加強一級高效沉淀池處理工藝研究_secret

1、加強一級高效沉淀池處理工藝研究摘 要：由于經(jīng)濟的發(fā)展，很多城市附近水環(huán)境的有機污染不僅沒有得到控制，還有惡化趨勢。解決城市污水處理問題的根本途徑是普及二級處理設施。我國的城市污水處理廠以二級生物處理為主，特別是近年建成的城市污水處理廠多是二級生物處理。全國117座城市污水處理廠中僅有24座為一級處理，約占總數(shù)的20.5%、總處理能力的17%；二級處理廠有93座，約占總數(shù)的79.5%、總處理能力的83%。二級生物處理污水廠由于能耗大，運行費用高，相當數(shù)量的污水處理廠沒能正常運行，實際處理能力低于設計能力。關鍵字：高效沉淀池1 概述由于經(jīng)濟的發(fā)展，很多城市附近水環(huán)境的有機污染不僅沒有得到控制，還有

2、惡化趨勢。解決城市污水處理問題的根本途徑是普及二級處理設施。我國的城市污水處理廠以二級生物處理為主，特別是近年建成的城市污水處理廠多是二級生物處理。全國117座城市污水處理廠中僅有24座為一級處理，約占總數(shù)的20.5%、總處理能力的17%；二級處理廠有93座，約占總數(shù)的79.5%、總處理能力的83%。二級生物處理污水廠由于能耗大，運行費用高，相當數(shù)量的污水處理廠沒能正常運行，實際處理能力低于設計能力。污水強化一級處理工藝的研究，在基建與運行費用增加不多的條件下，較大地提高污染物的去除率，以達到大幅度削減有機污染物總量的目的。本研究的目的：結(jié)合上海某預處理廠出水的具體水質(zhì)特點，綜合考慮前人的研究

3、成果，主要對高效沉淀池應用于城市污水化學強化一級處理進行較為系統(tǒng)的試驗研究，確定各種工藝的處理效果、最優(yōu)運行條件及參數(shù)；2 高效沉淀池原理 2.1 化學加強一級處理基本原理化學加強一級處理的基本原理是在污水中投加混凝劑，通過絮凝沉淀的方法去除污水中懸浮物質(zhì)及膠體物質(zhì)，從而達到對污水中有機物及磷的去除目的。污水首先與混凝劑快速混合，使混凝劑迅速均勻分散到污水中，利于混凝劑水解，充分發(fā)揮混凝劑高電荷對水中膠體電中和脫穩(wěn)作用；然后進行慢速攪拌作用，通過脫穩(wěn)顆粒的有效碰撞，同時在水中投加高分子助凝劑，發(fā)揮助凝劑的吸附架橋作用，使細小顆粒逐漸結(jié)成較大絮體，便于固液分離，使水中的懸浮物質(zhì)及膠體得到有效去除

4、；同時通過混凝劑與污水中磷酸鹽的化學作用，達到對磷的去除。常規(guī)化學一級加強處理流程如圖1：圖1化學一級強化流程框圖2.2 高效沉淀池的特點高效沉淀池根據(jù)化學強化一級處理的原理，混合采用機械攪拌快速混合，絮凝階段采用機械絮凝與水力絮凝相結(jié)合。絮凝池在前段設置提升攪拌機，部分沉淀的污泥回流至前段，助凝劑也投加在前段，脫穩(wěn)的原水與絮凝池的絮體形成有效碰撞，結(jié)成粗大顆粒，進入后續(xù)的折板反應段，通過水力作用進一步形成粗大、密實的礬花。沉淀池部分根據(jù)淺層沉淀的原理，采用斜管沉淀池的形式，使沉淀池的表面水力負荷明顯提高，高效沉淀池流程框圖如圖2。 圖2高效沉淀池流程圖相對于平流沉淀池，高效沉淀池具有以下特點

