高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠的應(yīng)用
來源：北京萊金源水處理技術(shù)有限公司 閱讀：14698 更新時(shí)間：2024-11-04 17:26
沉淀池在經(jīng)歷了平流沉淀池，斜板(管)沉淀池和加速澄清池(機(jī)械、水力)、脈沖澄清池之后，一種新型的澄清池稱做自清洗過濾器高密度澄清問世了，介紹和說明高密度澄清池在鋼鐵污水處理中的應(yīng)用。
工業(yè)廢水處理在體現(xiàn)其社會(huì)效益的同時(shí)，努力提高自身的經(jīng)濟(jì)效益，加大生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，高效使用資源和能源也是水處理工業(yè)及工業(yè)企業(yè)本身可持續(xù)發(fā)展的保證。高密度澄清池效率高，適用性廣，因而在中國各工程用地日益短缺的情況下，采用這種高效的澄清池技術(shù)應(yīng)是一種適宜的選擇。在某鋼鐵公司工業(yè)廢水處理項(xiàng)目中，取得了預(yù)期效果。
1 高密度澄清池
高密度澄清池是一種采用斜管沉淀及污泥循環(huán)方式的快速、高速的澄清池。其工作原理基以下5個(gè)方面：
(1)原始概念上的整體化的絮凝反應(yīng)池。
(2)推流式反應(yīng)池至沉淀池之間的慢速傳輸。
(3)污泥的外部再循環(huán)系統(tǒng)。
(4)斜管沉淀機(jī)理。
(5)采用合成絮凝劑+高分子助凝劑。
高密度澄清池的適用范圍廣，可以稱得上是“萬能” 澄清池？捎糜谝韵路矫妫(1)飲用水(澄清、除碳)。(2)工業(yè)用水(澄清、除碳)。(3)城市生活污水(物化初沉池，三次除磷)。(4)工業(yè)污水 (特殊處理)。(5)污泥濃縮(濾池反沖洗廢水)。
1．1 主要優(yōu)點(diǎn)
(1)出水水質(zhì)好，通過斜管分離產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的出水。
(2)耐沖擊負(fù)荷，在較大范圍內(nèi)不受流量或水質(zhì)負(fù)荷變化的影響。
(3)運(yùn)行成本低，與傳統(tǒng)工藝相比，節(jié)約10％一30％的藥劑。
(4)排放的污泥濃度高，可達(dá)30 g／L～5509 g／L，一體化污泥濃縮避免了后續(xù)的濃縮工藝，與靜態(tài)沉淀池相比，水量損失非常低。
(5)沉淀效率高，結(jié)構(gòu)緊湊減少了土建造價(jià)并且節(jié)約建設(shè)用地。具有適應(yīng)性廣、效率高等特點(diǎn)，在給水、污水、以及工業(yè)廢水處理中必將具有廣泛的應(yīng)用前景。
1．2 高密度澄清池的3種類型
(1)高密度澄清池(多用于生活用水處理工藝，及生活污水處理工藝)
該池是目前使用范圍最廣的一種高密度澄清池(95％的項(xiàng)目采用)。采用該類型的高密度澄清池，泥水混合物流入澄清池的斜管下部，污泥在斜管下的沉淀區(qū)從水中分離出來，此時(shí)的沉淀為阻礙沉淀；剩余絮片被斜管截留，該分離作用是遵照斜管沉淀機(jī)理進(jìn)行的。因此，在同一構(gòu)筑物內(nèi)整個(gè)沉淀過程就為兩個(gè)階段進(jìn)行：深層阻礙沉淀、淺層斜管沉淀。其中，阻礙沉淀區(qū)的分離過程是澄清池進(jìn)行幾何尺寸計(jì)算的基礎(chǔ)。
該類型高密度澄清池的上升流速取決于斜管區(qū)所覆蓋的面積。
(2)高密度澄清池
當(dāng)出水及污水排放標(biāo)準(zhǔn)不是極嚴(yán)格的情況下，采用此類高密度澄清池效果較好，在安裝時(shí)可不帶斜管。一般情況下，該澄清池較少采用(只用于濾池沖冼廢水帶排放上清液的濃縮，特殊濃縮要求)。
(3)高密度澄清池(多用于城市污水處理工藝、工業(yè)污水處理藝)
這一類型的高密度澄清池只有當(dāng)必須集中貯泥并對處理無反作用時(shí)才采用。所以它的應(yīng)用僅限于除碳工藝(非飲用水)及工業(yè)污水處理中特殊的沉淀工藝。
1．2 工藝原理
高密度澄清池包括5個(gè)重要因素：(1)均質(zhì)絮凝體及高密度礬花。(2)由于沉淀速度快(15和4O m／h)采用密集型設(shè)計(jì)。(3)有效地完成污泥濃縮。 (4)沉淀后出水質(zhì)量較高，一般在10NTU以內(nèi)。 (5)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，不易受突發(fā)沖擊負(fù)荷的變化而變化。此外，該池可在流速波動(dòng)范圍大的情況下工作。 苛密度澄清池由3個(gè)主要部分組成：一個(gè) “反應(yīng)池”，一個(gè)“預(yù)沉池一濃縮池”以及一個(gè)“斜管分離池”。
反應(yīng)池：反應(yīng)池是本工藝的根本特色。在該池中進(jìn)行物理一化學(xué)反應(yīng)，或在池中進(jìn)行其他特殊沉淀反應(yīng)。反應(yīng)池分為兩個(gè)部分：一個(gè)是快速混凝攪拌反應(yīng)池，另一個(gè)是慢速混凝推流式反應(yīng)池。分為：
