高密度沉淀池的工作原理

高密度沉淀池主要的技術(shù)是載體絮凝技術(shù)，這是一種快速沉淀技術(shù)，其特點(diǎn)是在混凝階段投加高密度的不溶介質(zhì)顆粒(如細(xì)砂)，利用介質(zhì)的重力沉降及載體的吸附作用加快絮體的“生長”及沉淀。美國EPA對(duì)載體絮凝的定義是通過使用不斷循環(huán)的介質(zhì)顆粒和各種化學(xué)藥劑強(qiáng)化絮體吸附從而改善水中懸浮物沉降性能的物化處理工藝。其工作原理是首先向水中投加混凝劑(如硫酸鐵)，使水中的懸浮物及膠體顆粒脫穩(wěn)，然后投加高分子助凝劑和密度較大的載體顆粒，使脫穩(wěn)后的雜質(zhì)顆粒以載體為絮核，通過高分子鏈的架橋吸附作用以及微砂顆粒的沉積網(wǎng)捕作用，快速生成密度較大的礬花，從而大大縮短沉降時(shí)間，提高澄清池的處理能力，并有效應(yīng)對(duì)高沖擊負(fù)荷。

與傳統(tǒng)絮凝工藝相比，該技術(shù)具有占地面積小、工程造價(jià)低、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。 高密度沉淀池的典型工藝

高密度沉淀池的典型工藝有：

1、 Acfiflo工藝

Actiflo工藝用于飲用水及污水處理，其特點(diǎn)是以45～150m的細(xì)砂為載體強(qiáng)化混凝，并選用斜管沉淀池加快固液分離速度，表面負(fù)荷為80～120 m／h，高可達(dá)200m／h，是目前應(yīng)用廣泛的載體絮凝技術(shù)。

ACTIFO高速沉淀池工藝流程

①混凝池：

混凝劑投加在原水中，在快速攪拌器的作用下同污水中懸浮物快速混合，通過中和顆粒表面的負(fù)電荷使顆?！懊摲€(wěn)”，形成小的絮體然后進(jìn)入絮凝池。同時(shí)原水中的磷和混凝劑反應(yīng)形成磷酸鹽達(dá)到化學(xué)除磷的目的。

②投加池：

微砂和混凝形成的小絮體在快速攪拌器的作用快速混合，并以微砂為核心形成密度更大、更重的絮體，以利于在沉淀池中的快速沉淀。

③熟化池（絮凝池）：

絮凝劑促使進(jìn)入的小絮體通過吸附、電性中和和相互間的架橋作用形成更大的絮體，慢速攪拌器的作用既使藥劑和絮體能夠充分混合又不會(huì)破壞已形成的大絮體。

④斜板沉淀池：

絮凝后出水進(jìn)入沉淀池的斜板底部然后上向流至上部集水區(qū)，顆粒和絮體沉淀在斜板的表面上并在重力作用下下滑。較高的上升流速和斜板60°傾斜可以形成一個(gè)連續(xù)自刮的過程，使絮體不會(huì)積累在斜板上。

微砂隨污泥沿斜板表面下滑并沉淀在沉淀池底部，然后循環(huán)泵把微砂和污泥輸送到水力分離器中，在離心力的作用下，微砂和污泥進(jìn)行分離：微砂從下層流出直接回到投加池中，污泥從上層流溢出然后通過重力流流向污泥處理系統(tǒng)。

沉淀后的水由分布在斜板沉淀池頂部的不銹鋼集水槽收集、排放。

ACTIFLO工藝的特點(diǎn)

在眾多的沉淀技術(shù)中，ACTIFLO沉淀技術(shù)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，如通過重力絮凝使懸浮物附著在微砂上，然后在高分子助凝劑的作用下聚合成易于沉淀的絮凝物；而斜管沉淀技術(shù)大大提高了水的循環(huán)速度，岡此減少了沉淀池底部的面積。微砂絮凝和斜管沉淀均已被法國OTV公司廣泛運(yùn)用，這兩種技術(shù)原理的相互結(jié)合大大加快了沉淀速度和減少了絮凝時(shí)間。

