Vol.39,No.1 2021年1月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization O应用研究城市管网清掏淤泥处置技术及装备应用 罗智恒，赵柳霖
(深圳市水务(集团)有限公司，深圳518000)
摘要：随着城市建设的快速发展，城市内涝问题与排水管网淤泥处置问题越来越受到社会各界的重视。传
统清掏淤泥处理方法，如堆放自然干化、填埋等会造成严重的环境污染和土地资源浪费。本文结合深圳市 南山区管网淤泥处置现狀，介绍了一种城市管网清掏淤泥处置技术及其装备的应用现状。该处理系统对清
掏淤泥进行多级分离冲洗，最终分壽产物可分别进行资源化回收与无害化填埋。本案例为城市管网清掏淤 泥的处置以及此类项目的建设提供了参考。
关键词：清掏淤泥；通沟污泥；排水管网；装备
中图分类号：TU992.3文献标识码：A文章编号：1008-9500(2021)01-0031-05
DOI:10.3969/j.issn.l008-9500.2021.01.011
Disposal Technology and Equipment Application of Sludge Removal
from Urban Pipe Network
LUO Zhiheng,ZHAO Liulin
(Shenzhen Water(Group)Co.,Ltd.,Shenzhen518000,China)
Abstract:With the rapid development of urban construction,the problem of urban waterlogging and the disposal of silt in the drainage pipe network has attracted more and more attention from all walks of life.Traditional dredging and silt treatment methods,such as stacking,natural drying,and landfilling,will cause serious environmental pollution and waste of land resources.Based on the curre
nt status of silt disposal in the pipeline network in Nanshan District,Shenzhen,this paper introduces the current status of an urban pipeline network dredging sludge disposal technology and its equipment.The treatment system carries out multi-stage separation and washing of dredged sludge,and the final separated products can be separately recycled into resources and landfilled.This case provides a reference for the disposal of dredged silt in the urban pipeline network and the construction of such projects.
Keywords：dredging sludge;ditch sludge;drainage pipe network;equipment
近年来，城市建设快速发展，城市内涝问题及排水管网淤泥处置问题已越来越受到社会各界的重视叫许多地方政府已将管网淤泥处置问题列入重点治理范畴，相关的政府职能部门与各级企业也纷纷设立课题，针对排水管网的疏通维护与管网淤泥的处理处置展开了不同层面的研究［21o
清掏淤泥，也称通沟污泥，是指在排水管网维护中疏通清捞上来的沉积物，特性复杂，这是一种生活垃圾、渣土、砂石、有机污泥和污水的混合物叫管网中的清掏淤泥如不及时清理，容易造成管道排水不畅，进而引发积水和污水冒溢等问题，其又容易随着雨水进入河道造成环境污染［役但管网清掏淤泥成分复杂，无法采用污水处理厂常规脱水方式进行处理。国内目前常见的处置方式是将其运送至堆场或淤泥存放点，自然干化后运送到垃圾场填埋。此种处置方式较为落后，存在诸多问题(如排水沟经
