高密度沉淀池在污水处理厂中的应用

高密度沉淀池在污水处理厂中的应用

高密度沉淀池为了从水中去除悬浮物，使用沉淀池是一种有效的水处理设备。目前应用较多的沉淀池主要有:平流沉淀池,辐流沉淀池,竖流沉淀池,斜板、斜管沉淀池以及加速澄清池(机械、水力)和脉冲澄清池。但是由于污水处理厂现有的沉淀池处理效率一般不高,不能对污水中的COD和SS等杂质进行有效的去除,没有充分发挥沉淀池的最佳处理效果,故对沉淀池进行改进,不仅可以提高COD和SS的去除率,还可以减轻其他环节的负荷,节约污水处理成本。随之就出现了一种新型高效的高密度沉淀池。高密度沉淀池(Densadeg)是由法国得利满公司开发出的一项先进专利澄清技术,该技术应用面广泛,适用于饮用水生产、污水处理、工业废水处理和污泥处理等领域。高密度沉淀池技术在欧洲市场已应用多年,比如法国的MOUT水厂、德国的来格朗等诸多欧洲水厂均采用该工艺。目前已进入中国市场,国内已有工程采用该处理工艺,如乌鲁木齐石墩子山水厂扩建工程、石家庄市桥西污水处理厂污水回用改造工程、首钢污水处理工程等。如保定市地表水厂采用高密度沉淀池作为污泥浓缩池,提高了浓缩效率,节省了占地。高密度沉淀池是一种紧凑、高效、灵活的新型污水处理工艺,可以广泛地应用于各项领域,可用于处理工业和生活污水、饮用水、雨水以及三级废水,这种新型水处理工艺在欧洲国家是十分流行的。1分类高密度沉淀池主要有三种类型:(1)斜管下沉淀机理该池是目前使用范围最广的一种高密度澄清池(95%的项目采用)。采用该类型的高密度澄清池,水泥混合物流入沉淀池的斜管下部,污泥在斜管下的沉淀区从水中分离出来,此时的沉淀为阻碍沉淀;剩余絮片被斜管截留,该分离作用是遵照斜管沉淀机理进行的。因此,在同一构筑物内整个沉淀过程就为两个阶段进行:深层阻碍沉淀、浅层斜管沉淀。其中,阻碍沉淀区的分离过程是沉淀池几何尺寸计算的基础。该类型高密度澄清池的上升流速取决于斜管区所覆盖的面积(上升流速23m/h)。(2)高密度澄清池当出水及污水排放标准不是极严格的情况下,采用此类高密度澄清池,效果较好,在安装时可不带斜管。该澄清池较少采用(只用于滤池冲冼废水带排放上清液的浓缩,特殊浓缩要求)。(3)贮泥的预处理这一类型的高密度澄清池只有当必须集中贮泥,并对处理无反作用时才采用。所以它的应用仅限于除碳工艺(非饮用水)及工业污水处理中特殊的沉淀工艺。2高密度沉淀池DENSADED高密度沉淀池是沉淀技术进化和发展的终极阶段,在水处理技术中,属于三代沉淀池中最新的一代。二十世纪二、三十年代采用的是第一代沉淀技术-“静态沉淀”;五十年代开发了称为“污泥接触层”的第二代沉淀池并投入使用;八十年代被称为“污泥循环型”的第三代沉淀池登上了历史舞台,以DENSADED高密度沉淀池为代表。得利满公司已证实只有污泥循环的斜板沉淀系统才能得到较高的沉淀速度和较高的污泥浓度。高密度沉淀池的工作原理:通过回流污泥,并进行加药,使水中的悬浮物形成大的絮凝体,增大了絮凝体的密度和半径,也就增加了它的沉淀速度。可以做到在水量一定的条件下,沉淀池容积大为减少且效果更佳。浓缩污泥的外循环不仅保证了搅拌反应池的固体浓度,提高了进泥的絮凝能力,使形成的絮凝体更加均匀密实,而且采用了斜板沉淀原理,高效斜板的设置以及污泥的回流强化了絮凝过程。斜板沉淀池中可用于泥水分离的面积为普通沉淀池的数倍,其中包含了大量的相互独立的沉淀单元。