高密度澄清池工藝選擇及設計研究
摘(zhai)要：一種新型高效的澄清(qing)池(chi)，稱為(wei)高密度澄清(qing)池(chi)，是由得利滿公(gong)司開發的。該池(chi) 目前 已進入 中國 市場(chang)。本(ben)文對該池(chi)的工藝(yi)原(yuan)理(li)、運行條(tiao)件，以(yi)及(ji)在烏(wu)魯木(mu)齊供(gong)水(shui)工程的 應用 參數等做了介紹(shao)說明。
關鍵詞：高密度澄清池 工(gong)藝原理(li) 烏魯(lu)木齊市供(gong)水工(gong)程 主要參數
1、概況
沉(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)在(zai)經歷了平流沉(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)，斜板(ban)(管(guan))沉(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)和機械加(jia)速(su)(脈沖)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)之后，新型(xing)的一種(zhong)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)稱(cheng)做(zuo)高(gao)密度(du)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)(DENSADEG)問世了。該池(chi)(chi)(chi)是由法國(guo)得利(li)滿(man)公司(si)開(kai)發研制獲(huo)專利(li)的一種(zhong)新型(xing)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)，它在(zai)歐洲(zhou)已(yi)經應用多年，目前開(kai)始進(jin)入中國(guo)市(shi)場。由于該池(chi)(chi)(chi)效率高(gao)，適用性廣，因而(er)在(zai)中國(guo)各城(cheng)市(shi)用地日(ri)益短缺的情況下，采用這種(zhong)高(gao)效的澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)技術(shu)(shu)應是一種(zhong)適宜的選擇。在(zai)烏魯木齊20萬噸/日(ri)城(cheng)市(shi)供水項目中，通過(guo)(guo)與(yu)得利(li)滿(man)公司(si)的技術(shu)(shu)交流，結合該項目在(zai)原水水質狀況，以及考慮(lv)到(dao)烏魯木齊冬季氣候寒冷(leng)，所有構筑物必須(xu)加(jia)蓋房子，因而(er)選用高(gao)效的澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)節省土建投(tou)資是首選，通過(guo)(guo)技術(shu)(shu) 經濟 比(bi)較后，我們(men)采用了得利(li)滿(man)公司(si)的高(gao)密度(du)澄(cheng)清(qing)(qing)池(chi)(chi)(chi)技術(shu)(shu)，下面(mian)對該種(zhong)池(chi)(chi)(chi)型(xing)及工程中的設計應用做(zuo)一簡(jian)單介紹(shao)。
2、高(gao)密(mi)度澄(cheng)清池介紹(shao)
高密度(du)澄(cheng)清池(DENSADEG)是由(you)法國得(de)利滿(man)公(gong)司研(yan)制的一種采用斜(xie)管沉淀(dian)及污泥循環方式的收速、高速的澄(cheng)清池。其工(gong)作原理基于下五個方面(mian)：
·原始概(gai)念上的整體化的絮凝反應(ying)池。
·推流式(shi)反應池(chi)至(zhi)沉淀池(chi)之(zhi)間(jian)的慢速傳(chuan)輸。
·污泥的外部再(zai)循環系統。
·斜管沉(chen)淀機理。
·采用合(he)成絮凝(ning)劑+高分子助凝(ning)劑。
高密度澄(cheng)清池的(de)適用范圍廣，可以(yi)稱得上是“萬(wan)能(neng)”澄(cheng)清池。可用于(yu)以(yi)下方面：
·飲(yin)用水(澄清、除(chu)碳……)
