高密度沉淀池的運行控制
摘要: 通過對高(gao)密度(du)沉淀池(chi)運行指標(biao)的(de)(de)(de)(de)監測，探討了高(gao)密度(du)沉淀池(chi)運行的(de)(de)(de)(de)合理工況。結(jie)果表明:可(ke)(ke)以用濁度(du)快速估測混合區進(jin)泥水(shui)濃度(du);加藥和回(hui)流(liu)(liu)都(dou)應該根據(ju)反應區污泥的(de)(de)(de)(de)濃度(du)進(jin)行控制和調整(zheng); 高(gao)密度(du)沉淀池(chi)的(de)(de)(de)(de)進(jin)水(shui)流(liu)(liu)量(liang)對出(chu)水(shui)濁度(du)影響較大，可(ke)(ke)以在保持處理干固量(liang)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，盡量(liang)降低進(jin)泥流(liu)(liu)量(liang)。
關鍵詞: 高密度沉(chen)淀池(chi),運(yun)行(xing)工況,排泥水,回流,沉(chen)淀
天津市新開河水(shui)廠(chang)排(pai)泥(ni)(ni)水(shui)系(xi)統(tong)濃(nong)縮工藝中(zhong)(zhong)的(de)高密(mi)度沉淀(dian)池(chi)(chi)( 以下(xia)簡稱(cheng)高密(mi)池(chi)(chi)) 由混合、反(fan)應(ying)、濃(nong)縮/沉淀(dian)、外部污(wu)泥(ni)(ni)循環4 部分組成，單池(chi)(chi)設(she)(she)計(ji)最大進(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)量為(wei)960 m3/ h，設(she)(she)計(ji)進(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)濃(nong)度為(wei)2.0 g/L。在運(yun)行(xing)(xing)中(zhong)(zhong)發(fa)(fa)現當進(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)濃(nong)度高于1. 5 g/L 時，高密(mi)池(chi)(chi)就會(hui)發(fa)(fa)生污(wu)泥(ni)(ni)上浮現象。為(wei)了解(jie)決這一問題，筆(bi)者對高密(mi)池(chi)(chi)的(de)各(ge)區域分別進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)了定(ding)時取樣監測，以探求其最佳的(de)運(yun)行(xing)(xing)工況(kuang)。
1 高密度沉淀池的運行控制
1. 1 混合區
經過測定混合區的(de)(de)(de)進(jin)(jin)泥(ni)水(shui)濃(nong)度(du)，發(fa)現(xian)儀(yi)表顯(xian)(xian)示的(de)(de)(de)讀數(shu)失(shi)準，雖(sui)然表值與(yu)實(shi)測值之間沒有確(que)切(qie)的(de)(de)(de)線性對應(ying)關系，但實(shi)測濃(nong)度(du)為儀(yi)表讀數(shu)的(de)(de)(de)1. 5-2. 5倍(bei)，實(shi)測濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)平均(jun)值為0. 74 g/L，明顯(xian)(xian)小于設計(ji)值2.0 g/L。這(zhe)是因為在高(gao)(gao)密(mi)池(chi)(chi)(chi)實(shi)際應(ying)用中(zhong)發(fa)現(xian)，當進(jin)(jin)泥(ni)水(shui)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)高(gao)(gao)于1. 5 g/L，高(gao)(gao)密(mi)池(chi)(chi)(chi)就(jiu)會發(fa)生污泥(ni)上浮現(xian)象，使(shi)出水(shui)濁度(du)升高(gao)(gao)，對凈水(shui)工藝(yi)產生沖(chong)擊，所以(yi)在生產過程中(zhong)人為縮短了凈水(shui)工藝(yi)中(zhong)沉淀池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)排(pai)泥(ni)周期(qi)，延長(chang)了排(pai)泥(ni)歷時，使(shi)進(jin)(jin)人高(gao)(gao)密(mi)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)排(pai)泥(ni)水(shui)濃(nong)度(du)過低(di)。