產量將大大增多，由此帶來的處置矛盾會進一步加劇，尋找新的溝泥處置措施已迫在眉睫。
目前對通溝污泥進行專門處理和回用已成為發展方向。通溝污泥的干固體中有機質含量較低，其平均含量約為17.2%，而無機質 (灰分) 的含量占到了82.8%，顆粒度>0.2mm的顆粒物數量占70%以上。因此，通溝污泥處理的核心是對其進行分選，通過篩分、洗滌和過濾等預處理手段，將其分為粗大垃圾、細砂、有機污泥、粉砂以及污水五部分，以備進一步處理。粗大垃圾經分離后轉到垃圾處理部門進一步處理處置和回收利用；可沉砂礫（粒徑0.2~10mm）可用于以用作低檔建材回收利用；礦化物質(粒徑<0.2mm)可用作市政道路路基回填砂建回收利用；有機柵渣（2~10mm）可用于污泥堆肥，或作為污水廠的碳源補充至生化處理單元。濾出的污水可通過管道重新輸送至污水處理廠進行處理，也可進一步去除污水中的有機物顆粒以作為通溝污泥處理工藝設備的沖洗水；分離出的污泥可直接脫水后外運處置。
目前國內已建成通溝污泥處置工程有北京清河通溝污泥處理工程、上海市浦東新區和長寧區通溝污泥處理工程，分別采用多級分離工藝和水力淘洗處理工藝。
本文介紹上海市閔行區通溝污泥處理工程設計經驗，采用了改進的多級分離工藝，根據污泥回用需求將污泥組分分別分離回收利用及處置；并通過初始污泥分離喂料，顯著降低粗大物質分離和可沉砂礫的分離工藝的電耗和水耗，每日可節省20.7 kW·h電能和193.5 m3沖洗水。
作者簡介: 閻軼婧(1988－)，女，上海人，碩士，同濟大學建筑設計研究院＜集團＞有限公司 工程師，主要從事水處理技術研究、給排水設計及海綿城市設計工作。
1浦東新區通溝污泥多級分離工藝流程
浦東新區通溝污泥處理工程處理規模60噸/天，采用多級分離工藝通過篩分+粗大物質分離和洗滌+沉砂分離和洗滌工藝，將其分為大型雜物、粗大物質（粒徑＞10mm，約3~6t/d）、可沉砂礫（粒徑0.2~10mm，約2~5t/d），處理所得干渣平均含水率45%，但處理出水中礦化物質(粒徑<0.2mm)含量較高，運行半年以來，泵站進水池已沉積約20m3的砂粒，影響泵站正常運行。浦東新區通溝污泥處理設備間和分離產物見圖1、2。
圖1 浦東新區通溝污泥處理工藝
圖2 通溝污泥分級處理出渣
2上海市閔行區通溝污泥多級分離改進工藝
上海市閔行區通溝污泥減量化處理工程，設計規模60噸/天，污泥含水率80~95%。在借鑒浦東新區通溝污泥工藝基礎上，將初始污泥根據污泥成份分離喂料，并新增礦化物質(粒徑<0.2mm)和有機柵渣（2~10mm）的分離工藝，能將通溝污泥中粗大物質（粒徑＞10mm），可沉砂礫（粒徑0.2~10mm）、礦化物質(粒徑<0.2mm)、有機柵渣（2~10mm）分別分離出來，其工藝流程見圖3。
圖3 通溝污泥工藝流程圖
①進料接收、儲存與平衡喂料
污泥清運車將通溝污泥傾倒至排入半地下通溝污泥儲泥池，設計儲泥量1天污泥量，上覆水平振動篩網，將大尺寸的磚塊、樹枝等雜質分離。
通溝污泥含水率較高，污泥在儲泥池中靜置后污泥濃度分布不均勻。本工程在儲泥池中增設鋼格柵（格柵間距5mm），將儲泥池分隔為大顆粒物質沉積的濃縮池和小顆粒懸浮的取水池。濃縮池中的污泥通過抓斗起吊入喂料倉，經運輸螺桿連續地將污泥喂入洗滌轉鼓，進行洗滌分離；將滿足粗大物質分離和洗滌處理目標的顆粒直接經取水池中的潛水吸沙泵輸送至沉砂分離和洗滌工藝段處理。本工程工藝能夠減少粗大物質分離和洗滌工藝段的處理時間，提高工藝的運行效率。儲泥池改進工藝詳見圖4、5。