a．快速?昆凝攪拌反應(yīng)池。將原水(通常已經(jīng)過預(yù)混凝)引入到反應(yīng)池底板的中央。一個(gè)葉輪位于中心穩(wěn)流型的圓筒內(nèi)。該葉輪的作用是使反應(yīng)池內(nèi)水流均勻混合，并為絮凝和聚合電解質(zhì)的分配提供所需的動(dòng)能量；旌戏磻(yīng)池中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態(tài)，該狀態(tài)取決于所采用的處理方式。通過來自污泥濃縮區(qū)的濃縮污泥的外部再循環(huán)系統(tǒng)使池中污泥濃度得以保障。
b．推流式反應(yīng)池。上升式推流反應(yīng)池是一個(gè)慢速絮凝池，其作用就是連續(xù)不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個(gè)反應(yīng)池(混合和推流式反應(yīng)池)可獲得大量高密度、均質(zhì)的礬花，以達(dá)到最初設(shè)計(jì)的要求。沉淀區(qū)的速度應(yīng)比其他系統(tǒng)的速度快得多，以獲得高密度礬花。
預(yù)沉池一濃縮池：礬花慢速地從一個(gè)大的預(yù)沉區(qū)進(jìn)入到澄清區(qū)，這樣可避免損壞礬花或產(chǎn)生旋渦，確使大量的懸浮固體顆粒在該區(qū)均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區(qū)分為兩層：一層位于排泥斗上部，一層位于其下部。上層為再循環(huán)污泥的濃縮。污泥在這層的停留時(shí)問為幾小時(shí)。然后排入到排泥斗內(nèi)。排泥斗上部的污泥人口較大，無需開槽。為了更好地使污泥濃縮，刮泥機(jī)配有尖樁圍欄。在某些特殊情況下，可調(diào)整再循環(huán)區(qū)的高度。由于高度的調(diào)整，必會(huì)影響污泥停留時(shí)間及其濃度的變化。部分濃縮污泥自濃縮區(qū)用污泥泵排出，循環(huán)至反應(yīng)池入口。下層是產(chǎn)生大量濃縮污泥的地方。濃縮污泥的濃度至少為20 g／L(澄清工藝)。采用污泥泵從預(yù)沉池一濃縮池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脫水間，由板框壓濾機(jī)進(jìn)行濃縮、外排。
斜管分離區(qū)：逆流式斜管沉淀區(qū)將剩余的礬花沉淀。通過固定在清水收集槽下側(cè)的縱向板進(jìn)行水力分布。這些板有效地將斜管分為獨(dú)立的幾組以提高水流均勻分配，可使反應(yīng)沉淀在最佳狀態(tài)下完成。澄清水由一個(gè)集水槽系統(tǒng)回收。絮凝物堆積在澄清池的下部，形成的污泥也在這部分區(qū)域濃縮，通過刮泥機(jī)將污泥收集起來，循環(huán)至反應(yīng)池入口處，剩余污泥排放。
1．4 運(yùn)行條件
要使高密度澄清池工作狀況良好，應(yīng)考慮到幾個(gè)重要事項(xiàng)：(1)高效的絮凝及混凝過程。(2)污泥層泥位界面的控制。(3)高效的斜管分布、設(shè)置。 (4)連續(xù)的工況自動(dòng)監(jiān)控。
2 高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠的應(yīng)用
為實(shí)施能源戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)，某鋼鐵公司在已有一個(gè)污水處理廠的基礎(chǔ)上，為提高污水回用率，增建一座日處理量為80000 rn3的工業(yè)污水處理廠。
2．1 高密度澄清池主要設(shè)計(jì)參數(shù)
某鋼鐵公司鋼鐵污水處理廠根據(jù)工藝需要，共設(shè)2座度澄清池，其主要參數(shù)如下：
(1)土建工程設(shè)計(jì)：
總流量：8×104 rn3／d；
單位流量：約3300 m3／h。
(2)反應(yīng)池單位尺寸：
長度：5．30 m；
寬度：7．70 m；
水深：6．50 m。
(3)預(yù)沉池／濃縮池單位尺寸：
長度：13．80 m；
寬度：l3．80 m；
水深：4．40 m。
(4)斜管分離區(qū)單位尺寸：
長度：l3．80 m；
寬度：l2．00 m；
水深：2．10 m。
(5)單位面積：
總面積：190 m2；
斜管面積：165 m2。
(6)表面負(fù)荷：
斜管上：l9．40 m3／m2／h；
總面積上：16．84 m3／m2/h。
3．高密度澄清池的自動(dòng)控制
由現(xiàn)場PLC系統(tǒng)接收的來自兩個(gè)污泥界面探測器及每個(gè)高密度澄清池的刮泥力矩開關(guān)的信息可用于控制排泥泵的運(yùn)行及刮泥機(jī)的運(yùn)行。安裝在高密度澄清池下游的兩臺(tái)濁度計(jì)(每個(gè)流程上一臺(tái))用于控測澄清水的濁度，并將其信號(hào)反饋至混凝反應(yīng)區(qū)的控制PLC系統(tǒng)。以便適時(shí)地調(diào)整混凝劑和助凝劑的投加量。
4 結(jié)語
目前，高密度澄清池技術(shù)才剛剛開始研究、使用，但由于高密度澄清池占地面積小、節(jié)省土建投資、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，具有適用性廣、效率高等特點(diǎn)，且大大簡化處理工序，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，必將在給水處理、廢水處理，以及工業(yè)污水處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。
