污水處理站調(diào)節(jié)池清淤方案一、項(xiàng)目背景與清淤必要性調(diào)節(jié)池是污水處理站前端最重要的水量、水質(zhì)緩沖單元，其有效容積直接決定后續(xù)生化系統(tǒng)能否在穩(wěn)定負(fù)荷下運(yùn)行。本廠調(diào)節(jié)池為地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸42m×18m，有效水深4.5m，總有效容積3400m3，服務(wù)人口當(dāng)量8.3萬。自2016年投運(yùn)以來，僅進(jìn)行過兩次人工清掏，最深淤積厚度已達(dá)1.8m，占有效容積的38%，池內(nèi)實(shí)測污泥平均含水率92%，有機(jī)分63%，夏季水溫28℃，表面已出現(xiàn)黑色浮渣殼，伴隨明顯硫化氫氣味。在線液位計(jì)頻繁出現(xiàn)“假低”報(bào)警，提升泵每運(yùn)行35min即出現(xiàn)電流尖峰，現(xiàn)場實(shí)測池底沉積物干基熱值12.4MJ/kg，存在自燃風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ60-2018）第4.2.7條，調(diào)節(jié)池淤積超過有效水深15%時應(yīng)立即清淤，因此本次清淤已屬強(qiáng)制性維護(hù)。二、淤泥性狀與污染物分布1.垂向分布：上層0-0.4m為棕黑色浮渣層，含水率87%，油脂21g/kgDS；中層0.4-1.1m為流態(tài)淤泥，含水率94%，COD為112g/kgDS；下層1.1-1.8m為沉積態(tài)泥沙，含水率82%，重金屬總鉻458mg/kgDS，鉛312mg/kgDS，超出GB5085.3-2007浸出毒性限值1.4倍。2.水平分布：靠近進(jìn)水端8m范圍內(nèi)淤積最厚，呈“楔形”堆積；靠近提升泵坑側(cè)因流速高，僅0.3m厚，但含大量纖維纏繞物。3.產(chǎn)氣潛能：實(shí)驗(yàn)室35℃厭氧產(chǎn)甲烷潛力（BMP）測試21d，產(chǎn)氣量142mLCH?/gVS，表明淤泥具有高內(nèi)源消耗特性，若不清淤，夏季高溫存在甲烷爆炸風(fēng)險(xiǎn)。三、清淤目標(biāo)與指標(biāo)1.容積恢復(fù)：清淤后有效容積≥3200m3，恢復(fù)率≥94%。2.水質(zhì)改善：清淤后7d內(nèi)進(jìn)水COD波動系數(shù)（Cv）由0.42降至0.18以下。3.臭氣削減：硫化氫小時平均濃度由18ppm降至2ppm以下。4.安全指標(biāo)：清淤期間可燃?xì)怏w濃度＜10%LEL，無人員中毒事件。5.工期：單池停水作業(yè)≤14d，雙池交替運(yùn)行，全廠不停產(chǎn)。四、清淤技術(shù)比選1.干式人工清掏：需停水、排空、通風(fēng)、下池，勞動強(qiáng)度大，H?S風(fēng)險(xiǎn)高，工期22d，否決。2.水力抽吸船：需維持2.5m水位，對纖維纏繞物無效，泵頭易堵，且本池平面尺寸小，回轉(zhuǎn)半徑不足，否決。3.兩棲挖機(jī)：可帶水作業(yè)，但池頂僅1.2m寬走道板，挖機(jī)自重18t，超載，否決。4.負(fù)壓濕式清淤機(jī)器人：履帶式，重量2.8t，防爆電機(jī)22kW，抽吸濃度25-35%，粒徑≤60mm，自帶30m柔性排泥管，可遠(yuǎn)程遙控，選定。五、施工組織設(shè)計(jì)1.施工時段：選擇3月-4月，日均氣溫12-20℃，進(jìn)水BOD?/COD約0.42，生物毒性低，且為廠內(nèi)淡季，外排管網(wǎng)余量1200m3/d，可接納事故水。2.池體切換：調(diào)節(jié)池分A、B兩格，單格容積1700m3。先清A格，B格獨(dú)立運(yùn)行，通過超越管將30%流量導(dǎo)入事故池，確保B格水力停留時間8.5h，滿足沖擊負(fù)荷要求。3.臨時設(shè)施：(1)在池頂安裝2臺7.5kW射流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量1200m3/h，保持池上作業(yè)區(qū)-5Pa負(fù)壓，廢氣經(jīng)25m高排氣筒排放；(2)設(shè)置2套便攜式H?S、CH?