随着水处理要求的不断提升,絮凝沉淀作为一种传统的水处理技术也得到了持续性的革新与发展。传统的沉淀池对污水中的COD和SS等污染物去除能力有限,并且只具备单一的沉淀澄清功能,需要在池前建设絮凝反应池,如此一来,便又增加了水处理系统的占地面积和建设成本。
正因如此,为了提高对水中COD和SS的去除能力,一种集絮凝、沉淀、澄清于一体的高密度沉淀池工艺“横空出世”。这种高密度沉淀池的能有效提高对水中COD和SS的去除能力,同时它池型结构紧凑,减少了水处理系统的占地面积,可以灵活的应用于饮用水原水、工业和生活污水和雨水的初级及深度处理。
一、高密度沉淀池的原理及特点
1.原理
如下图所示,高密度沉淀池主要由3部分组成,分别是快速混合池、絮凝反应池和沉淀分离池,从而集成了絮凝和沉淀工艺。
(1)快速混合池
进水从管道进入快速混合池,同时投加絮凝剂,经过快速搅拌,从而达到快速絮凝,并避免矾花沉淀。
(2)絮凝反应池
快速混合池的出水再排入到絮凝反应池里,通过加药装置在反应池的下部投加助凝剂,生成大的矾花;
同时控制反应池中的搅拌速率(搅拌速率低于快速混合池),防止矾花被打碎和在反应区内形成沉淀。
(3)沉淀分离池
携带有矾花的废水进入到沉淀分离池,大部分矾花在这里沉淀和浓缩。
沉淀分离池底部的刮泥机进行连续刮扫,以促进沉淀污泥的浓缩,部分污泥通过污泥回流管回流到絮凝反应池中,用来保持絮凝反应池中所需的污泥浓度,促进絮凝过程中矾花的生长并且提高矾花的密度,剩余污泥外排进行进一步处理。
需要特别说明的是,斜板沉淀装置安放于沉淀分离池的上部,是为了去除剩余的细小矾花,最终产出达标的水。
2.特点
(1)系统占地面积小
高密度沉淀池一体化程度高,工艺结构高度集成,斜板/斜管沉淀可以使得沉淀分离区保持较高的上升流速,降低系统占地面积。
(2)出水水质高且水质稳定
高密度沉淀池内设置多级絮凝,可以通过调整不同运行单元内的搅拌强度,调节各级絮凝的水力条件,控制各个运行单元内的流速梯度,达到很好的絮凝效果,稳定出水浊度。
(2)减少絮凝剂投加量
通过污泥回流促进絮凝反应,降低絮凝剂投加量。
(3)有效提高运行负荷和污泥浓缩效果
沉淀分离池中斜板沉淀对矾花有很好的沉淀效果,提高了运行负荷;
沉淀分离池下部按污泥浓缩池结构设计,大幅提高了污泥的浓缩效果,排泥可直接脱水处理。
(4)运行自动化程度高
通过开发先进的集成控制系统,可以实现对高密度沉淀池运行的自动控制,提高调试和运行效率;
而且可以满足对高密度沉淀池中混合、絮凝和沉淀分离的独立控制,便于对各运行单元进行针对性的工艺优化。
(5)应用范围广
适用于高悬浮物废水处理,适用于给水和排水系统中水的净化处理。
二、高密度沉淀池在水处理中的应用
从实际应用来看,Multiflo在污水处理领域应用较多,Densadeg和Actiflo在饮用水净化、市政/工业污水处理领域得到大量应用;中置式高密度沉淀池目前大多应用于饮用水的净化,将逐步推广至污水处理领域。
1.Densadeg密度沉淀池
得利满公司最早开发了Densadeg高密度沉淀池,包括混合池、反应池和沉淀浓缩池。
在反应池中设有导流筒,控制水流定向流动,混合池出水在导流筒内经缓慢搅拌以混合均匀,形成较大的絮体,然后经推流式反应池慢速流入沉淀区,实现泥水分离。
值得一提的是,得利满针对不同应用场景,开发了不同型号的高密度沉淀池。
其中,功能最多的Densadeg 4D高密度沉淀池拥有4种功能,其整合了砂砾和浮渣去除功能,具备除砂、除油、沉淀、污泥浓缩性能,对砂砾和油脂的去除能力在95%以上。
2. 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纪60年代末期开发出来的,经过不断地改进,已形成了多种不同类型的沉淀池,对于SS在10~4000mg/L进水,处理后的出水SS可以达到6mg/L以下。
Actiflo超高效沉淀池是一种利用微砂循环而非污泥回流促进絮凝的高密度沉淀池,包括投加池、熟化池和沉淀分离池。
Actiflo超高效沉淀池其适用于饮用水的澄清净化,市政污水和工业污水的处理,工业工艺用水的生产和雨水的沉淀。其在污水处理中,对于TSS、总磷的去除率超过85%,COD的去除率可以达到60%。
3.中置式沉淀池
针对配水不均、水处理量较低、水流方向有缺陷等问题,上海市政工程设计研究总院在在高密度沉淀池的基础上,设计开发了中置式高密度沉淀池。
针对不同季节进水水质的变化,通过调节进水量、投药量、排泥量、搅拌转速等工艺参数,将高密度沉淀池的污泥回流比控制在3~5%,絮凝拌池内污泥浓度控制在500~800mg/L,能形成大而密实的矾花,保证沉淀效果,使沉淀池出水浊度保持在1NTU以下,达到后续处理单元进水要求。
(来源:水处理工程师)