· 工業 用水(澄清、除碳……)
·城市(shi)生(sheng)活污水(物化初沉池，三次除磷)
·工業污水(shui)(特殊處理)
·污泥濃縮(suo)(濾池反沖洗廢水)
3、高密度澄清(qing)池的說(shuo)明
3.1高密度澄清池的三種類(lei)型
RL型高密度澄清(qing)池(chi)。(多用生活(huo)(huo)用水(shui)處理工(gong)藝(yi)，及生活(huo)(huo)污水(shui)處理工(gong)藝(yi)。)
該池(chi)(chi)是目(mu)(mu)前使用范(fan)圍最(zui)廣的一種(zhong)高密度(du)澄清池(chi)(chi)(95%的項目(mu)(mu)采(cai)用)。
采用(yong)該類(lei)型的(de)高密(mi)度澄(cheng)清(qing)池，水泥(ni)混合物(wu)流入(ru)澄(cheng)清(qing)池的(de)斜(xie)管(guan)下部，污泥(ni)在斜(xie)管(guan)下的(de)沉(chen)(chen)淀(dian)區(qu)從(cong)水中分離(li)(li)(li)出來(lai)，此時的(de)沉(chen)(chen)淀(dian)為阻(zu)(zu)礙沉(chen)(chen)淀(dian);剩(sheng)余絮片被(bei)斜(xie)管(guan)截留，該分離(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)是遵照斜(xie)管(guan)沉(chen)(chen)淀(dian)機理進行的(de)。因此，在同一構筑物(wu)內整個沉(chen)(chen)淀(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)就為兩(liang)個階段(duan)進行：深層阻(zu)(zu)研(yan)沉(chen)(chen)淀(dian)、淺層斜(xie)管(guan)沉(chen)(chen)淀(dian)。其中，阻(zu)(zu)礙沉(chen)(chen)淀(dian)區(qu)的(de)分離(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)(cheng)是沉(chen)(chen)清(qing)池幾何尺(chi)寸 計算 的(de)基礎。
該類型高密度澄清(qing)池的(de)上升流速(su)取決于斜管區所覆蓋的(de)面積，(上升流速(su)23m/h。)
RP型高刻度澄清(qing)池(chi)。
當出水及污水排放標準不是(shi)極嚴格的情況下，采用此類高密(mi)度澄(cheng)清(qing)池，效(xiao)果較好在安裝時可不帶斜管(guan)。
該澄(cheng)清(qing)池較(jiao)少(shao)采用(只(zhi)用于濾池沖冼廢水帶排放上清(qing)液的濃(nong)縮，特殊濃(nong)縮要求)。
RPL型高密度(du)澄清池(chi)。(多用于城市污(wu)水(shui)處理工藝(yi)、工業污(wu)水(shui)處理藝(yi)。)
這一(yi)類(lei)型的高密度澄清池只有當必須集(ji)中(zhong)貯泥并對(dui)處理(li)無反作用時才采用。所以它的應用僅限(xian)于除碳工藝(非飲用水)及工業污水處理(li)中(zhong)特殊的沉淀工藝。
3.2工藝(yi)原理
高密(mi)度澄清池包括五(wu)個(ge)重要因素(su)：
·均質(zhi)絮凝體及高密(mi)度礬花
·由于沉淀(dian)速度快(15和40m/h)采用密集型設計
·有效地完成污(wu)泥(ni)濃(nong)縮
·沉(chen)淀后出水質量較高，一般在10NTU以(yi)內。
·抗沖擊(ji)負(fu)荷能(neng)力強(qiang)，不易受(shou)突發沖擊(ji)負(fu)荷的變化(hua)而變化(hua)。
此(ci)外，該(gai)池可在流速波動范(fan)圍大的情況下工(gong)作。
工藝原理(li)見所附流程示(shi)意圖(1)。
高密度澄清(qing)池(chi)(chi)由三個主要部分(fen)組(zu)成(cheng)：一(yi)個“反應池(chi)(chi)”，一(yi)個“預沉池(chi)(chi)—濃縮池(chi)(chi)”以及一(yi)個“斜管分(fen)離池(chi)(chi)”。
a)反應池
得利滿專利產品反應池是本工藝的(de)根本 特色。在該池中進行(xing)物理—化學(xue)反應，或在池中進行(xing)其他特殊沉淀反應。
