摘要: 通過(guò)對高密度沉淀池運行指標的監測，探討了高密度沉淀池運行的合理工況。結果表明:可以用濁度快速估測混合區進(jìn)泥水濃度;加藥和回流都應該根據反應區污泥的濃度進(jìn)行控制和調整; 高密度沉淀池的進(jìn)水流量對出水濁度影響較大，可以在保持處理干固量一定的情況下，盡量降低進(jìn)泥流量。
關(guān)鍵詞: 高密度沉淀池,運行工況,排泥水,回流,沉淀
天津市新開(kāi)河水廠(chǎng)排泥水系統濃縮工藝中的高密度沉淀池( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)高密池) 由混合、反應、濃縮/沉淀、外部污泥循環(huán)4 部分組成，單池設計最大進(jìn)泥量為960 m3/ h，設計進(jìn)泥濃度為2.0 g/L。在運行中發(fā)現當進(jìn)泥濃度高于1. 5 g/L 時(shí)，高密池就會(huì )發(fā)生污泥上浮現象。為了解決這一問(wèn)題，筆者對高密池的各區域分別進(jìn)行了定時(shí)取樣監測，以探求其最佳的運行工況。
1 高密度沉淀池的運行控制
1. 1 混合區
經(jīng)過(guò)測定混合區的進(jìn)泥水濃度，發(fā)現儀表顯示的讀數失準，雖然表值與實(shí)測值之間沒(méi)有確切的線(xiàn)性對應關(guān)系，但實(shí)測濃度為儀表讀數的1. 5-2. 5倍，實(shí)測濃度的平均值為0. 74 g/L，明顯小于設計值2.0 g/L。這是因為在高密池實(shí)際應用中發(fā)現，當進(jìn)泥水的濃度高于1. 5 g/L，高密池就會(huì )發(fā)生污泥上浮現象，使出水濁度升高，對凈水工藝產(chǎn)生沖擊，所以在生產(chǎn)過(guò)程中人為縮短了凈水工藝中沉淀池的排泥周期，延長(cháng)了排泥歷時(shí)，使進(jìn)人高密池的排泥水濃度過(guò)低。較低的進(jìn)泥濃度不僅增加了污泥處理系統的流量負荷，還延長(cháng)了污泥在沉淀區的濃縮時(shí)間川，未能充分發(fā)揮高密池的效能。
采用干燥箱恒溫烘重測量排泥水濃度的方法操作繁瑣，存在實(shí)用滯后問(wèn)題，且當進(jìn)水濃度低時(shí)，用烘干稱(chēng)重的方法測得的濃度值失準。通過(guò)多次試驗，比較了采用烘干稱(chēng)重和用濁度估測的方法測定排泥水濃度的數值，結果表明，在同一水質(zhì)期內排泥水的性質(zhì)差別較小時(shí)，可以用濁度估測進(jìn)人高密池的排泥水濃度。
1. 2 反應區
反應區的污泥為來(lái)自混合區的排泥水與循環(huán)系統回流的高濃度濃縮污泥的混合污泥，其濃度可以根據進(jìn)泥水濃度和回流濃度計算得出。實(shí)際監測中發(fā)現反應區污泥最高濃度可達3.5g/L，此時(shí)回流比和回流濃度都高，但此時(shí)投藥量仍然根據進(jìn)泥水濃度表值0. 74 g/L進(jìn)行投加，投加量為1. 0 g/L。由于投藥量不足，反應區產(chǎn)生的絮體碎小，這種污泥顆粒的沉降性和濃縮性都不如大絮體顆粒。
根據小試得到最佳投藥量為1. 3 %。(按混凝劑占污泥干重的比例) ，但是加藥量的不足卻未導致污泥上浮的發(fā)生，這是因為此時(shí)的進(jìn)泥量?jì)H有300m3/ h，遠遠低于設計最大流量960 m3/ h。在設計最大流量下的上升流速為17 . 8 m/h，而在300m3/ h的流量下的上升流速為5.56 m/耐h，使得顆粒有足夠的沉淀時(shí)間，而且布設在沉淀區上部的斜管還有較好的截留小絮體的作用。
反應區污泥濃度為3.5 g/L時(shí)高密池仍能正常運行，這說(shuō)明高密池有處理高濃度進(jìn)泥水的能力，高于1.5g/L就會(huì )發(fā)生上浮的現象則可能是由于其他原因而并非高進(jìn)泥濃度造成的。
