高密度澄清池工藝介紹

高密度澄清池工藝介紹王鯤命

摘要：烏魯木齊市第八水廠是利用法國(guó)政府貸款建成的一座現(xiàn)代化水廠，其設(shè)計(jì)總規(guī)模為20×104m3/d，目前已正式投入運(yùn)行，為國(guó)內(nèi)首座投入運(yùn)行的采用高密度澄清池工藝的凈水廠。本文將對(duì)高密度澄清池的凈水工藝原理、設(shè)計(jì)參數(shù)、處理設(shè)備等作詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：高密度澄清池反應(yīng)沉淀烏魯木齊市第八水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為20萬(wàn)m3/d，水源為烏拉泊水庫(kù)，凈水廠于2002年9月進(jìn)行試通水，2003年6月調(diào)試后正式運(yùn)行。凈水廠工程利用法國(guó)政府低息貸款，結(jié)合原水特性，并通過(guò)對(duì)處理工藝的多選參考，并與得利滿公司進(jìn)而進(jìn)行深入細(xì)致的技術(shù)討論，選擇的處理流程是：得利滿專利技術(shù)“DENSADEG”高密度澄清池和著名的“V”型濾池。采用先進(jìn)的投加系統(tǒng)工藝，大部分機(jī)械、電氣、自動(dòng)化監(jiān)控儀表設(shè)備從國(guó)外引進(jìn)。沉淀池在經(jīng)歷了平流沉淀池、斜板（管）沉淀池和機(jī)械加速（脈沖）澄清池之后，第八水廠工藝設(shè)計(jì)采用了一種新型的澄清池-高密度澄清池（DENSADEG）。它是由法國(guó)得利滿公司開(kāi)發(fā)研制并獲專利的一種新型澄清池，在歐洲已經(jīng)應(yīng)用多年，石墩子山水廠為國(guó)內(nèi)首座采用高密度澄清池工藝的凈水廠，該池效率高，適用性廣。在烏魯木齊20萬(wàn)m3/d凈水廠項(xiàng)目中，通過(guò)與得利滿公司的技術(shù)交流，結(jié)合該項(xiàng)目的原水水質(zhì)狀況，以及考慮到烏魯木齊冬季氣候寒冷，所有凈水處理構(gòu)筑物必須加蓋圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此選用高效的澄清池節(jié)省土建投資是首選因素，通過(guò)與機(jī)械加速澄清池技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，在施工圖設(shè)計(jì)階段采用了高密度澄清池工藝，下面對(duì)工程中的設(shè)計(jì)池型及應(yīng)用做一簡(jiǎn)單介紹。高密度澄清池（DENSADEG）是一種采用斜管沉淀及污泥循環(huán)方式的收集、高速的澄清池。其工作原理基于下五個(gè)方面：·原始概念上的整體化的絮凝反應(yīng)池。·推流式反應(yīng)池至沉淀池之間的慢速傳輸。·污泥的外部再循環(huán)系統(tǒng)。·斜管沉淀機(jī)理?！げ捎煤铣尚跄齽?高分子助凝劑。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中采用污泥濃縮（濾池反沖洗廢水）RL型高密度澄清池，是目前使用范圍最廣的一種高密度澄清池。水泥混合物流入澄清池的斜管下部，污泥在斜管下的沉淀區(qū)從水中分離出來(lái)，此時(shí)的沉淀為阻礙沉淀；剩余絮片被斜管截留，該分離作用是遵照斜管沉淀機(jī)理進(jìn)行的。因此，在同一構(gòu)筑物內(nèi)整個(gè)沉淀過(guò)程就為兩個(gè)階段進(jìn)行：深層阻礙沉淀、淺層斜管沉淀。其中，阻礙沉淀區(qū)的分離過(guò)程是澄清池幾何尺寸計(jì)算的基礎(chǔ)。池中的上升流速取決于斜管區(qū)所覆蓋的面積，(上升流速23m/h)。高密度澄清池包括五個(gè)重要因素：·均質(zhì)絮凝體及高密度礬花·由于沉淀速度快（15和40m/h）采用密集型設(shè)計(jì)·有效地完成污泥濃縮·沉淀后出水質(zhì)量較高，一般在10NTU以內(nèi)?！た箾_擊負(fù)荷能力強(qiáng)，不易受突發(fā)沖擊負(fù)荷的變化而變化。高密度澄清池可在流速波動(dòng)范圍大的情況下工作。它由三個(gè)主要部分組成：一個(gè)“反應(yīng)池”、一個(gè)“預(yù)沉池-濃縮池”和一個(gè)“斜管分離池”。1、反應(yīng)池在該池中進(jìn)行物理—化學(xué)反應(yīng)，或在池中進(jìn)行其他特殊沉淀反應(yīng)。反應(yīng)池分為兩個(gè)部分：一個(gè)是快速混凝攪拌反應(yīng)池，另一個(gè)是慢速混凝推流式反應(yīng)池。·快速混凝攪拌反應(yīng)池將原水（通常已經(jīng)過(guò)預(yù)混凝）引入到反應(yīng)池底板的中央。一個(gè)葉輪位于中心穩(wěn)流型的圓筒內(nèi)。該葉輪的作用是使反應(yīng)池內(nèi)水流均勻混合，并為絮凝和聚合電解質(zhì)的分配提供所需的動(dòng)能量。混合反應(yīng)池中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態(tài)，該狀態(tài)取決于所采用的處理方式。通過(guò)來(lái)自污泥濃縮區(qū)的濃縮污泥的外部再循環(huán)系統(tǒng)使池中污泥濃度得以保障?！