深度水处理系统工艺设计高密度澄清池.docx

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深度水处理系统工艺设计高密度澄清池

1.1.1深度水处理系统工艺设计

1.1.1.1混凝沉淀系统工艺描述及技术参数

工艺过程描述

高密度沉淀池加入合适的软化剂-石灰和纯碱，软化剂与水中的悬浮的有机物和无机物快速的凝聚，同时软化剂还与水中可生物降解的有机物（包括生物颗粒与菌胶团）有较强的亲和力，因此在软化剂凝聚的过程中还会将可生物降解的有机物（即BOD5）从水中去除。

软化剂凝聚处理除了能够降低水中悬浮的有机物、无机物和BOD5外，还能够降低水中细菌和病毒含量，同时还能有效去除硬度（包括暂硬和永硬）和碱度。

高密度沉淀池采用污泥外循环高密度沉淀池技术。

高密度沉淀池主要结构应由反应室、斜板沉降室、集水槽、搅拌机、刮泥机、钢结构（含桥架、外反应筒、集水槽、支撑架、固定件和取样装置等）等部分组成。

高密度沉淀池为污泥外循环高效澄清池。

高密度沉淀池按2系列配置，鉴于装置废水回流的影响，高密度沉淀池设计处理能力按不低于2×155m3/hr考虑。

高密度沉淀池工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。

主要基于4个机理：

独特的一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜管沉淀布置。

反应池分为2个部分：

快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。

快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用是使反应池水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。

矾花慢速地从预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，

使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。

矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。

浓缩区分为两层：

上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。

逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。

通过固定在清水收集槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。

清水由一个集水槽系统收回。

絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。

该沉淀池有以下几方面的优点：

1）将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形结构，简化池型；2）沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少；3）在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。

◆高密度沉淀池的主要特点

（1）最佳的絮凝性能，矾花密集，结实。

（2）斜板分离，水力配水设计周密，原水在整个容器被均匀分配。

（3）很高的上升速度，上升速度在15～35m/h之间。

（4）外部污泥循环，污泥从浓缩区到反应池。

（5）集中污泥浓缩。

高密度沉淀池排泥浓度较高（用于澄清处理时为20～100g/L或者用于石灰软化时为150～400g/L

（6）采用合成有机絮凝剂（PAM）

◆高密度沉淀池的工艺流程

我方设计的高密度沉淀池系统可分为五个单元的综合体：

前混凝、反应池、预沉—浓缩池和斜板分离池，后混凝。

（1）前混凝池

前混凝配水构筑物为矩形，配有快速搅拌器，用于进水与石灰/纯碱和混凝剂的快速混合。

投加的混凝剂与悬浮固体和油进行反应，石灰乳同时和暂时硬度发生反应。

混凝后，污水经手动调节的溢流堰以重力流方式进入沉淀反应池，

前混凝池按照停留时间3min设计，配有快速搅拌器。

（2）反应池

反应池采用得利满专利技术是工艺的根本特色。

理化反应，如晶质的沉淀—絮凝或其它特殊类型的沉淀反应均在该池中发生。

反应池分两部分，每部分的絮凝能量有所差别，中部絮凝速度快，由一个轴流叶轮进行搅拌，该叶轮使水流在反应器循环流动，周边区域的活塞流导致絮凝速度缓慢，投入混凝剂的原水通常进入搅拌反应器的底部，絮凝剂加在涡轮桨的底部，聚合物的投加受沉淀池的原水控制，在该搅拌区域悬浮固体（矾花或沉淀物）的浓度维持在最佳水平，污泥的浓度通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部循环得到保证。

反应池独特的设计的结果，即能够形成较大块的、密实的、均匀的矾花，这些矾花以比现今其它正在使用的沉淀系统快得多的速度进入预沉区。

反应池按照停留时间17min设计。

（3）预沉池—浓缩池

当进入面积较大的预沉区时，矾花移动速度放缓，这样可以避免千万矾花的破裂及避免涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓缩，底板装有锥头刮泥机。

部分浓缩污泥在浓缩池抽出并泵送回至反应池入口，浓缩区可分为两层：

一层在锥形循环筒上面，一层在锥形循环筒下面，从预沉池—浓缩池的底部抽出剩余污泥，将剩余污泥用泵打到污泥储池中。

（4）斜板分离池

在斜板沉淀区除去剩余的矾花，精心的设计使斜板区的配水十分均匀，正是因为在整个斜板面积上均匀的配水，所以水流不会短路，从而使得沉淀在最佳状态下完成。

沉淀水由一个收集槽系统收集，矾花堆积在沉淀池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，根据装置的尺寸，污泥靠自重收集或刮除或被循环至反应池前部。