常性堵塞、渗滤液无法及时排放、雨季时无法正常运行等)，并且堆场除臭封闭难度大，会严重影响周围环境y 深圳市南山区某水质净化厂内设有一座淤泥堆场，专用于接收原特区内部分管网清掏淤泥，长时间
收稿日期：2020-11-18
作者简介：罗智恒(1978-)，男，广东清远人，硕士，工程师，研究方向：水处理设备。 ©应用研究中国资源综合利用第4期
受到上述问题的困扰。为长远解决管网清掏淤泥的出 路问题，并且改善周围环境，该水质净化厂通过改造 已有构筑物，完成了深圳市原特区内首个管网清掏淤 泥处理站建设，如图1所示。
图1 深圳市南山区清掏淤泥处理站
1项目设计方案 1.1主要处理工艺
本项目对水质净化厂原有的一座污泥脱水车间
进行了升级改造，使其可同时满足淤泥减量化处理一 体化设备的安装要求与相应的除臭区域封闭性要求。
项目设计处理能力为80询，可根据实际需求最大扩展
到240珈。项目主要采用水质净化厂再生水作为冲洗水 源。清掏淤泥卸入处理站后主要通过筛分、洗涤、过滤 和沉降等物理手段进行不同级别的分离，可相应分成粗
大垃圾、细砂、有机污泥以及尾水四部分，工艺流程如
图2所示。其中，粗大垃圾和细砂根据颗粒粒径大小还 可警步细分为粗大物（生活喊和粗大石块，100 nun 以上的粗大垃圾和10 ~ 100 mm 渣料）、可沉砂砾（粒
径0.2 ~ 10mm ）和矿化物质等（粒径V 0.2mm ）。
管网吸污车
[ 储泥池
]—»[ M100 mm 固体物打
水质净化厂
图2清掏淤泥处理站工艺流程
洗涤转鼓
—►M10 mm 固体物料
洗砂装置
—►0.2〜10 mm 细沙
$
金属声屏障生产线精细过滤装置
—►Ml mm 污泥与有机栅渣
4
旋流分离一体机
—►
<0. 2 mm 超细沙
» [~«*»« ]
1.1.1卸料
清掏淤泥由管网吸污车卸入处理站，首先由初级 筛分装置（间隙100 mm ）分离去除其中大块的垃圾、
石块、木块等物料。初级筛分装置安装倾角为5。，配
备振动电机，可将分离出的大块物料统一收集至干式集 渣池，减少AX 捡拾操作；之后通过卸榊泥池暂时存
储淤泥，协调进泥与处理工艺之间的平衡；同时，为保
证系统进泥的固体负荷和水力负荷均匀，在卸料储泥池 中安装了不锈钢栅板（间距10 mm ）对污泥进行粗过滤 脱水。经不锈钢栅板过滤后的污水直接由潜水吸砂泵提
洗砂装行处理；而初步瞅后的淤腿行车
抓斗送入喂料装置进行系统的处理。另外，本项目增设
停车场门禁系统了軀储泥池，当榊含水钿氐，无须皓步删时
可宜接卸入其中，暂作舲后即可进行外运。1.1.2喂料
储泥池内的淤泥通过抓斗运送至喂料箱，喂料 箱定时、定量地向洗涤转鼓分离装置输送污泥。洗涤 转鼓分离装置在转鼓筛网和冲洗水的共同作用下能够
将淤泥中宜径大于10 mm 的垃圾、石块等固体物料 分离出来。这类物料中比重较大的部分（如石块和石 砾等）与初级筛分装置分离出的大块物料混合，外运
至垃圾填埋场处置；比重较小的大型有机物（如塑料
袋，木块等）可分选出来进行焚烧处理。此项分离出 的大粒径渣料含水率低于40%o
1.1.3筛分
经过洗涤转鼓分离装置处理后的淤泥以及潜水
吸砂泵提升后的泥浆（粒径均V 10 mm）同时排入洗 砂装置中进行洗涤和分选处理。洗砂装置通过比重分
选机理在冲洗水的作用下对其中的有机污泥和无机砂 粒进行分选，分离出粒径在0.2 ~ 10.0 mm 的无机细
砂可作为建筑材料回收利用叫剩余的泥水混合液则
溢流至后续阶段继续处理，如图3所示。此项分离出
的中粒径细砂含水率低于45%O
图3洗出的细砂进行回收利用
第1期
罗智恒等：城市管网清掏淤泥处置技术及装备应用©应用研究
1.1.4过滤经洗砂装置处理后的泥水混合液溢流进入精细过滤 装置（栅距lmm ），进行深SMOa 。WfflidWS
可将其中的粒径M 1mm 轻质物料（如漂浮的污泥、有机 物等）筛分出来，通瞬送机压榨后送至栅渣储存 点；剩余污水可满足下一步旋流分离一体储置
进料的施要求。此项分离出的率低于65%。
1.1.5洗砂
经精细格栅过滤后，滤液进入中间水池，通过
初级筛分装置100mm)
抓斗
r
自厂区中水DN100
水力陡流分离器及砂水分离器
常运行工艺流程示意图
冲洗水池
mm，接厂区中水
回用棉冰
污泥
卸料储遊池
d.