較低(di)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)泥(ni)濃(nong)度(du)不僅(jin)增加了污泥(ni)處理系統(tong)的(de)(de)(de)流量負(fu)荷，還延長(chang)了污泥(ni)在沉淀區的(de)(de)(de)濃(nong)縮時間川，未(wei)能(neng)充分(fen)發(fa)揮高(gao)(gao)密(mi)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)效(xiao)能(neng)。
采用干(gan)燥箱恒溫烘重測量排泥(ni)水(shui)濃(nong)度(du)的(de)方法操作繁瑣，存在實用滯后問題，且當進水(shui)濃(nong)度(du)低時，用烘干(gan)稱重的(de)方法測得的(de)濃(nong)度(du)值(zhi)失(shi)準。通過多次試驗，比較了采用烘干(gan)稱重和(he)用濁度(du)估測的(de)方法測定排泥(ni)水(shui)濃(nong)度(du)的(de)數值(zhi)，結果表(biao)明(ming)，在同一水(shui)質期內排泥(ni)水(shui)的(de)性質差別(bie)較小時，可以用濁度(du)估測進人高(gao)密池的(de)排泥(ni)水(shui)濃(nong)度(du)。
1. 2 反應區
反應(ying)區(qu)(qu)的(de)污(wu)泥(ni)為來自混合(he)區(qu)(qu)的(de)排泥(ni)水(shui)與循環系統回(hui)(hui)(hui)流(liu)的(de)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)濃(nong)(nong)縮污(wu)泥(ni)的(de)混合(he)污(wu)泥(ni)，其濃(nong)(nong)度(du)(du)可以根(gen)據進(jin)泥(ni)水(shui)濃(nong)(nong)度(du)(du)和(he)(he)回(hui)(hui)(hui)流(liu)濃(nong)(nong)度(du)(du)計算得出。實際監測中發現反應(ying)區(qu)(qu)污(wu)泥(ni)最高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)可達3.5g/L，此時回(hui)(hui)(hui)流(liu)比和(he)(he)回(hui)(hui)(hui)流(liu)濃(nong)(nong)度(du)(du)都(dou)高(gao)，但此時投(tou)藥量仍然(ran)根(gen)據進(jin)泥(ni)水(shui)濃(nong)(nong)度(du)(du)表值(zhi)0. 74 g/L進(jin)行投(tou)加(jia)，投(tou)加(jia)量為1. 0 g/L。由(you)于(yu)投(tou)藥量不足(zu)，反應(ying)區(qu)(qu)產生的(de)絮體碎(sui)小，這種污(wu)泥(ni)顆(ke)粒的(de)沉(chen)降性(xing)和(he)(he)濃(nong)(nong)縮性(xing)都(dou)不如大絮體顆(ke)粒。
根據小(xiao)試得到最(zui)佳(jia)投藥量為(wei)1. 3 %。(按混凝劑占污泥(ni)(ni)干(gan)重的(de)(de)比例) ，但是加藥量的(de)(de)不足卻未導致污泥(ni)(ni)上(shang)浮的(de)(de)發(fa)生(sheng)，這是因為(wei)此時(shi)(shi)的(de)(de)進泥(ni)(ni)量僅有(you)300m3/ h，遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)設(she)計最(zui)大(da)流(liu)量960 m3/ h。在(zai)設(she)計最(zui)大(da)流(liu)量下(xia)的(de)(de)上(shang)升流(liu)速為(wei)17 . 8 m/h，而在(zai)300m3/ h的(de)(de)流(liu)量下(xia)的(de)(de)上(shang)升流(liu)速為(wei)5.56 m/耐h，使得顆(ke)粒有(you)足夠的(de)(de)沉淀時(shi)(shi)間，而且布設(she)在(zai)沉淀區上(shang)部的(de)(de)斜管還有(you)較好的(de)(de)截留小(xiao)絮體的(de)(de)作用。
