劉曦 陳治宇

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 四川省成都市 610000）

高密度沉淀池在污水處理中的作用探討

劉曦 陳治宇

（中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 四川省成都市 610000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的不斷提升，導(dǎo)致城市的污水量以及污染物量在持續(xù)的增多，如果不采取措施提升污水的處理效率以及污水處理的程度，那么污水排放將會(huì)對(duì)城區(qū)的河道以及小清河產(chǎn)生日益嚴(yán)重的污染，整個(gè)城市的生態(tài)環(huán)境也將會(huì)遭受更加嚴(yán)重的破壞。我們都知道，生態(tài)環(huán)境一旦被破壞，那么重新修復(fù)將會(huì)是一個(gè)十分緩慢與艱難的過(guò)程。而隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，具有強(qiáng)效污水處理的高密度沉淀池誕生，在未來(lái)的污水處理中，高密度沉淀池將憑借處理效率高、單位面積產(chǎn)水量大、適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等且占地面積小等優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。本文主要對(duì)高密度沉淀池技術(shù)的基本原理與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)其在污水處理中的作用進(jìn)行了探討。

高密度沉淀池；污水處理；作用

1 引言

城市的污水處理能力增長(zhǎng)速度緩慢并且污水處理的效率極低，是引起我國(guó)水環(huán)境污染嚴(yán)重的重要原因，由此引發(fā)的水環(huán)境不斷惡化，將會(huì)嚴(yán)重限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。我國(guó)在20世紀(jì)80年代對(duì)排水的氮磷含量沒(méi)有非常嚴(yán)格的需求，在該時(shí)期以及以往建設(shè)的污水處理廠所采取的技術(shù)中絕大多數(shù)都沒(méi)有脫氮除磷的功能。由于以前建設(shè)的污水處理廠重點(diǎn)是采取傳統(tǒng)的活性污泥技術(shù)或者是生物處理的其他改進(jìn)技術(shù)，這樣只能除去污水中的有機(jī)污染物，對(duì)于氮磷的去除率非常低。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)的進(jìn)步，日益嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越受到國(guó)家和人們的重視，進(jìn)入“十二五”以來(lái)，氮磷將會(huì)被列入約束性減排指標(biāo)，污水處理廠將會(huì)面對(duì)非常大的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，許多污水處理廠的污水管網(wǎng)不配套，使得污水的處理率較低。為了更好的保護(hù)水環(huán)境，提升出水水質(zhì)，我國(guó)絕大多數(shù)城市污水處理廠的改善勢(shì)在必行。

2 高密度沉淀池技術(shù)的基本原理與研究現(xiàn)狀

2.1 高密度沉淀池概述

（1）高密度沉淀池是把絮凝、沉淀、污泥濃縮等過(guò)程融合在一個(gè)構(gòu)筑物當(dāng)中的綜合性技術(shù)工藝設(shè)備，該設(shè)備各個(gè)部分相互限制、相互影響，如果脫穩(wěn)雜質(zhì)隨著水流跟泥渣層相互接觸的時(shí)候，就會(huì)被泥渣層阻礙而滯留下來(lái)。這種將泥渣層作為接觸介質(zhì)的過(guò)程，本質(zhì)上也是一種絮凝的過(guò)程，通常稱之為接觸絮凝。

（2）泥渣層的形成方法，一般情況下是在反應(yīng)池開(kāi)始運(yùn)作的時(shí)候，在原水當(dāng)中加上比較多的混凝劑，并且要相應(yīng)的降低負(fù)荷，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)作以后慢慢形成。在原水的濁度降低的時(shí)候，為了加速泥渣層的形成，也可以采用人工投加粘土的方法。

（3）從泥渣層使用的角度來(lái)說(shuō)，平流式沉淀，僅僅是為了顆粒的沉降，在池底部的沉泥還有相當(dāng)多的接觸絮凝活性劑沒(méi)有被利用。高密度沉淀池可以充分運(yùn)用活性泥渣的絮凝功能。為了更好地發(fā)揮泥渣的連續(xù)絮凝作用，可以將泥渣在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

2.2 高密度沉淀池工藝的主要特點(diǎn)

