高密度沉淀池在市政給水處理中的應(yīng)用

□程萬(wàn)達(dá)

摘 要：高密度沉淀池作為一種自帶池外污泥回流系統(tǒng)的沉淀池，具有沉淀效率高、占地面積小、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)逐漸得到廣泛應(yīng)用。主要介紹了高密度沉淀池的基本構(gòu)造、工藝流程、工藝特點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：高密度沉淀池；斜管沉淀區(qū)；污泥回流

高密度沉淀池(Densadge)是由法國(guó)得利滿公司開(kāi)發(fā)出的一種先進(jìn)專利沉淀技術(shù)，該技術(shù)具有沉淀效率高，占地面積小，出水水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)異，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在飲用水處理、市政污水處理、工業(yè)水處理及污泥處理中均得到了廣泛應(yīng)用。在法國(guó)的Vigneulles-Faulquemont水 廠 和 Morsang-Sur-Seine水廠，在加拿大的 Saint-Jean Sur Richelieu水廠，在西班牙的Manises水廠，在阿根廷的Rosario等諸多歐洲水廠均采用了高效沉淀池工藝。

目前，高效沉淀池在國(guó)內(nèi)也得到了一定應(yīng)用，如北京市自來(lái)水集團(tuán)有限責(zé)任公司第三水廠(15萬(wàn)m3/d)、上海楊樹(shù)浦水廠(36萬(wàn)m3/d)、烏魯木齊石墩子山水廠擴(kuò)建工程(20萬(wàn)m3/d)中均應(yīng)用了高效沉淀池技術(shù)。

1.高效沉淀池基本構(gòu)造

高密度沉淀池由混合區(qū)、絮凝區(qū)、斜管沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)、中間集水渠及污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成?；緲?gòu)造見(jiàn)圖1。

圖1 高密度沉淀池構(gòu)造圖

2.高效沉淀池工藝流程

投加混凝劑 (PAC-聚合氯化鋁)的原水經(jīng)過(guò)混合區(qū)快速混合后進(jìn)入絮凝區(qū)，同時(shí)污泥濃縮區(qū)的回流污泥進(jìn)入絮凝區(qū)與原水進(jìn)行混合，在絮凝區(qū)中投加絮凝劑(PAM-聚丙烯酰胺)進(jìn)行絮凝反應(yīng)。絮凝反應(yīng)通過(guò)螺旋槳攪拌機(jī)在導(dǎo)流筒中進(jìn)行。經(jīng)過(guò)絮凝反應(yīng)后的水被攪拌機(jī)提升至過(guò)渡區(qū)進(jìn)行減速絮凝，以便形成大的絮體，再進(jìn)入斜管沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離。澄清水經(jīng)斜管分離后由集水槽收集進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物，沉降下來(lái)的污泥通過(guò)旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)刮入中心集泥坑后進(jìn)行濃縮，濃縮污泥的上層通過(guò)螺桿泵回流與原水進(jìn)行混合，以維持最佳的固體濃度，底部多余的污泥則由螺桿泵排入污泥處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理。

3.高效沉淀池工藝特點(diǎn)

一是采用特殊的絮凝反應(yīng)器設(shè)計(jì)，通過(guò)螺旋槳攪拌機(jī)和底部進(jìn)水套筒的配合使用，使得原水在套筒內(nèi)部進(jìn)行有效的快速絮凝，同時(shí)在套筒外部，水體以柱塞流形式使絮凝得以慢速進(jìn)行，確保絮凝區(qū)獲得大量高密度、均質(zhì)的絮體。

二是從絮凝區(qū)至斜管沉淀區(qū)采用推流過(guò)渡，水體流速進(jìn)一步降低，從而避免了絮體在行進(jìn)過(guò)程中破碎，確保大顆粒絮體有效進(jìn)入斜管沉淀區(qū)，進(jìn)一步保障了泥水分離效果。

三是從污泥濃縮區(qū)至絮凝區(qū)采用可控的外部污泥回流系統(tǒng)，一方面，回流的污泥作為助凝劑改善絮凝體結(jié)構(gòu)，促使細(xì)小而松散的絮粒變得粗大而密實(shí)，提高絮粒在沉淀區(qū)的沉降性能，另一方面，利用螺桿污泥泵可以精確控制污泥回流量，通過(guò)確定最佳污泥回流比來(lái)保障混凝效果。

四是通過(guò)混凝劑 (PAC-聚合氯化鋁)與合成有機(jī)高分子絮凝劑(PAM-聚丙烯酰胺)的聯(lián)合使用，使得絮凝反應(yīng)可產(chǎn)生較大的絮體，提高絮凝效果。

五是絮體進(jìn)入斜管沉淀區(qū)后流速放緩，使得絕大部分的懸浮固體在沉淀區(qū)沉淀。沉降下來(lái)的污泥在污泥濃縮區(qū)中的集泥坑持續(xù)濃縮，因污泥濃縮區(qū)較大，濃縮時(shí)間較長(zhǎng)，使得排放污泥的含固率可達(dá)3%～14%，減少了水廠的自用水率，并有利于污泥的處理。

六是采用斜管沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，通過(guò)上向流斜管可有效對(duì)沉淀區(qū)水體中的絮體進(jìn)行沉淀，同時(shí)，采用清水收集槽下側(cè)的縱向板對(duì)斜管區(qū)進(jìn)行水力分布，改善配水情況，避免水流短路影響沉淀效果。一般情況下，斜管沉淀區(qū)的上升流速可達(dá) 20～30m/h(5.6～8.3mm/s)。

4.結(jié)語(yǔ)

高密度沉淀池通過(guò)池外污泥回流系統(tǒng)和高分子絮凝劑的使用，以及斜管沉淀區(qū)的設(shè)置，使其具有沉淀效率高，單位面積產(chǎn)水量大，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，效果穩(wěn)定且占地面積小等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)市政給水處理領(lǐng)域必將有著廣泛的應(yīng)用前景。

收稿日期：2017-02-06

作者簡(jiǎn)介：程萬(wàn)達(dá)，男，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，工程師。