反應區污泥濃(nong)度為3.5 g/L時高(gao)密池仍能(neng)正常運行，這說明高(gao)密池有(you)處理高(gao)濃(nong)度進(jin)(jin)泥水的(de)能(neng)力，高(gao)于1.5g/L就(jiu)會發生上(shang)浮的(de)現象則可能(neng)是(shi)由于其他原因(yin)而并(bing)非高(gao)進(jin)(jin)泥濃(nong)度造成(cheng)的(de)。
靜水沉(chen)降中污泥(ni)濃度(du)與(yu)高度(du)成(cheng)正比(bi)例(li)，為了確定沉(chen)降比(bi)與(yu)反應(ying)(ying)區污泥(ni)濃度(du)的(de)關(guan)系(xi)，多(duo)次取樣測(ce)定污泥(ni)沉(chen)降比(bi)，并(bing)與(yu)根據物料(liao)平衡算出的(de)濃度(du)值進(jin)(jin)行線性回歸，結果表明兩者有良(liang)好的(de)線性關(guan)系(xi)。可以(yi)根據沉(chen)降比(bi)估計(ji)反應(ying)(ying)區內污泥(ni)的(de)濃度(du)，從而進(jin)(jin)行投藥量、回流(liu)比(bi)等指標的(de)調整。
1. 3 外部污泥循環區
污(wu)(wu)泥(ni)(ni)回(hui)(hui)流能加(jia)速(su)礬花(hua)(hua)的(de)(de)生長并增加(jia)礬花(hua)(hua)的(de)(de)密度，以維持均(jun)勻絮凝所要求的(de)(de)高(gao)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃度。但是由于泥(ni)(ni)位變化(hua)的(de)(de)不穩定和(he)回(hui)(hui)流泵吸泥(ni)(ni)口(kou)附近(jin)對泥(ni)(ni)層的(de)(de)抽吸作用，回(hui)(hui)流污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)濃度很(hen)不均(jun)勻，在0-28.7 g/L之間，且大多數情況(kuang)下(xia)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃度較(jiao)低。
實際運行中的(de)回(hui)流(liu)量始(shi)終(zhong)為(wei)300m3/ h，并未考慮回(hui)流(liu)濃度(du)(du)和(he)進(jin)(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)(ni)水(shui)濃度(du)(du)的(de)大(da)小。回(hui)流(liu)清水(shui)對(dui)反應(ying)區的(de)影響不大(da)，只是使(shi)進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)濃度(du)(du)降低(di)5%;但當回(hui)流(liu)污泥(ni)(ni)(ni)濃度(du)(du)大(da)時，進(jin)(jin)(jin)(jin)水(shui)濃度(du)(du)會提高數倍，出(chu)現加藥(yao)不足(zu)導致絮體細小的(de)情(qing)況。因此應(ying)根據進(jin)(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)(ni)濃度(du)(du)、進(jin)(jin)(jin)(jin)泥(ni)(ni)(ni)流(liu)量、回(hui)流(liu)的(de)濃度(du)(du)適(shi)度(du)(du)調整回(hui)流(liu)量。