ぢ倩炷屏魇椒磻?yīng)池上升式推流反應(yīng)池是一個(gè)慢速絮凝池，其作用就是連續(xù)不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個(gè)反應(yīng)池（混合和推流式反應(yīng)池）可獲得大量高密度、均質(zhì)的礬花，以達(dá)到最初設(shè)計(jì)的要求。沉淀區(qū)的速度應(yīng)比其他系統(tǒng)的速度快得多，以獲得高密度礬花。2、預(yù)沉池-濃縮池礬花慢速地從一個(gè)大的預(yù)沉區(qū)進(jìn)入到澄清區(qū)，這樣可避免損壞礬花或產(chǎn)生旋渦，確保大量的懸浮固體顆粒在該區(qū)均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區(qū)分為兩層：一層位于排泥斗上部，一層位于其下部。上層為再循環(huán)污泥的濃縮。污泥在這層的停留時(shí)間為幾小時(shí)，然后排入到排泥斗內(nèi)。在某些特殊情況下（如：流速不同或負(fù)荷不同等），可調(diào)整再循環(huán)區(qū)的高度。由于高度的調(diào)整，必會(huì)影響污泥停留時(shí)間及其濃度的變化。部分濃縮污泥自濃縮區(qū)用污泥泵排出，循環(huán)至反應(yīng)池入口。下層是產(chǎn)生大量濃縮污泥的地方。濃縮污泥的濃度至少為20g/l（澄清工藝）。采用污泥泵從預(yù)沉池-濃縮池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脫水間或現(xiàn)有的可接納高濃度泥水的排水管網(wǎng)或排污管、渠等。3、斜管分離區(qū)逆流式斜管沉淀區(qū)將剩余的礬花沉淀。通過(guò)固定在清水收集槽下側(cè)的縱向板進(jìn)行水力分布。這些板有效地將斜管分為獨(dú)立的幾組以提高水流均勻分配。不必使用任何優(yōu)先渠道，使反應(yīng)沉淀可在最佳狀態(tài)下完成。澄清水由一個(gè)集水槽系統(tǒng)回收，絮凝物堆積在澄清池的下部，形成的污泥也在這部分區(qū)域濃縮，通過(guò)刮泥機(jī)將污泥收集起來(lái)，循環(huán)至反應(yīng)池入口處，剩余污泥排放。要使高密度澄清池工作狀況良好，應(yīng)考慮到幾個(gè)重要事項(xiàng)：·高效的絮凝及混凝過(guò)程·污泥層泥位界面的控制·高效的斜管分布、設(shè)置·連續(xù)的工況自動(dòng)監(jiān)控烏魯木齊市第八水廠分為兩個(gè)相同的處理單元，每個(gè)處理單元的處理量為10萬(wàn)m3/d。原水來(lái)自烏拉泊水庫(kù)，予沉處理后經(jīng)過(guò)一條管徑DN1200-DN1400mm、全長(zhǎng)7.8km的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管和玻璃鋼管重力自流至凈水廠。原水特性主要為低溫低濁。PH值：8至8.4；濁度：低濁度<50NTU（10月到次年5月間）,中間值<200NTU（5月到9月的雨季），峰值在6月低至7月初<=5000NTU，8月份暴雨后的該洪峰值不會(huì)持續(xù)72個(gè)小時(shí)。同樣取烏拉泊水庫(kù)水的五水廠在雨季及暴雨后原水濁度記錄有如下變化：原水濁度的穩(wěn)定值為200NTU，但會(huì)突然上升并持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，兩個(gè)值的轉(zhuǎn)化時(shí)間很短，最長(zhǎng)為6至8小時(shí)。低溫的問(wèn)題：烏拉泊水庫(kù)的水溫度為4°C（持續(xù)5至6個(gè)月）。運(yùn)行處理過(guò)程中必須考慮到混凝和絮凝的困難及速度慢的事實(shí)。低濁度問(wèn)題：當(dāng)處于低濁度階段，很難估算混凝劑投加量。事實(shí)上，低濁度是由膠體質(zhì)物引起的。這些膠體質(zhì)物有時(shí)很容易去除，在沒(méi)有投加適量的混凝劑和助凝劑時(shí)該物質(zhì)是很難被及附沉降。高密度澄清池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：烏魯木齊第八水廠分為兩個(gè)單元，每個(gè)單元有兩座高密度澄清池合建為一組，中間設(shè)置污泥泵房。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：工程設(shè)計(jì)：·總流量（m3/d）………200000+10%·單位流量（m3/hr）……2294反應(yīng)池單位尺寸（m）·長(zhǎng)度……6.9·寬度……6.9·水深……6.25預(yù)沉池/濃縮池單位尺寸（m）·長(zhǎng)度……12.7·寬度……12.7·水深……4.30斜管分離區(qū)單位尺寸（m）·長(zhǎng)度……9.47·寬度……11·水深……0.65單位面積（m2）·總面積（m2）…………161·斜管面積（m2）………100流速（m3/m2/hr）·斜管上…………………22.9·總面積上………………14.2由現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)接收的來(lái)自兩個(gè)污泥界面探測(cè)器及每個(gè)高密度澄清池的刮泥力矩開(kāi)關(guān)的信息可用于控制排泥泵的運(yùn)行及刮泥機(jī)的運(yùn)行。安裝在高密度澄清池下游的2臺(tái)濁度計(jì)（每個(gè)單元設(shè)1臺(tái)）用于監(jiān)測(cè)澄清水的濁度，并將其信號(hào)反饋