型中置式高密度沉淀池的开发与应用

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1、新型中置式高密度沉淀池的开发与应用许嘉炯，芮 旻（上海市政工程设计研究总院第一设计研究院，上海200092） 摘   要：本文对新型中置式高密度沉淀池的开发思路和技术方案作出了较为详细的分析。中置式高密度沉淀池的研发是在总结了传统沉淀（澄清）池污泥回流方式的缺陷、高分子絮凝剂的投加及斜管高效沉淀技术的优化方式，分析了国外高效澄清池池型布置的不足及斜管配水的方向限制的基础上，针对斜管沉淀池单池处理水量受限等问题，创新研发的新型沉淀池。同时，文章对其在嘉兴石臼漾水厂中的应用情况进行了简要介绍，该池型布置方正，出水水质的良好。关键词：饮用水处理；中置式高密度沉淀池；浊度；高浓度污泥循环 1、引言自

2、1998年起，上海市政工程设计研究总院和嘉源给排水有限公司对嘉兴地区受污染水源水的处理进行调研，通过大量小试和中试试验，总结出一些有益的经验，其中针对混凝沉淀的试验发现如采用常规处理方式，在水厂常规承受的较经济运行状态下，无论是增加投药量还是改变原水中ph等手段，沉淀对有机物和浊度的去除效果只能达到一个较高的极限值，一旦到达极限值，无论在采取何种措施，都不会带来更高的去除率，各种辅助手段仅仅使这种极限提前到来而已。如要让平流式沉淀池达到这种极限，过高的药耗是水厂难以承担的，因此，对有机污染较严重的杭嘉湖原水水质来说，选择一种占地比较小，能经济的达到沉淀极限去除率的池型是非常必要的。2、研发过

3、程2.1沉淀池性能分析比较针对净水厂混凝沉淀工艺的技术，国内净水厂目前传统采用平流沉淀池、斜管沉淀池、机械搅拌或脉冲澄清池等。平流沉淀池是目前我国大中型水厂最广泛使用的池型，具有构造简单、管理方便、耐冲击负荷强等优点，缺点是停留时间长，占地面积大，对一些小而轻的矾花的去除效果差，进一步提高出水水质代价很高，且水体暴露面积大，接受阳光照射时间长，在微污染原水处理中，希望保留处理过程中的生物作用而不采用前加氯，平流式沉淀池还容易生长青苔，影响水厂的外观。斜管沉淀池是基于浅层沉淀理论，在平流沉淀基础上发展起来的沉淀池型，它具有占地小，沉淀效率高的特点。但由于斜管沉淀池在池体较大情况下存在配水不均匀

4、问题，使大型斜管沉淀池总体出水水质难以进一步提高，限制了传统斜管沉淀池的大型化。机械搅拌澄清池是将第一反应室聚积的泥渣回流到第二反应室与原水混和，增加原水中的颗粒浓度，加强颗粒絮凝，形成形体大、密度高的矾花，到分离区澄清，从而达到高浓度泥水较快分离和分离彻底的效果。因此，机械搅拌澄清池的优点是：絮凝、澄清一体化，产水能力高，处理效果好，适应能力强，抗冲击负荷大，尤其在分离区增设斜管，出水水质和产水量更可进一步提高。它的缺点是土建结构比较复杂，施工难度较大；由于回流泥渣浓度较低，回流水量很大；最大的困难是排泥量很难控制，经常会因过量排泥，造成絮凝效果差，影响出水水质。高密度澄清池是法国得利满公

5、司近年主推的新池型，同机械搅拌澄清池相比，该公司高密度沉淀池这种新工艺有以下几个方面优点：　①将混合区、絮凝区与沉淀池分离，并改为矩形结构，以简化池型；　②沉淀分离区下部设污泥浓缩区，少占用土地；　③在浓缩区与混合部分之间设污泥外部循环。部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合、通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离；　④采用有机高分子絮凝剂，絮凝过程中投加pam助凝剂，以提高矾花凝聚效果，加快泥水分离速度；　⑤沉淀部分设置斜管，进一步提高表面负荷；　⑥沉淀区下部按浓缩池设计，大大提高污泥浓缩效果，含固率可达3％以上。　　经上述改进后，高密度澄清池在水质适应性和

6、抗冲击性上比机械搅拌澄清池更强。而且在理论上出水水质会更好。根据半生产性试验，它的上升流速可达6mm/s，超过了斜管沉淀池和机械加速澄清池，使占地更小。这种工艺在世界范围已逐步得到运用。我国新疆乌鲁木齐20万m3/d水厂就采用了高密度澄清池，目前已正常运行。经过比较，高密度澄清工艺在处理效果等方面优势明显，我院在石洞口污水厂、上海南市水厂也参与了高密度澄清池的试验，取得了良好的效果。高密度澄清池的缺点是由于布置比较分散，絮凝与沉淀之间虽然增设了导流墙，但由于单面配水距离比较长，存在配水不均匀的现象，尤其在大型水厂中，会直接影响到出水水质。另外，高密度澄清池原是国外得利满公司的专利产品，设备、

7、材料价格较贵，投资比较高。从发展趋势来看，高密度澄清池虽然还存在一定的缺点，但它所代表的高效组合无疑是今后发展的主流之一。为发明一种经济、高效且适应性强的新型高效澄清池，我院通过总结传统经典混凝沉淀工艺，如提高絮凝效果的浓缩污泥回流，提高絮凝和沉淀效果的高分子助凝剂的投加，提高沉淀的斜管浅层沉淀理论等，并分析上述池型的优缺点，初步确认需要对以下一些关键技术点加以创新和优化：①混凝剂、助凝剂的投加和加注点；