5、： 在裝置中回流一部分沉淀污泥至絮凝段，利用回流污泥與進水混合，使進水中的脫穩(wěn)微粒與活性泥渣充分接觸，再加上高分子助凝劑的吸附架橋作用，有利于使水中的脫穩(wěn)微粒形成大顆粒絮體，提高絮凝沉淀效果。 回流污泥中的混凝劑、助凝劑在絮凝池中得到充分利用，節(jié)約混凝劑及助凝劑的投加量。 沉淀池采用斜管沉淀，可達到泥水快速分離的目的，水力停留時間明顯減少，使沉淀池的占地面積明顯減少，節(jié)藥工程費用，經(jīng)初步工程方案比較，相對于平流沉淀池，高效沉淀池可降低工程造價約20%。表1常規(guī)沉淀池及高效沉淀池參數(shù)比較表平流沉淀池（規(guī)范值）常規(guī)斜管沉淀池（規(guī)范值）試驗裝置根據(jù)原水水質(zhì)條件、水溫確定，停留時間一般為1.0 3.0

6、小時表面水力負荷為911 m3/(m2h)試驗停留時間為0.33小時，表面水力負荷為25 m3/(m2h) 高效沉淀池在沉淀池下部具有較大的濃縮空間，同時在濃縮池內(nèi)設有濃縮機，利用慢速攪拌的方法，使污泥能夠在沉淀池下部進行有效濃縮，從而提高污泥的濃度。 3 試驗裝置試驗裝置設計流量為25 m3/h，整個試驗裝置有快速混合單元、絮凝沉淀單元、加藥單元及控制單元組成，其中絮凝沉淀單元是整個處理裝置的核心?？焖倩旌蠁卧譃閮筛?，每格尺寸為1.0 m0.9 m1.85 m（有效水深為1.30 m，單格體積為1.2 m3），內(nèi)設兩臺攪拌機，轉(zhuǎn)速為150 r/min，兩格可單獨使用，也可合并使用（試驗中采

7、用其中一格），原水進入混合池，混凝劑加入點在進入混合池的管道中，在混合池中與原水充分混合，由管道從底部進入絮凝池。絮凝沉淀池是整個裝置的核心，整個池高為4.95 m（包括干弦0.2 m），絮凝沉淀池功能上具有絮凝、沉淀及污泥濃縮功能；絮凝部分總體積約為6.6 m3，分為二段，前段的體積為2.6 m3，為機械攪拌絮凝，絮凝池中增設直徑為450 mm的導流筒，在導流筒內(nèi)設提升攪拌機，通過提升攪拌機使水在絮凝池中循環(huán)，同時濃縮池內(nèi)的污泥回流至前段，與原水充分混合，助凝劑加注點也設在導流筒內(nèi)，經(jīng)混合后進入后段，后段體積為4 m3，采用隔板絮凝的形式，污水經(jīng)隔板絮凝后進入后續(xù)沉淀池。沉淀池采用斜管沉淀池

8、，沉淀池的有效面積為1 m2，斜管斜長為1.5 m，在斜管上方設置隔板，使出水均勻，出水采用溢流堰的形式，在沉淀下方是污泥沉淀及濃縮空間，在底部設置污泥刮泥機，試驗裝置還設有回流污泥泵及剩余污泥排出泵。加藥單元主要加注混凝劑及加注助凝劑，采用計量泵投加。4 試驗結(jié)果及情況分析 4.1 試驗安排試驗裝置于2000年12月25日運至現(xiàn)場進行設備安裝、調(diào)試，于2001年1月7日正式開始試驗，根據(jù)小試的藥劑篩選，半生產(chǎn)性試驗主要針對FeCl3、Al2(SO4)318H2O兩種混凝劑進行試驗，助凝劑主要Nalco公司提供的8173、9901及AS32，試驗對不同混凝劑及助凝劑投加量的具體安排如表2和表3

9、：表2投加混凝劑FeCl3試驗情況表助凝劑(mg/L)81739901AS320.50.50.30.2流量m3/h252525252525FeCl3 (mg/L)806050403535表3投加混凝劑Al2(SO4)318H2O試驗情況表 助凝劑(mg/L)9901AS320.51.01.50.51.00.80.60.40.20.3流量 (m3/h)152525253035253525Al2(SO4)318H2O(mg/L)8060704.2 試驗結(jié)果試驗期間結(jié)果見表4。表4試驗結(jié)果數(shù)據(jù)表時間流量混凝劑助凝劑進水COD出水CODCOD去除率進水PO4-P出水PO4-PP去除率進水SS出水SSS

10、S去除率m3/h種類投加量種類投加量mg/Lmg/L%mg/Lmg/L%mg/Lmg/L%1月7日25FeCl38081730.3324668.8722.55010015412921月8日25FeCl36099010.519877613.410.33907834561月9日25FeCl34099010.5255115552.730.43841173971月10日25FeCl34099010.5259108582.770.55809912881月11日25FeCl35099010.5245.980.9672.590.338716414911月12日25硫酸鋁6099010.5637.594.28