4*3
L
」
污水
喂料仓
厂区晞
r 1.2.1喂料装置喂料装置由液压抓斗、缓冲料仓和水平喂料螺 杆等部分组成，其主要作用是运输、接收、存储渣料。
抓斗将卸料储泥池内的污泥运输至缓冲料仓，短暂停 留后再由水平螺杆将其输送到洗涤转鼓内，可有效提 高系统间歇式进料与连续运行的使用效率。抓斗每小 时进泥量为10讪，缓冲料仓体积为2 m 3，配套螺旋
输送机额定输送能力为10t/ho
1.2.2洗涤转鼓
洗涤转鼓由筛孔网转鼓和中压冲洗棒组成，其主
要作用是冲洗分离出10 mm 以上的固体物料。污泥 进入洗涤转鼓后，随转鼓一起做旋转运动，同时在内、
外冲洗水的作用下，得到较好的匀化与软化效果，大
块物料被打散松开，小于10 mm 的固体颗粒被冲洗 至后续设备，大于10 mm 固体物质被转鼓截留，运 输至设备末端经压榨后排出。转鼓直径为］650 mm,
干式渣浆泵加压后进入旋流分离一体化装置进一步进 行分选。其可分离出粒径为0.05 ~ 0.20 mm 的超细砂, 该类细砂可外运处置或回收作为高档建材，分离后剩
余的污水则排入水质净化厂前端格栅进行常规处理。 此项分离出的小粒径超细砂含水率不超过30%。
1.2主要处理设备
本项目采用淤泥减量化处理一体化设备，主要
由喂料装置、洗涤转鼓、洗砂装置、旋流分离一体机 等设备组成，如图4所示。
图4淤泥处理站主要设备
筛孔网孔径为10 mm，整机的干固体负荷为4 m 3/h o
1.2.3洗砂装置
洗砂装置由锥形水箱、搅拌机、提升螺杆和排
砂电机等部件组成，其主要作用是分砂与洗砂。小于
10 mm 的固体颗粒随水流进入水箱后，在附壁效应作
用下可分离出0.2 mm 以上的矿化物细砂压榨后回收，
同时经过硫化砂床的冲洗可将细砂表面附着的有机物 洗下，随冲洗水溢流至后续设备。洗砂装置最大进泥无人机管控
干固体量为3 141，最大砂水混和液处理能力为16 L/s 。
1.2.4精细格栅
精细格栅由栅筐、排渣螺杆、减速电机和高、
中压冲洗系统等部件组成，其主要作用是分离、冲洗、 压榨大于1 mm 的固体有机颗粒。未分离出的细砂、
有机颗粒、污水混合物穿流过旋转的栅筐，固体物质
会被过滤阻挡在栅网筐内，后被排渣螺杆收集压榨， 小于1 mm 的物料和污水进入后续设备。同时，考虑
O应用研究中国资源综合利用第1期
到清掏淤泥中餐厨排放物带有大量的油脂，本项目采用的格栅带有旋转齿耙清渣系统，对油脂黏堵问题有较强的应对能力。格栅间隙为1mm，在含固率为3%时，其过水能力为］00m3/h o
1.2.5旋流分离一体机
旋流分离_体机由渣浆泵、水力旋流分离单元、搅拌机、锥形水箱、排砂电机等部件组成，其主要作用是分离出0.2mm以下的超细砂、泥粉等无机矿化物。细砂、污水混合物经渣浆泵加压后进入水力旋流分离单元，在高离心力的作用下，0.05~0.20mm的矿化物被分离出压榨后收集使用，剩余大部分液体通过上流口排出，进入污水处理厂预处理系统。旋流分离一体机处理的水力负荷为28.8m3/h，固体负荷为1t/h0 1.3除臭系统
本项目采用预处理+生物处理的除臭工艺，通过微生物细菌对恶臭物质的吸附、吸收与降解作用去除气体中的臭味。由于主要设施与整套处理设备均位于构筑物内，污泥处理站采用了整体密封，将生产区与操作区分别密封，并通过不同直径的抽风管收集臭气，运往反应塔进行统一处理，如图5所示。经综合计算密封空间的体积、每小时换气次数要求以及漏风系数等因素，本文确定了本套除臭装置整体风量0=20000n?/h。目前，本套除臭系统的厂界和排放口均按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)_级标准执行。
运行过程中存在以下问题：由于该项目在改造时受车间土建结构限制，其主要出渣都集中在了集渣池的前端，必要时还需要进行二次筛分，影响工作效率，如图6所示；整套处理系统对行车抓斗有着过高的依赖，进料、出料都需要使用抓斗进行运输，造成其工作负荷较大，在以后使用中可能会带来抓斗故障率上升、系统处理能力下降等隐患。
图6不同设备出渣集中在集渣池前端
2.2处理效果
项目稳定运行30d后，对不同的分离物进行采样化验，分别测定洗砂装置、旋流分离一体机、精细格栅的分离物。其含水率与有机质含量均达到设计要求，如图7所示。
70
60
-•-细砂一―超细砂一■-栅渣
图5清掏淤泥处理站除臭设施
(
0)
>
^
钮
10O
12345
样品编号
自动打饭机
(a)含水率
o
O
9
8
2项目实施运行情况
2.1运行情况
