高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠(chǎng)的應用

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(機械、水力)、脈沖澄清池之后，一種新型的澄清池稱(chēng)做高密度澄清(DENSADEG)問(wèn)世了，開(kāi)始進(jìn)入中國市場(chǎng)。介紹和說(shuō)明高密度澄清池在鋼鐵污水處理中的應用。

關(guān)鍵詞：高密度澄清池,鋼鐵,污水

工業(yè)廢水處理在體現其社會(huì )效益的同時(shí)，努力提高自身的經(jīng)濟效益，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)廢水處理項目中，通過(guò)與得利滿(mǎn)公司的技術(shù)交流，結合該項目在原水水質(zhì)狀況，以及考慮到所處北方地區冬季氣候寒冷，所有構筑物必須加蓋房子，因而選用高效的澄清池節省土建投資是首選，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較后，采用了得利滿(mǎn)公司的高密度澄清池技術(shù)，取得了預期效果。

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池。(2)推流式反應池至沉淀池之間的慢速傳輸。(3)污泥的外部再循環(huán)系統。(4)斜管沉淀機理。(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(chēng)得上是“萬(wàn)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(guò)斜管分離產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的出水。

(2)耐沖擊負荷，在較大范圍內不受流量或水質(zhì)負荷變化的影響。

(3)運行成本低，與傳統工藝相比，節約10％一30％的藥劑。

(4)排放的污泥濃度高，可達30 g／L～5509 g／L，一體化污泥濃縮避免了后續的濃縮工藝，與靜態(tài)沉淀池相比，水量損失非常低。

(5)沉淀效率高，結構緊湊減少了土建造價(jià)并且節約建設用地。具有適應性廣、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用前景。

1．2 高密度澄清池的3種類(lèi)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最廣的一種高密度澄清池(95％的項目采用)。采用該類(lèi)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從水中分離出來(lái)，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理進(jìn)行的。因此，在同一構筑物內整個(gè)沉淀過(guò)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，阻礙沉淀區的分離過(guò)程是澄清池進(jìn)行幾何尺寸計算的基礎。

該類(lèi)型高密度澄清池的上升流速取決于斜管區所覆蓋的面積(上升流速23 m／h)。

(2)RP型高密度澄清池

當出水及污水排放標準不是極嚴格的情況下，采用此類(lèi)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(lèi)型的高密度澄清池只有當必須集中貯泥并對處理無(wú)反作用時(shí)才采用。所以它的應用僅限于除碳工藝(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)采用密集型設計。(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?xún)取?(5)抗沖擊負荷能力強，不易受突發(fā)沖擊負荷的變化而變化。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) “反應池”，一個(gè)“預沉池一濃縮池”以及一個(gè)“斜管分離池”。

反應池：反應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，或在池中進(jìn)行其他特殊沉淀反應。反應池分為兩個(gè)部分：一個(gè)是快速混凝攪拌反應池，另一個(gè)是慢速混凝推流式反應池。分為：a．快速?昆凝攪拌反應池。將原水(通常已經(jīng)過(guò)預混凝)引入到反應池底板的中央。一個(gè)葉輪位于中心穩流型的圓筒內。該葉輪的作用是使反應池內水流均勻混合，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�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(guò)來(lái)自污泥濃縮區的濃縮污泥的外部再循環(huán)系統使池中污泥濃度得以保障。 b．推流式反應池。上升式推流反應池是一個(gè)慢速絮凝池，其作用就是連續不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個(gè)反應池(混合和推流式反應池)可獲得大量高密度、均質(zhì)的礬花，以達到最初設計的要求。沉淀區的速度應比其他系統的速度快得多，以獲得高密度礬花。