應(yīng)用在以下這些通常被認(rèn)為難于處理的特殊情況下：①如河水由于洪水會(huì)導(dǎo)致突發(fā)的濁度和懸浮物濃度升高；②低溫導(dǎo)致的絮凝閑難；③原水中由高色度和低濁度引發(fā)的輕微絮化；④藻類生長旺盛的原水。

和污泥床工藝不同的是，ACTIFLO工藝的性能不會(huì)因溫度的快速改變而受到影響，這點(diǎn)已經(jīng)在加拿大兩個(gè)并列的實(shí)際運(yùn)行設(shè)施(微砂加速沉淀對(duì)比污泥層沉淀)中得到證明。

與氣浮工藝相比較，ACTIFLO工藝具有良好的去除藻類能力。在英國當(dāng)原水藻類濃度高達(dá)

2．5×10000 個(gè)／mL，去除率為85％-95％。在巴黎的Neuilly surMame廠中，對(duì)藻類的去除率為lg2．0～lg3．5。去除率高的原因是：與帶有微砂的漿液混合可以機(jī)械破壞(或打斷)藻類細(xì)胞；微砂的加速沉淀呵以使本可能漂浮的藻類(如一些青綠藻類)沉淀下來。

因?yàn)槲⑸暗膽腋∽饔茫珹CTIFLO工藝可以產(chǎn)生穩(wěn)定的沉淀效果甚至在進(jìn)水水質(zhì)變化非常劇烈的情況下亦可。例如，Mame河在洪水時(shí)原水濁度高達(dá)400NTU，經(jīng)過該工藝處理后(Neuilly-sur-Mame)出水濁度

采用ACTIFLO工藝，只需要10 min就可以完成絮凝，只需要少于20 min的沉淀時(shí)問就可以獲得良好的處理水質(zhì)。

微砂加速沉淀工藝運(yùn)行非常靈活，該工藝的開啟和關(guān)閉相對(duì)簡單，可以應(yīng)付處理流量有很大變化的情況。對(duì)于處理水質(zhì)，則可以通過調(diào)節(jié)微砂的回流率來對(duì)付原水水質(zhì)的突變(如濁度峰值的產(chǎn)生)，而調(diào)節(jié)微砂的回流率可以通過調(diào)節(jié)回流泵工作的臺(tái)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

同常規(guī)沉淀池相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、由機(jī)械混凝、機(jī)械絮凝代替了水力混凝、水力絮凝，由于機(jī)械攪拌使藥劑和污水的混合更快速、更充分，因此強(qiáng)化了混凝、絮凝的效果，同時(shí)也節(jié)約了藥劑。

2 、在沉淀區(qū)增加了基于“淺池沉淀”理論的上向流斜板，大大降低了沉淀區(qū)占地面積。

3、進(jìn)水區(qū)及擴(kuò)展沉淀區(qū)的應(yīng)用，可以分離比重大的SS（大約占總SS含量的80%）直接沉淀在污泥回收區(qū)，減少通過斜板的污泥量，減少了斜板堵塞的發(fā)生。

4、Actiflo加砂高速沉淀池采用粒徑在100~150μm的不斷循環(huán)更新的微砂作為絮體的凝結(jié)核，由于大量微砂的存在，增加了絮體凝聚的機(jī)率和密度，使得抗沖擊負(fù)荷能力和沉降性能大大提高，即使在較大水力負(fù)荷條件下，也能保證理想、穩(wěn)定的出水水質(zhì)。

高密度沉淀池工藝流程

高密度沉淀池為三個(gè)單元的綜合體：反應(yīng)、預(yù)沉—濃縮和斜板分離。

1、 反應(yīng)池

反應(yīng)池采用得利滿專利技術(shù)是工藝的根本特色。理化反應(yīng)，如晶質(zhì)的沉淀—絮凝或其它特殊類型的沉淀反應(yīng)均在該池中發(fā)生。

反應(yīng)池分兩部分，每部分的絮凝能量有所差別。中部絮凝速度快，由一個(gè)軸流葉輪進(jìn)行攪拌，該葉輪使水流在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。周邊區(qū)域的活塞流善導(dǎo)致絮凝速度緩慢。