靜水沉降中污泥濃度與高度成正比例，為了確定沉降比與反應區污泥濃度的關(guān)系，多次取樣測定污泥沉降比，并與根據物料平衡算出的濃度值進(jìn)行線(xiàn)性回歸，結果表明兩者有良好的線(xiàn)性關(guān)系�？梢愿鶕两当裙烙嫹磻獏^內污泥的濃度，從而進(jìn)行投藥量、回流比等指標的調整。
1. 3 外部污泥循環(huán)區
污泥回流能加速礬花的生長(cháng)并增加礬花的密度，以維持均勻絮凝所要求的高污泥濃度。但是由于泥位變化的不穩定和回流泵吸泥口附近對泥層的抽吸作用，回流污泥的濃度很不均勻，在0-28.7 g/L之間，且大多數情況下污泥濃度較低。
實(shí)際運行中的回流量始終為300m3/ h，并未考慮回流濃度和進(jìn)泥水濃度的大小�；亓髑逅畬Ψ磻獏^的影響不大，只是使進(jìn)水濃度降低5%;但當回流污泥濃度大時(shí)，進(jìn)水濃度會(huì )提高數倍，出現加藥不足導致絮體細小的情況。因此應根據進(jìn)泥濃度、進(jìn)泥流量、回流的濃度適度調整回流量。
回流濃度和泥床高度有關(guān)，當回流污泥濃度大時(shí)說(shuō)明泥位較高，應降低回流量，減緩沉淀區的泥層增高速度。也可據反應區的沉降比來(lái)調節回流量，當沉降比大( >15 ) 時(shí)，應該降低回流量，這是因為反應區污泥濃度足夠大，能保證絮凝效果，沒(méi)有必要再回流以增加濃度，也避免了藥劑的浪費和泥層增高的加快。
1. 4 沉淀區
高密池底部刮泥機的連續刮掃促進(jìn)了沉淀區污泥的濃縮。斜板放置在沉淀池的頂部，用于去除殘留的礬花并產(chǎn)生水質(zhì)合格的出水。沉淀區的上清液回流到配水井，如果上清液濁度較高則會(huì )影響凈水工藝，同時(shí)也浪費混凝劑川。
經(jīng)過(guò)監測發(fā)現，流量對出水濁度的影響較大，如表1 所示。
 |
試驗中發(fā)現，無(wú)論在混合區投加FeC13與否，在流量較大的情況下，出水上清液濁度都較大;而在小進(jìn)水流量時(shí)，出水上清液濁度也較小。
在監測過(guò)程中出現過(guò)一次PAM投藥泵故障，共持續了5 h。在進(jìn)水流量為300m3/ h，進(jìn)泥濃度為0.6g/L時(shí)，高密池反應區內絮體非常小，但是出水的最大濁度為2.4 NTU。此外，在進(jìn)水實(shí)際濃度為0.5g/L，加藥系統正常運行時(shí)，高密池沉淀區出現了局部上浮現象，而在上浮的前幾分鐘進(jìn)水流量由300m3/ h 突然升高到600m3/ h，可以斷定是流量沖擊造成的上浮。
因此，流量對沉淀區的出水濁度影響較大，根據斯托克斯公式計算出0.5 mm的絮體其下沉速度為12.67g/h，遠大于5.56g/而h(當流量為300m3/ h時(shí)) 的上升流速。
為了保證出水濁度，在適當的投藥量下應該控制進(jìn)水流量; 同時(shí)，為了防止污泥上浮現象的發(fā)生，應該防止流量的突然變化。
2 結論
① 可用濁度快速估測高密度沉淀池混合區進(jìn)泥水濃度，在同一水質(zhì)期內兩個(gè)指標有很好的線(xiàn)性關(guān)系。
② 回流比和回流濃度對進(jìn)水污泥濃度影響較大，應嚴格控制回流過(guò)程，保證絮體的形成與沉淀。
③ 應根據反應區的污泥濃度調節加藥量，盡可能地降低藥耗并獲得較好的沉降絮體。
④ 實(shí)際操作中，可以用沉降比估計反應區污泥的濃度，并以此調節投藥量和回流比。
⑤ 流量對出水濁度影響很大，應盡量在合適的進(jìn)泥流量下工作。應緩慢調整流量，以防止流量突變可能造成的上浮。來(lái)源：供水技術(shù) 作者: 徐正，趙建偉，孫穎，劉楊，李名銳