反應(ying)池(chi)(chi)分(fen)為兩個部分(fen)：一(yi)個是(shi)快(kuai)速混(hun)凝攪(jiao)拌反應(ying)池(chi)(chi)，另(ling)一(yi)個是(shi)慢速混(hun)凝推流式(shi)反應(ying)池(chi)(chi)。
·快速(su)混凝攪(jiao)拌(ban)反應池
將原水(shui)(通常已(yi)經過預混凝(ning))引(yin)入(ru)到反(fan)應(ying)(ying)池底板的中央(yang)。一個(ge)葉輪位于(yu)中心穩(wen)流型(xing)的圓筒內。該葉輪的作用(yong)是使反(fan)應(ying)(ying)池內水(shui)流均勻(yun)混合(he)，并(bing)為絮凝(ning)和聚合(he)電解質的分配(pei)提供所需(xu)的動能(neng)量(liang)。
混合(he)反應池(chi)(chi)中懸(xuan)浮絮狀或晶狀固(gu)體顆粒的(de)(de)濃度(du)保(bao)(bao)持(chi)在最佳(jia)狀態(tai)，該狀態(tai)取決于所采(cai)用(yong)的(de)(de)處理(li)方式。通過來自污(wu)泥(ni)濃縮區的(de)(de)濃縮污(wu)泥(ni)的(de)(de)外部再循(xun)環系統使池(chi)(chi)中污(wu)泥(ni)濃度(du)得以保(bao)(bao)障。
·推流式反應池
上升式(shi)推流反應池是一個慢速(su)絮凝(ning)池，其(qi)作用(yong)就(jiu)是連(lian)續不斷地使礬花顆(ke)粒(li)增(zeng)大。
因此(ci)，整個反應池(混合和推流式反應池)可(ke)獲得大量高密(mi)度(du)、均質的礬花，以(yi)(yi)達到最初(chu)設計的要求。沉淀區的速(su)度(du)應比其他(ta)系統的速(su)度(du)快得多，以(yi)(yi)獲得高密(mi)度(du)礬花。
b)預(yu)沉(chen)池—濃縮池
礬花(hua)(hua)慢速地從(cong)一(yi)個(ge)大的預沉區進入到澄清區，這樣可(ke)避免(mian)損壞(huai)礬花(hua)(hua)或產生旋(xuan)渦，確(que)使大量的懸(xuan)浮固體顆粒(li)在該區均勻沉積。
礬花在澄清池(chi)下(xia)部匯集成污泥(ni)并濃(nong)縮。濃(nong)縮區(qu)分(fen)為兩層(ceng)(ceng)：一層(ceng)(ceng)位(wei)于(yu)排(pai)泥(ni)斗上部，一層(ceng)(ceng)位(wei)于(yu)其下(xia)部。
上層(ceng)為再循環污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)濃縮(suo)。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)在(zai)這層(ceng)的(de)(de)停(ting)留時(shi)間(jian)(jian)為幾(ji)小時(shi)。然后(hou)排(pai)(pai)入(ru)到(dao)排(pai)(pai)泥(ni)(ni)(ni)(ni)斗內。排(pai)(pai)泥(ni)(ni)(ni)(ni)斗 上部的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)入(ru)口(kou)處較大，無(wu)需開槽。為了更(geng)好(hao)地使(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)濃縮(suo)，刮泥(ni)(ni)(ni)(ni)機(ji)配有尖樁圍欄(lan)。在(zai)某些特(te)殊(shu)情(qing)況下(xia)(如：流速(su)不(bu)同(tong)或負荷(he)不(bu)同(tong)等)，可調(diao)整(zheng)再循環區(qu)(qu)的(de)(de)高度。由于高度的(de)(de)調(diao)整(zheng)，必會 影(ying)響 污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)停(ting)留時(shi)間(jian)(jian)及其濃度的(de)(de)變化(hua)。部分濃縮(suo)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)自(zi)濃縮(suo)區(qu)(qu)用污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)泵排(pai)(pai)出，循環至(zhi)反應池入(ru)口(kou)。