3由此组成Densadeg高密度澄清池主要由混合区、反应区、沉淀/浓缩区组成,其形式如图1所示:各个组成部分的功能如下:(1)混凝剂的分散在混合池内设置快速搅拌机,使投加的混凝剂快速分散,与池内原水充分混合均匀,用以形成小的絮体。混凝剂一般为氯化铁,主要作用是使悬浮颗粒脱稳。(2)组合充填反应单元经过预混凝的原水流至反应池内圆形导流筒的底部,原水、回流污泥和助凝剂由导流筒内的搅拌桨由下至上混合均匀。由慢速搅拌反应池和推流式反应池组成串联反应单元,已获得较大的絮体,达到沉淀区内快速沉淀。带有污泥回流的快速絮凝,由快速搅拌器搅拌,以确保快速絮凝及絮凝所需要的能量。絮凝剂投加在搅拌器的下方。从污泥浓缩区到快速絮凝区进行连续的外部泥渣回流,极高的污泥浓度提高了絮凝的效果。(3)原水预处理污泥,可选用改性污泥絮凝矾花慢速地进入到沉淀区,这样可以避免矾花损坏。絮凝矾花在沉淀池下部汇集成污泥并浓缩。斜板设置在沉淀池的上部,用于去除多余的矾花,保证出水水质。部分浓缩污泥在浓缩区内由污泥循环泵送至反应池入口,另一部分剩余污泥由污泥泵抽出,送至污泥脱水间或进行其他处理。沉淀浓缩区保证了矾花增长所需的慢速絮凝,生成的矾花具有较高的密度。然后水慢速流至沉淀区以保证矾花的完整性。高密池底部刮泥机的连续刮扫促进了沉淀区污泥的浓缩,实践上,如果沉淀浓缩区没有刮泥系统就不能有效地排泥,往往就会降低高密度沉淀池的性能。4速推流反应区斜板沉淀池的技术优势高密度沉淀池工艺的主要显著特点为:(1)采用合成的有机絮凝剂PAM。混凝时添加PAM作助凝剂,使得反应可产生较大的矾花,污泥回流可进一步增加矾花的密度和沉降性能,加快其沉淀速度。(2)从慢速推流反应区到斜板沉淀区矾花能保持完整,并且产生的矾花颗粒大、密度高。(3)高效的斜板沉淀可保证沉淀区较高的上升流速(可达20～40m/h),絮凝矾花可得到很好的沉淀。(4)能有效地完成污泥浓缩,沉淀池排泥浓度可达15%,无须进行再次浓缩,可直接脱水处理。(5)处理效率高。文献显示,高密度沉淀池对SS的去除率在85%左右,对COD的去除率可达85%～96%,BOD的去除率高达92%。(6)集混凝、沉淀和浓缩功能为一体的水处理构筑物,结构紧凑,降低了土建造价并且节约了建设用地。(7)运行费用较高,因此需对药剂的投加进行优化控制,以使完整的运行费用降至最低。5actiflo工艺ACTIFLO工艺是由法国Velioa集团OTV公司在20世纪90年代初开发的一种高效沉淀工艺(专利号:US4927543),最初主要用于自来水的生产,最近在污水处理领域也得到了应用。ACTIFLO工艺是DENSADED高密度沉淀池的另一种表现形式,其结构示意图如图2所示:其工艺流程为:原水经细格栅初步处理,除去粗大的悬浮物和杂质之后,投加絮凝剂以形成小的絮体。然后水进入投加池,在投加池中投加高分子聚合物和细砂生成絮状物后,再流入熟化池,在其中絮体进一步变大并成熟。最后水流进入沉淀浓缩池,向上流经斜板沉淀池除去多余的矾花,保证出水水质。污泥和细砂沉淀在斜板沉淀池底部,收集后由污泥泵循环至投加池上端。污泥与细砂经水力旋流器分离之后,细砂进入絮凝阶段继续循环反应。ACTIFLO工艺是一种结构紧凑、处理高效的沉淀工艺,它结合了细砂加速混凝和斜板沉淀的优点,其显著特点为:细砂的使用使絮体浓度更高,沉降速度也更快。与常规高密度沉淀池主要区别在于:回流循环使用的是投加的细砂,而非污泥的直接外部循环。AC