圖4 儲泥池平面設計圖
圖5 儲泥池立面設計圖
②粗大物質分離和洗滌
經喂料倉轉輸的污泥進入洗滌轉鼓進行勻化和軟化處理。洗滌轉鼓設計篩孔孔徑10mm，過篩通量6m3/h ，沖洗水需水量34.3m3/h。洗滌轉鼓能將通溝污泥內所有大于10 mm孔徑的物料分離取出，并將粘附在大顆粒物質上的有機組分沖洗下來，出渣滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）可至填埋場填埋。
③可沉砂礫的分離和洗滌
儲泥池經砂水提升泵轉輸的砂水混合液，以及洗滌轉鼓分離沖洗得到的砂水混合液，通過管道接入洗砂裝置。洗砂裝置設計砂水混和液的進料流量16L/s，最大固體物質處理通量:3t/h，沖洗水需水量11m3/h。洗砂裝置通過附壁效應產生高效固液分離機制，砂水混合液與裝置底部引入上沖水流，在箱體底部形成流化砂床，實現有機物和礦化物的分離，粒徑>0.2mm的無機砂礫分離效率可達95%。
④有機柵渣的分離
洗砂裝置上部溢流液連同有機物作為液體通過DN300不銹鋼管排入精細過濾裝置進行深度過濾處理。精細過濾裝置設計篩網孔徑1mm，過篩流量19L/s，沖洗水需水量4.2m3/h。精細過濾裝置可去除污泥中的有機絮體，將污泥中砂礫、碎石表面活性有機物質與無機物質分離，分質處置，達到通溝污泥處置無害化的要求。
⑤礦化物質的分離
精細過濾裝置處理后濾液進入中間水池，經渣漿泵泵入水力旋流分離器進一步分離細砂。水力旋流分離器設計流量60m3/h，分離10μm以上砂粒的效率可達90%以上。超細顆粒物分離水力旋流器進水液體在壓力作用下沿切線方向進入水旋流分離器內，會在分離器內產生很高的離心力，比分離界限大的顆粒被壓入向下運動的初級旋渦流，碰撞接觸分離器內壁，然后向下進入下流液排放噴頭。小于分離界限的顆粒則進入向上流動的次級旋渦流，與絕大部分液體一起沿旋流器中軸向上通過上流液口排出。
⑥沖洗水制備及處理
工藝沖洗水取自場地北側河水，經精細格柵（柵間距2mm）過濾，防止堵塞洗滌轉鼓和洗砂裝置噴頭，系統沖洗水需水量共計49.5m3/h（洗滌轉鼓34.3m3/h，洗砂裝置11m3/h，精細過濾裝置4.2m3/h）。
⑦除臭系統設計
本工程喂料倉、洗滌轉鼓、洗砂裝置、水力旋流分離器等均為全密封裝置，其他外露設備及水池經加罩進行臭氣收集后，采用離子除臭設備處理臭氣，并在設備間送離子風，離子除臭裝置設計處理風量Q=10000m3/h，離子送風設備風量Q=20000m3/h。
（微信對原文做了較大編輯、刪節，原文參見2018年8月《中國給水排水》第16期 “通溝污泥多級分離處理工藝改進及工程設計”，作者：閻軼婧同濟大學建筑設計研究院＜集團＞有限公司)
該文標準引用格式：
閻軼婧. 通溝污泥多級分離處理工藝改進及工程設計[J]. 中國給水排水，2018,34（16）：45-49.
Yan Yijing. Improvement and design of multistageseparation treatment for sewer sludge[J]. China Water & Wastewater, 2018,34（16）：45-49(in Chinese).
編輯：孔紅春
制作：文凱