預沉池一濃縮池：礬花慢速地從一個(gè)大的預沉區進(jìn)入到澄清區，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均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區分為兩層：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(wèn)為幾小時(shí)。然后排入到排泥斗內。排泥斗上部的污泥人口較大，無(wú)需開(kāi)槽。為了更好地使污泥濃縮，刮泥機配有尖樁圍欄。在某些特殊情況下(如：流速不同或負荷不同等)，可調整再循環(huán)區的高度。由于高度的調整，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用污泥泵排出，循環(huán)至反應池入口。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，由板框壓濾機進(jìn)行濃縮、外排。

斜管分離區：逆流式斜管沉淀區將剩余的礬花沉淀。通過(guò)固定在清水收集槽下側的縱向板進(jìn)行水力分布。這些板有效地將斜管分為獨立的幾組以提高水流均勻分配，可使反應沉淀在最佳狀態(tài)下完成。澄清水由一個(gè)集水槽系統回收。絮凝物堆積在澄清池的下部，形成的污泥也在這部分區域濃縮，通過(guò)刮泥機將污泥收集起來(lái)，循環(huán)至反應池入口處，剩余污泥排放。

1．4 運行條件

要使高密度澄清池工作狀況良好，應考慮到幾個(gè)重要事項：(1)高效的絮凝及混凝過(guò)程。(2)污泥層泥位界面的控制。(3)高效的斜管分布、設置。 (4)連續的工況自動(dòng)監控。

2 高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠(chǎng)的應用

為實(shí)施能源戰略和環(huán)境保護，某鋼鐵公司在已有一個(gè)污水處理廠(chǎng)的基礎上，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(chǎng)。

2．1 污水特性及方案選擇

某鋼鐵公司的鋼鐵污水來(lái)自各個(gè)區域生產(chǎn)排水和生活排水，該項目所收集到的污水包括1 、9 下水道和5 高爐區域的排水，由各個(gè)提升泵站提升加壓，然后送至第二污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理。

原水水質(zhì)：

pH：7．9～8．6：SS：30 mg／L～330 me／L；

CODCr：3O mg／L～85 rag／L；Oil：3 mg／L一12 mg／ L；

總硬度：160 mg／L一580 mg／L以CaCO3計；

暫時(shí)硬度：110 mg／L～180 mg／L以CaCO 計。

處理流程：結合以上污水特性，并通過(guò)對處理工多項參考與得利滿(mǎn)公司進(jìn)而進(jìn)行深入細致的技論，我們選擇的處理流程是：得利滿(mǎn)專(zhuān)利技術(shù) nsadeg高密度澄清池和著(zhù)名的“v”型濾池。

2．2 高密度澄清池主要設計參數

某鋼鐵公司鋼鐵污水處理廠(chǎng)根據工藝需要，共設2座度澄清池，其主要參數如下：

(1)土建工程設計：

總流量：8×104 rn3／d；

單位流量：約3300 m3／h。

(2)反應池單位尺寸：

長(cháng)度：5．30 m；

寬度：7．70 m；

水深：6．50 m。

(3)預沉池／濃縮池單位尺寸：

長(cháng)度：13．80 m；

寬度：l3．80 m；

水深：4．40 m。

(4)斜管分離區單位尺寸：

長(cháng)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

由現場(chǎng)PLC系統接收的來(lái)自?xún)蓚�(gè)污泥界面探測器及每個(gè)高密度澄清池的刮泥力矩開(kāi)關(guān)的信息可用于控制排泥泵的運行及刮泥機的運行。安裝在高密度澄清池下游的兩臺濁度計(每個(gè)流程上一臺)用于控測澄清水的濁度，并將其信號反饋至混凝反應區的控制PLC系統。以便適時(shí)地調整混凝劑和助凝劑的投加量。

4 結語(yǔ)

目前，高密度澄清池技術(shù)在國內才剛剛開(kāi)始研究、使用，北方有些鋼鐵公司鋼鐵污水處理廠(chǎng)工程目前亦處于施工階段。盡管?chē)鴥葘υ摮氐墓に嚈C理及設計研究尚處于起步階段，但由于高密度澄清池占地面積小、節省土建投資、抗沖擊負荷能力強，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用前景。

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