回(hui)流(liu)(liu)濃(nong)度(du)和泥(ni)床高(gao)(gao)度(du)有關，當回(hui)流(liu)(liu)污(wu)泥(ni)濃(nong)度(du)大(da)時(shi)說明泥(ni)位較高(gao)(gao)，應(ying)降(jiang)低(di)回(hui)流(liu)(liu)量(liang)，減緩沉(chen)淀區(qu)的(de)泥(ni)層(ceng)增(zeng)高(gao)(gao)速度(du)。也可據反(fan)應(ying)區(qu)的(de)沉(chen)降(jiang)比(bi)來調節回(hui)流(liu)(liu)量(liang)，當沉(chen)降(jiang)比(bi)大(da)( >15 ) 時(shi)，應(ying)該(gai)降(jiang)低(di)回(hui)流(liu)(liu)量(liang)，這是因為反(fan)應(ying)區(qu)污(wu)泥(ni)濃(nong)度(du)足夠大(da)，能保(bao)證(zheng)絮凝效果，沒有必要再回(hui)流(liu)(liu)以增(zeng)加濃(nong)度(du)，也避免(mian)了藥劑的(de)浪費(fei)和泥(ni)層(ceng)增(zeng)高(gao)(gao)的(de)加快。
1. 4 沉淀區
高密(mi)池(chi)(chi)底部刮(gua)(gua)泥機的(de)連續刮(gua)(gua)掃促進了沉淀區(qu)(qu)污泥的(de)濃縮。斜(xie)板(ban)放置在沉淀池(chi)(chi)的(de)頂(ding)部，用于去除殘留的(de)礬(fan)花并產生水(shui)質合格的(de)出水(shui)。沉淀區(qu)(qu)的(de)上清液(ye)回(hui)流到配(pei)水(shui)井，如果上清液(ye)濁度較(jiao)高則會影(ying)響凈水(shui)工藝，同(tong)時也浪費混凝(ning)劑(ji)川。
經過監(jian)測發現，流量對出水濁度的影響較大(da)，如(ru)表1 所示(shi)。
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試(shi)驗(yan)中發(fa)現，無論在混合區投加FeC13與否，在流量較大的情況(kuang)下(xia)，出(chu)水(shui)上清(qing)液濁(zhuo)度都(dou)較大;而在小進水(shui)流量時(shi)，出(chu)水(shui)上清(qing)液濁(zhuo)度也較小。
在(zai)監測過(guo)程中出現(xian)過(guo)一次PAM投藥泵(beng)故障(zhang)，共持續了5 h。在(zai)進水流(liu)量為300m3/ h，進泥濃度(du)為0.6g/L時，高密(mi)池反應區內絮體非常小(xiao)，但是(shi)出水的(de)最大濁(zhuo)度(du)為2.4 NTU。此(ci)外，在(zai)進水實際濃度(du)為0.5g/L，加藥系統正常運行(xing)時，高密(mi)池沉淀區出現(xian)了局部(bu)上浮(fu)現(xian)象，而在(zai)上浮(fu)的(de)前幾(ji)分鐘進水流(liu)量由300m3/ h 突然(ran)升(sheng)高到600m3/ h，可以斷定是(shi)流(liu)量沖(chong)擊造成的(de)上浮(fu)。
因此，流(liu)量對沉(chen)淀(dian)區(qu)的出水濁度影響較(jiao)大(da)，根據(ju)斯托克斯公式計算出0.5 mm的絮體其下沉(chen)速度為12.67g/h，遠大(da)于5.56g/而h(當(dang)流(liu)量為300m3/ h時) 的上升流(liu)速。
為了保證出水(shui)濁度，在適當的投(tou)藥(yao)量下(xia)應該控制進水(shui)流量; 同時，為了防止污泥上(shang)浮現象的發生，應該防止流量的突然變化。
2 結論
① 可(ke)用(yong)濁(zhuo)度(du)快速估測高密度(du)沉(chen)淀池(chi)混合(he)區進泥水(shui)濃(nong)度(du)，在同一水(shui)質期內兩(liang)個指標有很好的線性關系。
② 回(hui)(hui)流(liu)(liu)比(bi)和回(hui)(hui)流(liu)(liu)濃度對進水污(wu)泥濃度影響較大，應(ying)嚴格控制回(hui)(hui)流(liu)(liu)過程(cheng)，保證絮體的形成與沉淀。
③ 應根據反應區的污(wu)泥(ni)濃度調節加藥量，盡可能地降低藥耗(hao)并(bing)獲得較好(hao)的沉降絮(xu)體。
④ 實際操作中，可以(yi)用沉降比估計反應區污泥的(de)濃度，并(bing)以(yi)此調節(jie)投藥(yao)量和回(hui)流比。
⑤ 流量(liang)(liang)對出水濁度影響很大，應盡量(liang)(liang)在合適的進泥流量(liang)(liang)下工作。應緩慢(man)調整流量(liang)(liang)，以防止(zhi)流量(liang)(liang)突變可能造成(cheng)的上浮。
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