11、59.330.879126322921月13日25硫酸鋁6099010.5210101522.811.33538130631月14日25硫酸鋁8099011698.9167.5767.11.028616818891月16日15硫酸鋁8099010.5185.790522.771.12607731601月17日30硫酸鋁8099011.5191107442.80.578010319821月18日35硫酸鋁8099011.52531364640.7839627721月20日35硫酸鋁70AS321220105523.70.78111225781月21日35硫酸鋁70AS320.8336116654

12、.5122日35硫酸鋁70AS320.6270100636.50.968513821851月23日35硫酸鋁70AS320.421090575.61.048111820831月24日35硫酸鋁70AS320.2210105507.21.38210860441月25日25硫酸鋁70AS320.3156367720.189113213901月29日25FeCl335AS320.2592124791.80.38362985注：FeCl3不含結(jié)晶水，硫酸鋁含有18個結(jié)晶水* 代表斜管上方有礬花飄出4.3 試驗結(jié)果及分析通過以上試驗，可以得出以下結(jié)論：(1)物化處理的效果由上表

13、可見，投加硫酸鋁及三氯化鐵對水中的有機物均有較好的去除效果，在三氯化鐵（不含結(jié)晶水）投加量4080 mg/L，硫酸鋁（含結(jié)晶水）投加量6080 mg/L的情況下，試驗期間進水CODCr在100700 mg/L（平均為300 mg/L）的情況下，出水CODCr一般在50150 mg/L之間，出水平均CODCr為99 mg/L，COD的去除率一般在40%80%，平均CODCr去除率為67%；試驗期間進水PO43-P在29 mg/L（平均為4.1 mg/L）的情況下，出水PO43-P在0.21.1 mg/L，出水平均PO43-P為0.7mg/L，PO43-P的去除率為60%95%，平均PO43-P去

14、除率為83%；試驗期間進水SS在5050 mg/L（平均為148 mg/L）的情況下，出水SS在946 mg/L之間，出水平均SS為23 mg/L，SS平均去除率為85%；(2)裝置的處理能力本試驗裝置的設計處理能力為25 m3/h，運行過程中，溫度一般在1215之間，流量基本穩(wěn)定在2426 m3/h之間。采用FeCl3作為混凝劑、同時投加0.5 ppm的9901助凝劑，由于FeCl3比重較重，因此沉淀出水中有微小礬花出現(xiàn)，出水效果較為理想。當采用Al2(SO4)318H2O作為混凝劑，水溫在1215之間時，由于溫度較低，同時由于Al2(SO4)3礬花較輕，因此處理流量達到25 m3/h時，沉

15、淀時上方有輕質(zhì)礬花飄出，影響到感觀效果，助凝劑投加量增加至1.0 ppm，出水效果略有好轉(zhuǎn)，但沒有明顯改善。將處理流量降至15 m3/h，出水礬花明顯好轉(zhuǎn)，處理效果好，感觀效果好。另外將處理流量提高至35 m3/h，助凝劑投加量為1.5 mg/L，出水中有礬花飄出，影響到感觀效果。在投加助凝劑AS32時，助凝劑的助凝效果有明顯提高，投加量比9901少，當助凝劑AS32投加量0.3 mg/L，處理流量達到25 m3/h時，在沉淀時上方有微小礬花飄出，效果較為理想。由此可見，裝置的處理能力與混凝劑和助凝劑的種類以及投加量有關。(3)不同加藥量的處理效果為使試驗結(jié)果有可比性和實用性，本次試驗采用最常用的鐵鹽和鋁鹽作為混凝劑，半生產(chǎn)性試驗中，F(xiàn)eCl3（以不包含結(jié)晶水計算）的投加量分別為80、60、50、40 mg/L進行投加，從試驗結(jié)果來看，在現(xiàn)有進水濃度條件下可以看出，F(xiàn)eCl3（以不包含結(jié)晶水計算）投加量40 mg/L，出水PO43-P在0.5 mg/L左右，穩(wěn)定在1 mg/L以下。當采用Al2(SO4)318H2O（以包含結(jié)晶水計算）時，投加量分別為80、60 mg/L，由