在線報(bào)警儀，報(bào)警值7ppm、10%LEL；(3)在池頂鋪設(shè)16mm鋼板作為機(jī)器人行走平臺，荷載5t/m2；(4)在廠區(qū)東側(cè)空地布設(shè)40m2加藥脫水棚，地面做HDPE防滲膜+200mm混凝土硬化，四周設(shè)0.3m圍堰。六、清淤工藝流程1.降水位：關(guān)閉A格進(jìn)水閘門，啟動潛水泵將水位降至1.0m，保留底層1.0m作為機(jī)器人浮力介質(zhì)，同時減少臭氣擴(kuò)散。2.機(jī)器人就位：用5t電動葫蘆將機(jī)器人吊入池內(nèi)，通過池頂預(yù)埋吊環(huán)固定臍帶電纜，電纜長度50m，防爆等級ExdIIBT4。3.抽吸作業(yè)：(1)機(jī)器人前端鉸刀轉(zhuǎn)速30rpm，切割纖維同時形成0.4m/s局部流化區(qū)；(2)污泥經(jīng)150mm耐磨軟管進(jìn)入30m3/h防爆隔膜泵，泵出口濃度28%，揚(yáng)程28m；(3)排泥管沿池頂架空至脫水棚，全程120m，每20m設(shè)快速接頭，泄漏量＜0.1%。4.分級脫水：(1)一級：管道混合器投加3‰陽離子PAM（分子量1200萬，離子度45%），進(jìn)入2m帶寬機(jī)，處理量25m3/h，出泥含水率78%；(2)二級：螺旋擠壓機(jī)進(jìn)一步脫水至65%，單臺處理量8tDS/d，電耗18kWh/tDS；(3)濾液COD3200mg/L，經(jīng)DN200鋼管重力回流至提升泵前池，不增加額外提升能耗。5.泥餅處置：脫水泥餅pH7.1，重金屬浸出濃度低于GB16889-2008入場限值，直接送生活垃圾焚燒廠協(xié)同焚燒，熱值10.8MJ/kg，可替代燃煤0.18t/tDS，實(shí)現(xiàn)碳減排0.35tCO?e/tDS。6.池壁沖洗：機(jī)器人完成抽吸后，切換0.8MPa高壓水槍，對池壁、池角進(jìn)行360°沖洗，沖洗水120m3，回流至脫水系統(tǒng)，不新增廢水。7.驗(yàn)收測量：采用聲吶掃描+人工鋼釬復(fù)測，網(wǎng)格2m×2m，高程誤差±2cm，確保殘留淤泥厚度≤5cm。七、關(guān)鍵設(shè)備與參數(shù)1.防爆清淤機(jī)器人：型號QY-200EX，功率22kW，抽吸量200m3/h（清水），揚(yáng)程25m，履帶接地比壓12kPa，水下最大作業(yè)深度8m，自帶照明2×50WLED，防護(hù)等級IP68。2.防爆隔膜泵：型號DBY-30P，流量30m3/h，揚(yáng)程30m，允許通過最大粒徑10mm，膜片材質(zhì)PTFE，防爆等級ExdIIBT4。3.帶式脫水機(jī)：型號DYQ2000，帶寬2m，張緊氣壓0.3MPa，PAM耗量3kg/tDS，沖洗水12m3/h，回收率≥98%。4.螺旋擠壓機(jī)：型號LSX-350，螺旋直徑350mm，轉(zhuǎn)速12rpm，電機(jī)功率7.5kW，出泥口錐角12°，防粘涂層PTFE+陶瓷復(fù)合。5.在線監(jiān)測：H?S探頭HoneywellSensepointXCD，量程0-50ppm，響應(yīng)時間T90＜30s；CH?探頭Dr?gerPIR7000，量程0-100%LEL，線性誤差＜±2%。八、進(jìn)度計(jì)劃第1d：停水、降水位、搭設(shè)平臺、接電、接氣管、設(shè)備調(diào)試；第2-3d：機(jī)器人抽吸上層浮渣，日均清淤量260m3（濕泥）；第4-6d：中層流態(tài)淤泥，日均320m3；第7-9d：下層沉積泥沙，日均280m3；第10d：池壁沖洗、聲吶掃描、復(fù)測、修補(bǔ)局部剝落混凝土；第11d：拆除平臺、回收設(shè)備、整理場地；第12d：A格進(jìn)水、水質(zhì)調(diào)試、在線儀表比對；第13-14d：數(shù)據(jù)穩(wěn)定、內(nèi)部驗(yàn)收、移交運(yùn)行班組。九、人員配置項(xiàng)目經(jīng)理1人（注冊一級建造師·市政），安全經(jīng)理1人（注冊安全工程師），機(jī)械工程師1人，電氣工程師1人，化驗(yàn)員2人，機(jī)器人操作手2人，脫水機(jī)操作手2人，普工6人，共計(jì)16人，四班兩運(yùn)轉(zhuǎn)，每班8h，夜間不作業(yè)。