下層(ceng)是產(chan)生大量濃(nong)縮污泥的(de)(de)地方。濃(nong)縮污泥的(de)(de)濃(nong)度至少為20g/l(澄清工藝)。
采用污(wu)泥(ni)(ni)泵從(cong)預(yu)沉(chen)池—濃(nong)縮池的底部抽出剩余污(wu)泥(ni)(ni)，送至污(wu)泥(ni)(ni)脫(tuo)水(shui)間或(huo)(huo)現有的可接納高濃(nong)度泥(ni)(ni)水(shui)的排水(shui)管網或(huo)(huo)排污(wu)管、渠等。
c)斜管分離區(qu)
逆流式斜管沉淀(dian)區將剩余的(de)(de)礬花沉淀(dian)。通過固定(ding)在(zai)(zai)清(qing)水收集槽下側的(de)(de)縱向板進(jin)行(xing)水力(li)分布。這(zhe)些板有效地(di)將斜管分為獨立(li)的(de)(de)幾組以(yi)提(ti)高水流均勻(yun)分配。不必使用任何優先渠道，使反應(ying)沉淀(dian)可在(zai)(zai)最(zui)佳狀(zhuang)態下完(wan)成。
澄清(qing)水由一個(ge)集水槽系統回(hui)收。絮凝物(wu)堆積在澄清(qing)池的下部，形成的污泥也在這部分區域濃(nong)縮。
通過刮泥(ni)機將污泥(ni)收集起來，循環至反應池入口處，剩余污泥(ni)排放(fang)。
3.3運行條件
要使高密度澄清池(chi)工作狀況良(liang)好，應考(kao)慮到幾(ji)個(ge)重要事項：
·高(gao)效的絮(xu)凝(ning)及(ji)混凝(ning)過程
·污泥(ni)(ni)層泥(ni)(ni)位界面的(de)控制
·高(gao)效的斜管分布、設置
·連續的工況(kuang)自(zi)動監控
4、烏(wu)魯木齊供水工程項目
烏魯木(mu)齊市擬建一(yi)座日處(chu)理量(liang)為(wei)200,000m3的水處(chu)理廠，分為(wei)兩(liang)個(ge)相同的處(chu)理流程，每(mei)個(ge)處(chu)理流程的處(chu)理量(liang)為(wei)100,000m3/天。
4.1原水特(te)性及方(fang)案選擇(ze)
原水來從烏拉(la)泊水庫重力自流(liu)到水廠。
原(yuan)水特性主要為低(di)(di)(di)溫低(di)(di)(di)濁(zhuo)。PH值(zhi)(zhi)：8至(zhi)8.4; 濁(zhuo)度：低(di)(di)(di)濁(zhuo)度<50NTU(十月(yue)(yue)到次年五月(yue)(yue)間),中間值(zhi)(zhi)<200NTU(五月(yue)(yue)到九月(yue)(yue)的雨(yu)季)，峰值(zhi)(zhi)在六月(yue)(yue)低(di)(di)(di)至(zhi)七(qi)月(yue)(yue)初<=5000NTU，八(ba)月(yue)(yue)份暴雨(yu)后的該洪峰值(zhi)(zhi)不會(hui)持續(xu)七(qi)十二個小(xiao)時。
現有同(tong)樣取烏拉泊水(shui)庫(ku)水(shui)的五水(shui)廠在雨(yu)(yu)季及暴雨(yu)(yu)后(hou)原水(shui)濁度會(hui)有以下變(bian)化(hua)：
原水(shui)濁度的穩定值(zhi)為(wei)(wei)200NTU但會突然上升并(bing)持續幾個小時，兩個值(zhi)的轉化時間很短，最長為(wei)(wei)六(liu)至(zhi)八小時。
低溫的 問題 ：
烏拉泊水庫的水溫度為4°C(持續五至六個(ge)月(yue))。運行(xing)處理過(guo)程(cheng)中必須考(kao)慮到混凝和絮凝的困(kun)難及速度慢的事實。
低濁度問題：
當處于(yu)低濁(zhuo)度階段，很難(nan)估算混凝(ning)劑投(tou)加量。事實上，低濁(zhuo)度是由膠(jiao)體質物(wu)引(yin)起(qi)的(de)。這些膠(jiao)體質物(wu)有時(shi)(shi)很容(rong)易去(qu)除，在沒有投(tou)加適量的(de)混凝(ning)劑和助凝(ning)劑時(shi)(shi)該(gai)物(wu)質是很難(nan)被及附沉降(jiang)。
