1.高密度沉淀池的原理
高密度沉淀池主要由3部分組成,分別是快速混合池、絮凝反應池和沉淀分離池,從而集成了絮凝和沉淀工藝。
★快速混合池
進水從管道進入快速混合池,同時投加絮凝劑,經過快速攪拌,從而達到快速絮凝,并避免礬花沉淀。
★絮凝反應池
快速混合池的出水再排入到絮凝反應池里,通過加藥裝置在反應池的下部投加助凝劑,生成大的礬花。
同時控制反應池中的攪拌速率(攪拌速率低于快速混合池),防止礬花被打碎和在反應區內形成沉淀。
★沉淀分離池
帶有礬花的廢水流入到沉淀分離池,大部分礬花在這里沉淀并進行濃縮。
沉淀分離池底部的刮泥機進行連續刮掃,以促進沉淀污泥的濃縮,部分污泥通過污泥回流管回流到絮凝反應池中,用來保持絮凝反應池中所需的污泥濃度,促進絮凝過程中礬花的生長并且提高礬花的密度,剩余污泥外排進行進一步處理。
斜板沉淀裝置安放于沉淀分離池的上部,是為了去除剩余的細小礬花,最終產出達標的水。
2.高密度沉淀池的特點
★系統占地面積小
高密度沉淀池一體化程度高,工藝結構高度集成,斜板/斜管沉淀可以使得沉淀分離區保持較高的上升流速,降低系統占地面積。
★出水水質高且水質穩定
高密度沉淀池內設置多級絮凝,可以通過調整不同運行單元內的攪拌強度,調節各級絮凝的水力條件,控制各個運行單元內的流速梯度,達到很好的絮凝效果,穩定出水濁度。
★減少絮凝劑投加量
通過污泥回流促進絮凝反應,降低絮凝劑投加量。
★有效提高運行負荷和污泥濃縮效果
沉淀分離池中斜板沉淀對礬花有很好的沉淀效果,提高了運行負荷;
沉淀分離池下部按污泥濃縮池結構設計,大幅提高了污泥的濃縮效果,排泥可直接脫水處理。
★運行自動化程度高
通過開發先進的集成控制系統,可以實現對高密度沉淀池運行的自動控制,提高調試和運行效率;
而且可以滿足對高密度沉淀池中混合、絮凝和沉淀分離的獨立控制,便于對各運行單元進行針對性的工藝優化。
★應用范圍廣
適用于高懸浮物廢水處理,適用于給水和排水系統中水的凈化處理。
3.高密度沉淀池在水處理中的應用
在我國,水處理工程中應用較多的有得利滿的Densadeg沉淀池,威立雅的Multiflo和Actiflo沉淀池,以及上海市政工程設計研究總院設計的中置式高密度沉淀池等。
★Densadeg沉淀池
得利滿公司最早開發了Densadeg高密度沉淀池,包括混合池、反應池和沉淀濃縮池。
在反應池中設有導流筒,控制水流定向流動,混合池出水在導流筒內經緩慢攪拌以混合均勻,形成較大的絮體,然后經推流式反應池慢速流入沉淀區,實現泥水分離。
讓人意外的是,得利滿針對不同應用場景,開發了不同型號的高密度沉淀池。
其中,功能最多的Densadeg 4D高密度沉淀池擁有4種功能,其整合了砂礫和浮渣去除功能,具備除砂、除油、沉淀、污泥濃縮性能,對砂礫和油脂的去除能力在95%以上。
據了解,Densadeg高密度沉淀池已在國內市政和工業污水處理處置領域得到廣泛應用。比如:
▲日處理量為720000m3/d的唐鋼污水處理廠中循環冷卻水系統排污水、生產工藝排水、過濾系統沖洗水等混合廢水中SS、油類、硬度含量較高,采用“高密度沉淀池+V 型濾池”工藝進行處理,能保證出水濁度在3NTU以下,油含量小于0.5mg/L。
▲日處理量為400000m3/d的上海泰和污水處理廠采用全地下式布置的“高密度沉淀池+反硝化深床濾池”工藝,對生活污水進行深度處理,強化了對SS、氨氮、總氮和總磷的去除,出水水質達到一級A以上。
▲日處理量為60000m3/d的重慶市某污水廠采用“高效沉淀池+反硝化生物濾池+曝氣生物濾池”工藝處理生活污水,高效沉淀池及生物濾池工藝出水水質能夠穩定達到一級A排放標準。
★Multiflo和Actiflo高密度沉淀池
Multiflo高密度沉淀池是威立雅公司在上世紀60年代末期開發出來的,經過不斷地改進,已形成了多種不同類型的沉淀池,對于SS在10~4000mg/L進水,處理后的出水SS可以達到6mg/L以下。
圖源/網絡:Multiflo工藝
▲日處理量為400000m3/d的烏魯木齊河東污水處理廠采用“兩級生物處理+Multiflo高密度沉淀池+紫外”工藝深度處理城市污水二級處理出水,Multiflo高密度沉淀池實現對水體中部分SS、有機污染物和大部分磷的去除,全工藝出水COD小于50mg/L、BOD5小于10mg/L、總磷小于0.4mg/L、SS小于8mg/L,可回用于工業生產、工業園區道路綠化等。
Actiflo超高效沉淀池是一種利用微砂循環而非污泥回流促進絮凝的高密度沉淀池,包括投加池、熟化池和沉淀分離池。
Actiflo超高效沉淀池其適用于飲用水的澄清凈化,市政污水和工業污水的處理,工業工藝用水的生產和雨水的沉淀。其在污水處理中,對于TSS、總磷的去除率超過85%,COD的去除率可以達到60%。
▲日處理量為400000m3/d的昆明第三污水廠是國內第一座將Actiflo工藝用于城市合流制溢流污染處理的污水廠,旱季時Actiflo工藝作為深度處理單元,出水 SS 可保持在10mg/L以下,雨季時進水SS含量激增,此時SS的去除率可達70%以上。
▲桐鄉崇福污水處理廠的來水為皮革、印染、化工廢水和市政排污的混合污水,采用“A2O+Actiflo高密度沉淀池”工藝對污水進行處理,在Actiflo工藝中投加一定量的活性碳,提高了對水中有機物的吸附去除能力,能夠顯著降低水中SS、COD含量。
4.高密度沉淀池的缺點
1、設備數量多,維護管理繁雜
高密度沉淀池是集混合、絮凝、沉淀、澄清于一體的高集成化工藝,包含加藥、攪拌、斜管/斜板沉淀、刮泥、沖洗等眾多設備。
可想而知,設備的維護和管理過程是相當的繁雜,必須要有經驗的工作人員進行管理。
特別是對于Densadeg、Actiflo、Multiflo等國外工藝所配套進口設備的使用和維護,更需要對工作人員進行培訓和指導。
2、長周期運行后容易出現堵塞
系統在長周期運行后,沉淀分離池的斜管上會積聚大量污泥,造成斜管不同程度的堵塞,降低斜管沉淀的功效;下部污泥層的高度難以精準控制,造成污泥層過高,污泥排放不及時的問題。
3、受進水水質、水量影響
在實際工程應用過程中,由于進水水質和水量的突然波動,會造成池內絮體破碎、污泥沉降性能降低、出水水質變差的情況。
同時,由于水質硬度高、含鹽量大、加藥過量等情況出現的池體、水下設備及管道結垢現象。
4、運行費用相對較高
高密度沉淀池在運行過程中由于設備數量多,整體的電耗自然而然就要高出許多。
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