投入混凝劑的原水通常進(jìn)入攪拌反應(yīng)器的底部。絮凝劑加在渦輪槳的底部。聚合物的投加受DensaDeg高密度沉淀池的原水控制。

在該攪拌區(qū)域內(nèi)懸浮固體（礬花或沉淀物）的濃度維持在水平。污泥的濃度通過來自污泥濃縮區(qū)的濃縮污泥的外部循環(huán)得到保證。

所設(shè)計(jì)的外部區(qū)域，因砂能量低，保證了礬花增大和密實(shí)。

反應(yīng)池獨(dú)特的設(shè)計(jì)的結(jié)果，即能夠形成較大塊的、密實(shí)的、均勻的礬花，這些礬花以比現(xiàn)今其它正在使用的沉淀系統(tǒng)快得多的速度進(jìn)入預(yù)沉區(qū)。

2、 預(yù)沉池—濃縮池

當(dāng)進(jìn)入面積較大的預(yù)沉區(qū)時(shí)，礬花移動(dòng)速度放緩。這樣可以避免千萬礬花的破裂及避免渦流的形成，也使絕大部分的懸浮固體在該區(qū)沉淀并濃縮。泥板裝有錐頭刮泥機(jī)。

部分濃縮污泥在濃縮池抽出并泵送回至反應(yīng)池入口。濃縮區(qū)可分為兩層：一層在錐形循環(huán)筒上面，一層在錐形循環(huán)筒下面。從預(yù)沉池—濃縮池的底部抽出剩余污泥。

3、 斜板分離池

在斜板沉淀區(qū)除去剩余的礬花。精心的設(shè)計(jì)使斜板區(qū)的配水十分均勻。正是因?yàn)樵谡麄€(gè)斜板面積上均勻的配水，所以水流不會(huì)短路，從而使得沉淀在佳狀態(tài)下完成。

沉淀水由一個(gè)收集槽系統(tǒng)收集。礬花堆積在沉淀池下部，形成的污泥也在這部分區(qū)域濃縮。根據(jù)裝置的尺寸，污泥靠自重收集或刮除或被循環(huán)至反應(yīng)池前部。

高密度沉淀池工藝。適用于需要澄清和/或去除藻類、硬度、鐵、錳、色度和濁度的地表水。

1 混凝池：

2 絮凝池：

3 斜板沉淀池：

沉淀的污泥沿著斜板下滑然后跌落到池底，污泥在池底被濃縮。刮泥機(jī)上的柵條可以提高污泥濃縮效果，慢速旋轉(zhuǎn)的刮泥機(jī)把污泥連續(xù)地刮進(jìn)中心集泥坑。濃縮污泥按照一定的設(shè)定程序或者由泥位計(jì)來控制以達(dá)到一個(gè)優(yōu)化的污泥濃度，然后間斷地被排出到污泥處理系統(tǒng)。

沉淀后的澄清水由分布在斜板沉淀池頂部的不銹鋼集水槽收集、排放進(jìn)入后續(xù)工藝。

D澄清池工藝，主要是通過以下功能達(dá)到凈化水體的目的：去除砂礫、去除油脂、整體化的凝聚絮凝單元加斜管沉淀、污泥稠化及濃縮。

其工作流程為已投加混凝劑的原水首先進(jìn)入預(yù)混凝池，通過空氣攪拌使無機(jī)電解質(zhì)與水中顆粒充分接觸反應(yīng)，使水中的粗大砂礫直接沉降在池底排出；預(yù)混凝后的出水進(jìn)入絮凝池后與回流污泥以及投加的高聚物絮凝劑在機(jī)械攪拌下充分混合，形成密實(shí)的礬花；充分混凝后的水體后進(jìn)入斜管澄清池，在預(yù)沉區(qū)大部分絮體與水分離，剩余部分通過斜管沉淀池被除去。漂浮在水體表層的油脂通過刮油器收集而達(dá)到除油的目的；沉積在澄清池底的污泥部分回流，剩余部分則稠化濃縮。