處理流程：
結合以上原水特性，并通過對處(chu)理工藝的多(duo)選(xuan) 參(can)考 與得利(li)滿(man)公(gong)司進而(er)進行(xing)深入細(xi)致的技(ji)術討(tao)論(lun)，我們選(xuan)擇的處(chu)理流程是：得利(li)滿(man)專利(li)技(ji)術“Densadeg”高密(mi)度澄清池和著名的“V”型濾池。
4.2高密度澄清(qing)池主要(yao)設(she)計(ji)參數
烏(wu)魯(lu)木齊水廠分為兩個系列，每個系列有兩座高密度澄清池(chi)合建為一組，中間設置(zhi) 污泥泵(beng)房。其平面布置(zhi)見(jian)附圖(2)。
主(zhu)要參數如下：
土建(jian)工程設計：
·總流量(立(li)方米(mi)/天)…………………200,000+10%
·單(dan)位流(liu)量(立方米(mi)/小時)……………2294
反應池單位尺(chi)寸(米(mi))
·長度……………………………………6.9
·寬度……………………………………6.9
·水深……………………………………6.25
預沉池(chi)/濃(nong)縮池(chi)單位尺寸(米(mi))
·長度……………………………………12.7
·寬度……………………………………12.7
·水深……………………………………4.30
斜管分離區單位尺寸(cun)(米)
·長度……………………………………9.47
·寬度……………………………………11
·水(shui)深……………………………………0.65
單(dan)位面積(平方米(mi))
·總面積(平方(fang)米(mi))……………………161
·斜(xie)管(guan)面積(平方米)…………………100
流(liu)速(su)(立方米(mi)/平方米(mi)/小時)
·斜(xie)管(guan)上(shang)…………………………………22.9
總面積上…………………………………14.2
5、高(gao)密度(du)澄清池的(de)自(zi)動控(kong)制(zhi)
由現(xian)場PLC系統接收的(de)(de)來自兩個污泥界面(mian)探測器及(ji)每個高密度澄清池的(de)(de)刮泥力矩開關的(de)(de)信息可用于(yu)控制排(pai)泥泵的(de)(de)運行及(ji)刮泥機(ji)的(de)(de)運行。
安裝在(zai)高密度澄清池下游的兩臺濁度計(ji)(每個流程(cheng)上一臺)用(yong)于控(kong)測澄清水的濁度，并(bing)將其信號反(fan)饋至混凝(ning)(ning)反(fan)應(ying)區的控(kong)制PLC系統。以便(bian)適(shi)時地(di)調整(zheng)混凝(ning)(ning)劑(ji)和助凝(ning)(ning)劑(ji)的投加量。
6、結束語
高(gao)密(mi)度(du)澄清池(chi)(chi)技(ji)術雖然(ran)在國(guo)內才(cai)剛(gang)剛(gang)開(kai)始起(qi)步 研(yan)(yan)究(jiu) 、使用(yong)，烏魯木齊供水(shui)工(gong)(gong)程(cheng) 目前 亦處(chu)于(yu)施工(gong)(gong)階(jie)段，盡(jin)管人(ren)們對該池(chi)(chi)的工(gong)(gong)藝(yi)機理及設計研(yan)(yan)究(jiu)國(guo)內尚處(chu)于(yu)起(qi)步階(jie)段。但由于(yu)高(gao)密(mi)度(du)澄清池(chi)(chi)占(zhan)地面積小(xiao)、節(jie)省土建投(tou)資(zi)、抗沖擊負荷能力強、具有適(shi)用(yong)性(xing)廣(guang)、效率(lv)高(gao)等特點，必將在給水(shui)處(chu)理、廢水(shui)處(chu)理，以及 工(gong)(gong)業(ye) 污水(shui)處(chu)理中具有廣(guang)泛的 應用(yong) 前景。
高密度澄清(qing)池(chi)(chi)能不能真正稱(cheng)得上(shang)是“萬能”澄清(qing)池(chi)(chi)，能不能象“V”型濾池(chi)(chi)那(nei)樣被國內普遍采用，我們將拭目以(yi)待。
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