低浊水处理工艺及水厂运行实例

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　　摘要：高密度澄清池一种比较先进水处理工艺构筑物，它合理的利用了机械搅拌、加药助凝、污泥回流、斜管沉淀等技术对于低温低浊水的处理效果较好，同时占地面积小，水流条件好，反应效率高，耗药量少。
　　关键词；高密度澄清池 污泥回流斜管沉淀 浊度 矾花
　　一． 概述
　　该城市用水的主要来源为雪山融水，日设计产水量20万m3。原水的主要特性为低温低浊（水温在4℃以下持续半年左右，冬季浊度在10个NTU以下）低浊度水的产生主要是由胶体颗粒引起。胶体由于颗粒细小，长期静置不会下沉。只有投加合适的混凝剂和助凝剂才可使其降沉，而由于低温对于水的混凝效果有着明显的影响。低温条件下，絮凝体形成缓慢，絮凝颗粒小且松散，沉降速度降低，即使混凝剂投加量增大，絮凝效果也不是很好。基于以上原水低温低浊水特性，水厂处理工艺采用法国得利满公司的高密澄清工艺（采用斜管沉淀及污泥回流技术）及V型滤池，整个水厂的工艺流程如下：
　　
　　
　　二、主要工艺介绍
　　（一）高密度澄清池
　　高密度澄清池合理的利用了机械搅拌、加药助凝、污泥回流、斜管澄清等技术对于低温低浊水的处理效果较好，同时占地面积小，水流条件好，反应效率高，耗药量少,可以节约投资资金。
　　高密度澄清池基于以下原理设计：混凝絮凝机理；采用合成的有机絮凝剂和高分子助凝剂；推流式反应区至沉淀区之间慢速传送，使矾花保持完整不易破坏，矾花沉淀速度快；污泥循环系统提高水体的污泥浓度增加水体的凝结中心，从而使得矾花紧密，加大沉淀速度：斜管沉淀机理。系统简述如下：
　　1．混合区 原水经过格栅后至混合配水构筑物，混合配水构筑物对原水进行均匀分配，在此处设有一混凝剂投加点，通过快速搅拌器进行快速混合，使得药剂快速均匀的扩散于水中，以利于混凝剂快速的水解、聚合、颗粒脱稳并有助于布朗运动进行异向絮凝。因此混合快速剧烈，通常在10~30s内完成至多不超过2min完成搅拌器采用浆叶搅拌，搅拌不能过于剧烈，否则会使整个水流与浆板共同旋转，水流紊流不足，影响混合效果。
　　2．反应区
　　反应区由两部分组成，一是快速机械搅拌反应区，另一部分为慢速推流式反应区。
　　预混凝的原水引入快速反应区底板中央，在该区设快速搅拌器，反应区主要依靠机械搅拌或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，故属同向絮凝阶段，该区以机械搅拌为主。在该区设有一高分子助凝剂投加点，采用环行不锈钢管投加聚丙稀酰胺提高低温水的混凝效果，通过加药间计量泵投加。该机械反应池不同的是装有一套钢制反应室及导流板，通过涡轮搅拌使聚合物和水充分混合并提供聚合电解质所需的能量更有利于反应的进行，同时通过浓缩污泥（主要来自污泥浓缩区）的外部在循环系统使混合反应池中悬浮絮状物的浓度保持在最佳状态，以此来确保悬浮物的沉淀方式。最佳的沉淀方式为成层沉淀。然后进入推流式反应池
　　慢速推流式反应池的其作用通过慢速输送水流，使混凝反应进行的更加完全，并使矾花颗粒不断的增大，即可获得高密度、均质的矾花，使得沉淀区速度加快。
　　3．斜管沉淀及污泥浓缩区
　　由于矾花从预沉区进入澄清区速度缓慢，矾花不会破坏或产生漩涡，使得大量的矾花在该区沉淀。沉淀方式有两种：一是斜管下部深层阻碍沉淀，另一种是浅层斜管沉淀。矾花在澄清池的下部汇集成污泥并浓缩，逆流式斜管将剩余矾花沉淀。澄清水通过集水槽回收后进入V型滤池，运行情况表明澄清水浊度在10NTU左右（冬季一般在2个NTU左右）。
　　经沉淀的矾花形成活性污泥具有相当的接触絮凝活性，因此采用污泥循环系统使活性污泥进行充分利用，同时又可以增加低温低浊水的絮凝中心，提高处理效率。污泥层分两层：上层排泥斗上部为再循环污泥浓缩区，污泥在该区间停留时间为几小时然后排入污泥斗内，在特殊情况下，比如水负荷不同或水流速不同可调整再循环区高度，以便适应实际的运行情况。循环区污泥由污泥循环泵打出，循环至反应池入口处；下层产生大量浓缩污泥，污泥浓度一般大于20g/l，通过中心悬挂式刮泥机将沉积的泥刮入泥槽，由排泥泵抽至排污管网。
　　综上所述高密澄清池是即混合、反应和分离为一体的综合性工艺构筑物，各部分相互牵制，相互关联，相互影响，对运行的参数，自动化控制方面要求非常高，必须经过运行积累相当的经验和数据，才能达到最合理的运行效果。
　　（二）、V型滤池
　　V型滤池80年代引入我国，在我国各大中型水厂已得到普遍应用。本水厂中滤池水位的控制仪表为液位变送器和压差变送器，这两种仪表输出4~20mA信号至PLC控制，然后PLC输出4~20mAPID控制信号至滤池清水出口阀门。PID控制根据液位的变化平稳的调节清水出口阀从而使得滤池水位保持恒定。这种水位控制能够对每一个细小的流量变化自动调节，实现滤池的等水头过滤。V型滤池采用气水反冲，表面扫洗，因其反冲洗强度小，滤料不会膨胀。整个滤层在深度方向粒径比较均匀，不会发生水力分级各，整个滤层的含污能力强，过滤周期长，冲洗水量较小，自动化程度高，运行可靠。
　　另外，还有消毒技术，主要采用液氯消毒，在本厂有两处加药点，一是滤前预氯化，二是氯后加氯消毒。
　　三、运行效果
　　从水厂近年的运行试运行效果来看，
　　1． 冬季低温低浊水的情况下，通过此工艺处理后水质100%达到1NTU以下，满足国家饮用水的水质标准。由此可见此工艺对于低温低浊水 来说比较适宜。
　　2． 夏季原水受环境影响较大上，原水浊度会骤然增至5000NTU（最高增至1万NTU左右）采用减水及人工排泥，在高浊度短时间持续的情况下，高密池及滤池的的性能良较稳定，能够生产述合格的生活饮用水。但存在安全隐患，不宜长时间运行。后期应对此改造。
　　3． 在正常情况下，水浊度一般在30~500NTU，水处理工艺稳定，形成的矾花密实，用药量合理，出水达到饮用水水质标准。
　　4． 工艺先进，操作较为复杂，对工作人员的技术素质要求较高，仪表、设备的维护要求高。运行中还存在许多问题，有待于在实践中改进。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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