①選用人工合成的有機(jī)絮凝劑PAN。在混凝的時(shí)候添加PAN作為助凝劑，可以使得反應(yīng)產(chǎn)生較大礬花，而污泥的回流能夠進(jìn)一步增加礬花的密度以及沉降性能，增加其沉降速度。②從慢速推流反應(yīng)區(qū)至斜板沉淀區(qū)，礬花可以維持完整性，并且能夠產(chǎn)生的礬花顆粒比較大、密度也相對(duì)較高。③高效的斜板沉淀能夠確保沉淀區(qū)比較高的上升速度。④可以有效的實(shí)現(xiàn)污泥濃縮工作，沉淀池的排泥濃度可以達(dá)到15%，不需要進(jìn)行二次濃縮就可以直接進(jìn)行脫水處理。⑤密集混凝、沉淀以及濃縮功能融合為一體的水處理構(gòu)筑物，結(jié)構(gòu)緊湊，從而有效降低了土建造價(jià)，并且節(jié)約了大量建設(shè)用地。⑥高密度沉淀池的運(yùn)行費(fèi)用比較高，所以需要對(duì)藥劑的投入進(jìn)行優(yōu)化控制，使得全部的運(yùn)行費(fèi)用降至最低。

2.3 高密度沉淀池國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

高密度沉淀池是一種緊湊、高效率、使用靈活的新型污水處理技術(shù)，其技術(shù)應(yīng)用面非常廣泛，能夠適用于各個(gè)領(lǐng)域，可以用于處理工業(yè)與生活污水、飲用水或者是三級(jí)廢水，這種嶄新的污水處理工藝在歐洲國(guó)家是非常流行的。在很多年以前，歐洲的水處理市場(chǎng)就已經(jīng)開(kāi)始使用高密度沉淀技術(shù)，例如法國(guó)、德國(guó)等眾多歐洲水廠都是采用的這種工藝技術(shù)。現(xiàn)如今，該處理技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)比如北京水源九廠改造一期、上海臨江自來(lái)水廠改建工程、首鋼污水處理工程等許多工程都已經(jīng)運(yùn)用了高密度沉淀工藝，保定市的地表水廠利用了高密度沉淀池用作污泥的濃縮池，提升了濃縮效率，與此同時(shí)，也有效的節(jié)省了占地面積。

3 高密度沉淀池分類

3.1 高密度沉淀池主要有三種類型3.1.1 RL型高密度沉淀池

該種類型的高密度沉淀池是現(xiàn)在利用范圍最為廣闊的一種澄清池（95%的建設(shè)項(xiàng)目選用）。使用該種類型的高密度澄清池，水泥混合物將會(huì)流入到沉淀池斜管的下面，污泥在斜管下面的沉淀區(qū)從水中分離出來(lái)，這時(shí)候的沉淀池，剩余的絮片會(huì)被斜管所截留，此種分離作用是根據(jù)斜管沉淀的原理進(jìn)行的。所以，在同一個(gè)構(gòu)筑物當(dāng)中，全部的沉淀過(guò)程就會(huì)被分為兩個(gè)階段進(jìn)行：深層阻礙沉淀以及淺層斜管沉淀。在這當(dāng)中，限制沉淀區(qū)的分離階段是沉淀池相關(guān)尺寸計(jì)算的基本步驟。該種類型的高密度沉淀池的上升速度主要與斜管區(qū)所覆蓋的面積有關(guān)（上升流速23m/h）。該種類型的澄清池多用于生活污水以及生活用水的處理工藝。

3.1.2 RP型高刻度澄清池

如果出水以及排放標(biāo)準(zhǔn)不是非常嚴(yán)格的情況下，選用該類型高密度澄清池的效果比較好，在安裝的時(shí)候可以不帶斜管。該澄清池比較少采用，通常只用于濾池沖洗廢水帶排放上清液的濃縮等有特殊要求的濃縮。

3.1.3 RPL型高密度澄清池（多用于城市污水處理工藝以及工業(yè)污水處理工藝）

這種類型的高密度澄清池只有在一定要集中貯泥，并且對(duì)處理沒(méi)有反作用的時(shí)候才會(huì)使用。所以，它的使用僅僅局限于除碳工藝（非飲用水）以及工業(yè)污水處理當(dāng)中特殊的沉淀工藝。