十、安全與環(huán)保措施1.有限空間作業(yè)票：提前24h辦理，氣體檢測合格（O?＞19.5%，H?S＜7ppm，CH?＜3%LEL）方可下池。2.應(yīng)急裝備：正壓式呼吸器4套，三腳架+絞盤2套，擔(dān)架1副，應(yīng)急醫(yī)藥箱1套，防爆對講機(jī)8臺。3.消防：脫水棚配8kg干粉滅火器4具，50kg推車式1具，消防沙2m3，嚴(yán)禁明火，動火作業(yè)升級審批。4.噪聲：帶式機(jī)加隔音罩，晝間≤65dB(A)，夜間不作業(yè)。5.臭氣：池頂風(fēng)機(jī)出口接生物濾塔，空床停留15s，H?S去除率≥95%，廠界濃度≤0.06mg/m3，滿足GB14554-93二級標(biāo)準(zhǔn)。6.污泥運(yùn)輸：泥餅采用20t自卸車，廂體PTFE涂層，防滲防遺撒，出廠前人工清掃，洗車水回流至廠內(nèi)污水管。十一、水質(zhì)保障與應(yīng)急1.水質(zhì)波動：B格獨(dú)立運(yùn)行時，進(jìn)水COD由420mg/L升至580mg/L，通過在提升泵后投加20mg/L次氯酸鈉抑制絲狀菌膨脹，同時增大回流比至120%，SVI穩(wěn)定在110mL/g。2.事故池聯(lián)動：若B格液位＞4.2m，自動開啟事故池進(jìn)水閥，事故池容積2000m3，可截留16h峰值流量，確保不溢流。3.斷電：現(xiàn)場備100kW柴油發(fā)電機(jī)，自動切換時間＜15s，保證風(fēng)機(jī)、監(jiān)測儀、照明不斷電。4.暴雨：關(guān)注3h內(nèi)降雨預(yù)報(bào)，若＞30mm，立即暫停清淤，機(jī)器人吊出，加蓋池頂防雨布，防止水量激增。十二、成本測算1.設(shè)備租賃：機(jī)器人1.8萬元/d×10d=18萬元；帶式脫水機(jī)0.6萬元/d×10d=6萬元；發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、濾塔等3萬元；合計(jì)27萬元。2.人工：16人×14d×350元/人·d=7.84萬元。3.藥劑：PAM0.9t×1.6萬元/t=1.44萬元；次氯酸鈉0.5t×0.12萬元/t=0.06萬元；合計(jì)1.5萬元。4.水電：電耗1.8萬kWh×0.75元/kWh=1.35萬元；水耗200m3×5元/m3=0.1萬元；合計(jì)1.45萬元。5.運(yùn)輸：泥餅650t×40元/t=2.6萬元。6.總計(jì)：27+7.84+1.5+1.45+2.6=40.39萬元，折合每立方米清淤成本118.8元，低于行業(yè)平均145元/m3。十三、質(zhì)量驗(yàn)收1.目視：池底無黑色淤積，露出原混凝土本色，無塊狀浮渣。2.聲吶：隨機(jī)抽檢30點(diǎn)，高程偏差≤5cm，合格率100%。3.檢測：清淤后7d內(nèi)進(jìn)水COD波動系數(shù)0.16，硫化氫廠界濃度0.04mg/m3，均優(yōu)于目標(biāo)。4.資料：機(jī)器人運(yùn)行記錄、泥餅轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)單、監(jiān)測日報(bào)、影像資料齊全，由監(jiān)理、運(yùn)行、施工三方簽字確認(rèn)。十四、運(yùn)行維護(hù)建議1.建立“淤積厚度-進(jìn)水SS”關(guān)聯(lián)模型，當(dāng)進(jìn)水SS＞280mg/L持續(xù)5d，觸發(fā)預(yù)警，啟動機(jī)器人局部抽吸，避免再次大規(guī)模停池。2.每季度用聲吶快速掃描一次，生成三維淤積圖，數(shù)據(jù)接入SCADA，實(shí)現(xiàn)可視化。3.浮渣區(qū)增設(shè)1臺1.5kW小型撇渣器，每日運(yùn)行2h，可減少30%浮渣量，延長下次清淤周期至4年。4.在調(diào)節(jié)池前端增設(shè)6mm細(xì)格柵，減少纖維進(jìn)入，降低機(jī)器人鉸刀纏繞概率，減少故障停機(jī)50%。十五、風(fēng)險(xiǎn)評估與對策1.機(jī)器人故障：現(xiàn)場備1套液壓馬達(dá)、1套鉸刀軸封，維修時間≤4h。2.脫水機(jī)濾帶撕裂：庫存濾帶2條，更換時間1.5h。