系统于2019年10月建成投用，目前主要处理物为管网清掏淤泥与水质净化厂沉砂池出渣。其中，沉砂池渣料含水率约为40%，管网淤泥含水率一般保持在80%左右。处理站采用全自动运行模式，操作人员只需要进行远程监控，必要时到现场进行手动调整。日常的设施、设备维护保养工作主要为：设备清洗清洁、管道疏通、电机水泵润滑油更换。
o
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7
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—•—细砂一A—超细砂一■-栅渣
相位调制器
样品编号
(b)有机质含量
图7不同设备出渣含水率与有机质含量
第4期罗智恒等：城市管网清掏淤泥处置技术及装备应用0应用研究
3运行分析及改进建议
3.1运行成本分析
根据本项目的工艺特点，设备处理能力为10m3/h，每天工作8h，日处理量按照BOmVh计算，运行成本如下。
3.1.1电费
主要为系统机电设备的日常耗能带来的费用支出，系统装机总功率为127.75kW，电费按0.7元/kW 计算，折合吨物料电费为5.35元/m'。
3.1.2人工费
项目配置设备操作及维护人员3名，工资及福利费用按5000元/月，折合费用为6.25元/m3o
3.1.3设备维护及检修费
主要包括日常设备维护工作中润滑油的添加和设备检修过程中的易损易耗件的更换费用，每年设备保养费及检修费为1.5万元，折合费用为0.52元/m3o 3.1.4设备折旧
清理河道淤泥设备设备折旧年限按10年计算，采用“平均年限法”，残值率为5%，折合费用约为19.5元/n?。因此，污泥处理综合运行成本为31.62元/m3o
3.2社会效益分析
淤泥处理不再需要堆场，减少土地资源的占用及对周边环境影响；分离后的固体垃圾在运输中无滴漏，不会影响城市环境，分离出的固体垃圾经过水洗，其表面腐败有机物和油污大大减少，在填埋后，有机物发酵量和污水渗滤液随之减少，减轻对土地及地下水的二次污染；分离出的细砂、超细砂
等矿化物可作为建筑材料回收利用；清掏淤泥中的小粒径渣料被分离，减轻了污水处理厂初沉池的负荷，而设备处理后的尾水携带有机物返回管网，避免了碳源流失，有利于污水处理厂的生化处理。
3.3改进建议
3.3.1避免设施设备分层安装
本项目为改造项目，设施设备的安装受原有车间土建帥限制，为满肛艺飜，设舸要上、下两层分布及安装，从而增加部分特定设备的使用频率，同时给渣料嗾、外运造成一定困难。因此，有条件的项目可考虑尽量将构筑物与设备统Tt设在地面上，以降低某些设备的使用要求，同时便于后期的优化和改造。3.3.2提前估算冲洗水对系统运行的影响
本项目设置在污水处理厂内，处理过程中消耗的冲洗水均由厂内中水提供，冲洗后的污水不回用于系统，直接排放至厂区污水管网内。这种方式不仅降低运行成本，还能提高系统对进泥泥质的适应性，尤其是污泥含油量(餐厨油脂)较大时，系统运行所受影响较小。但是，一般污水处理厂中水使用点多、水量紧张，可能会出现水源不足的情况。因此，方案设计阶段需要充分考虑厂区中水负荷，必要时进行管网改造，避免中水水量供应不及时，影响系统连续运行。
4结语
本项目采用淤泥减量化处理一体化设备，对管网清掏淤泥进行筛分、洗涤与过滤，完成了多级清洗与分离，实现了清掏淤泥处置的分类化、机械化与减量化处理，为以后城市管网淤泥进行资源化利用打下良好的基础，同时也为今后类似的新建或改造项目提供了参考。
参考文献
1庄敏捷.上海市区排水管道通沟污泥处理处置探讨[J].上海环境科学，2010,29(2):85-8&
2贾海涛，周厚方，贺佳杰，等.上海市长宁区废弃物综合处置中心工程设计[J].给水排水，
2016,42(8):40-43.
3缪斌.上海市浦东新区通沟污泥处理处置工艺设计[J].中国给水排水，2015,31(8)：57-59. 4马安卫，黄慧，王洁琼.上海市浦东新区通沟污泥处置新工艺探讨与研究[J]•中国给水排水，
2015,31(18)：28-30.
5王继行，高颖.市政通沟污泥处理工艺研究[J].
建设科技，2018(23)：81-83.
6徐建祥，池永洲，陈道雄，等.通沟污泥湿式分级处理技术及装备的应用[J]•中国给水排水，
2019,35(4):84-88.
7阎轶嬪.通沟污泥多级分离处理工艺改进及工程设计[J].中国给水排水，2018,34(16):45-
49.
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