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摘要：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高密度澄清(DENSADEG)問世了，開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。介紹和說明高密度澄清池在鋼鐵污水處理中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：高密度澄清池;鋼鐵;污水
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(guó)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。在北方的某鋼鐵公司工業(yè)廢水處理項(xiàng)目中，通過與得利滿公司的技術(shù)交流，結(jié)合該項(xiàng)目在原水水質(zhì)狀況，以及考慮到所處北方地區(qū)冬季氣候寒冷，所有構(gòu)筑物必須加蓋房子，因而選用高效的澄清池節(jié)省土建投資是首選，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，采用了得利滿公司的高密度澄清池技術(shù)，取得了預(yù)期效果。
1 高密度澄清池
高密度澄清池(DENsADEG)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)30g/L～5509g/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)RL型高密度澄清池(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比較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(上升流速23m/h)。
(2)RP型高密度澄清池
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)RPL型高密度澄清池(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(duì)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4Om/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�？撩芏瘸吻宄赜�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。混合反應(yīng)池中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在比較佳狀態(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)到比較初設(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(如：流速不同或負(fù)荷不同等)，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20g/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)沉淀在比較佳狀態(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。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
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80000rn3的工業(yè)污水處理廠。
2.1污水特性及方案選擇
某鋼鐵公司的鋼鐵污水來自各個(gè)區(qū)域生產(chǎn)排水和生活排水，該項(xiàng)目所收集到的污水包括1、9下水道和5高爐區(qū)域的排水，由各個(gè)提升泵站提升加壓，然后送至第二污水處理廠進(jìn)行處理。
原水水質(zhì)：
pH：7.9～8.6：SS：30mg/L～330me/L;
CODCr：3Omg/L～85rag/L;Oil：3mg/L一12mg/L;
總硬度：160mg/L一580mg/L以CaCO3計(jì);
暫時(shí)硬度：110mg/L～180mg/L以CaCO計(jì)。
處理流程：結(jié)合以上污水特性，并通過對(duì)處理工多項(xiàng)參考與得利滿公司進(jìn)而進(jìn)行深入細(xì)致的技論，我們選擇的處理流程是：得利滿專利技術(shù)nsadeg高密度澄清池和著名的“v”型濾池。
2.2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：8×104rn3/d;
單位流量：約3300m3/h。
(2)反應(yīng)池單位尺寸：
長(zhǎng)度：5.30m;
寬度：7.70m;
水深：6.50m。
(3)預(yù)沉池/濃縮池單位尺寸：
長(zhǎng)度：13.80m;
寬度：l3.80m;
水深：4.40m。
(4)斜管分離區(qū)單位尺寸：
長(zhǎng)度：l3.80m;
寬度：l2.00m;
水深：2.10m。
(5)單位面積：
總面積：190m2;
斜管面積：165m2。
(6)表面負(fù)荷：
斜管上：l9.40m3/m2/h;
總面積上：16.84m3/m2/h。
3 高密度澄清池的自動(dòng)控制
由現(xiàn)場(chǎng)PLC系統(tǒng)接收的來自兩個(gè)污泥界面探測(cè)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(cè)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)在國(guó)內(nèi)才剛剛開始研究、使用，北方有些鋼鐵公司鋼鐵污水處理廠工程目前亦處于施工階段。盡管國(guó)內(nèi)對(duì)該池的工藝機(jī)理及設(shè)計(jì)研究尚處于起步階段，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(jiǎn)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。
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