3.2 RL型高密度沉淀池工作原理

RL型高密度沉淀池的工作原理：通過(guò)回流污泥，并且進(jìn)行加藥，可以使得水中的懸浮物形成大的絮凝體，從而增大了絮凝體的密度與半徑，也就加快了它的沉降速度，可以達(dá)到在水量一定的情況下，使得沉淀池的容積大大減小而且效果更好。濃縮污泥的外循環(huán)不但確保了攪拌反應(yīng)池的固體濃度，提升了進(jìn)泥的凝絮能力，使得形成的絮凝體更加勻稱密實(shí)，而且選用了斜板沉淀原理，高效斜板的布置以及污泥的回流極大的優(yōu)化了絮凝過(guò)程。斜板沉淀池中可以用作泥水分離的面積通常為普通沉淀池的幾倍，其中包含了眾多的相互獨(dú)立的沉淀單元。

4 高密度沉淀池組成及其在污水處理中的作用研究

Densadeg高密度澄清池主要是由混合區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀/濃縮區(qū)構(gòu)成，其形式如圖1所示。

圖1 高密度沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖

各個(gè)組成部分的功能如下：

4.1 混合區(qū)

在混合區(qū)當(dāng)中布置快速攪拌機(jī)，加快投入混凝劑的分散速度，使其與池中的原水充分混合均勻，用來(lái)形成小的絮體。混凝劑通常情況下為氯化鐵，只有功能是使得懸浮顆粒脫穩(wěn)。

4.2 反應(yīng)區(qū)

經(jīng)過(guò)預(yù)混凝的原水流到反應(yīng)池內(nèi)圓形導(dǎo)流筒的底端，原水、回流污泥以及助凝劑通過(guò)導(dǎo)流筒中的攪拌槳從上到下混合均勻。通過(guò)慢速攪拌反應(yīng)池以及推流式反應(yīng)池組成串聯(lián)反應(yīng)單元，已經(jīng)獲得了比較大的絮體，可以達(dá)到沉淀區(qū)當(dāng)中的快速沉淀。帶有污泥回流的快速絮凝，利用快速攪拌器攪拌，以此來(lái)保證快速絮凝以及絮凝所需要的能量。絮凝劑要投入到攪拌器的下方。從污泥濃縮區(qū)到快速絮凝區(qū)進(jìn)行不間斷的外部泥渣回流，比較高的污泥濃度提升了絮凝的效果。

4.3 沉淀濃縮區(qū)

絮凝礬花速度緩慢的進(jìn)入到沉淀區(qū)域，這樣可以防止礬花的損壞。絮凝礬花在沉淀池的底部匯集成污泥并且濃縮。斜板布置在沉淀池的上面，用于除掉多余的礬花，確保出水的水質(zhì)。一部分的濃縮污泥在濃縮區(qū)域當(dāng)中通過(guò)污泥循環(huán)泵送到反應(yīng)池的入口，另一部分剩余的污泥通過(guò)污泥泵抽出，送到污泥脫水間或者是進(jìn)行其他的處理。沉淀濃縮區(qū)確保了礬花增長(zhǎng)所需要的慢速絮凝，產(chǎn)生的礬花具備比較高的密度。然后水以緩慢的流速流到沉淀區(qū)，以此來(lái)確保礬花的完整性。高密池底部的刮泥機(jī)進(jìn)行連續(xù)的刮掃加快了沉淀區(qū)污泥的濃縮，實(shí)際上，假如沉淀濃縮區(qū)沒(méi)有刮泥系統(tǒng)就不能夠有效的進(jìn)行排泥，通常情況下會(huì)降低高密度沉淀池的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

高密度沉淀池具有處理效率高、單位面積的產(chǎn)水量較大、適應(yīng)性比較強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定、占地面積也比較小等一系列優(yōu)勢(shì)，在城市用地越來(lái)越緊張的狀況下，高密度沉淀池這種具有外部泥渣回流的專利澄清池工藝在污水處理領(lǐng)域一定會(huì)有非常廣闊的發(fā)展前景。

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TU991

A

1673-0038（2015）35-0072-02

2015-7-27

劉曦（1987-），男，助理工程師，研究生，主要從事給排水設(shè)計(jì)工作。

陳治宇（1990-），男，助理工程師，研究生，主要從事給排水工作。