斜板沉淀区的上升流速按照2.8mm/s设计。

（5）后混凝池

后混凝的主要作用是在出水中投加硫酸以调节污水的PH值，在污水中投加混凝剂增强V-型滤池的过滤效果。

后混凝按照停留时间60s设计。

◆高密度沉淀池的设计

高密度沉淀池的设计响应招标文件技术要求：

A,混凝系统：

混凝剂和原水的混合应采用机械搅拌器，使其达到理想的混凝效果。

混凝时间及速度梯度应在合适的围之，并保持适当的接触时间。

B,石灰/纯碱投加系统：

考虑到本项目较高的除硬度要求，单独设置石灰和纯碱投加池。

石灰和纯碱投加池分别设置在线PH计。

软化剂和原水的混合采用机械搅拌器，使其达到理想的混凝效果。

混凝时间及速度梯度在合适的围之，并保持适当的接触时间。

C,絮凝系统：

絮凝形式采用机械式。

经过絮凝的原水以适当的流速经过反应区后进入澄清区。

絮凝池配备各种水力学配件来优化絮凝效果。

在该单元适当位置投加作为絮凝剂的高分子聚合物。

D,澄清系统：

澄清区采用斜管进行泥水分离，形式为逆向流。

斜管间距及光滑度满足加入混凝剂后的污水所分离出的污泥顺利下滑并不会造成堵塞的要求，斜管有足够的机械强度和物理性能避免出现堆积污泥受压后变形下陷，斜管的设置角度及安装符合有关规并便于日常冲洗和更换。

设置冲洗设施。

斜管的材质为乙丙共聚。

管材成型的斜管，斜管厚度1.5mm。

并设置冲洗设施。

澄清区上部采用集水槽进行澄清水的收集，集水槽、溢流堰、斜管支撑等的材质采用不锈钢。

澄清区能承受原水水量及水质负荷的变化，并无细小絮凝体经集水槽带入后续处理构筑物。

澄清区设计表面负荷≤10m3/m2.hr。

E,污泥浓缩系统：

高密度沉淀池应有污泥浓缩区，浓缩区能满足固体通量的要求。

每座高密度沉淀池配置一套浓缩刮泥机，材质为不锈钢316，用于经沉淀浓缩后污泥的收集。

F,污泥回流及排泥系统：

高密度沉淀池采用污泥泵排除和回用污泥。

每池设有独立的污泥泵，污泥泵的能力和数量要保证高密度沉淀池的污泥及时排出和回流，设备参数详见设备一览表。

每座池的污泥循环泵和污泥排放泵各设1台，备用1台。

管路系统中设置防止污泥在污泥管路中沉积的设施。

污泥的体外回流量应根据进水水量水质控制，并使新鲜的、浓度适中并可良好絮凝的污泥进行回流。

污泥回流点位于池体上部，浓度的设置必须合理，要同时兼顾工艺需要和设备实际运行要求。

为了适应后续深度处理的需要，同时为了降低药耗，不在污泥回流管线上投加任何药剂。

在高密度沉淀池的适当位置，设置不同高度的水、泥采样口若干，以方便水、泥的取样化验。

污泥泵采用耐磨损、抗腐蚀材质制作的、适宜运送高浓度污泥的螺杆泵。

G,其他：

沉淀池后，设置盐酸投加/混合池，用于调节pH，混合池应设在线pH计。

沉淀池应配备必要的工艺检测、控制仪表，以保证处理工艺高效、正常运行。

整个沉淀工艺的助凝剂（聚合物）平均投加量设计上限为0.5ppm。

沉淀池具有抗悬浮物变化冲击的能力，并设置清除水面浮油和浮渣的设施。

沉淀池的污泥排放、污泥回流等均采用自动控制。

污泥脱水采用板框压滤机。

石灰采用筒仓贮存方式，湿法计量；纯碱采用吨袋包装方式，以防止潮解，配制池溶解后，湿法计量投加。

◆高密度沉淀池的调试

a、对己装填完毕的斜管装置件检查上表面平整度不宜超过±l0mm，斜管装置组块间距要保持均匀一致，不可出现间隙偏大或偏小的严重超标现象，斜管装置组件间应用电烙铁烫牢。

另外，当斜管装置组件调整完好后，并应在斜管装置表面放置不锈钢管，摆放为间距500mm的方格网，并用尼龙绳在十字交结点栓拉至斜管托架上。

这是因为乙丙共聚的材质比重为0.9，当斜管沉淀池进水时会发生已安装但未压浮的斜管出现漂浮现象。

b、对已安装完毕的集水槽要对收水齿槽堰标高进行测量验收，要保证两个系列的集水槽，齿槽堰的中心标高误差不应超过±2mm，（国家规规定）否则会出现收水不均匀，造成局部出水流量过大或有不出水现象。

c、所有设备检验完毕后在经调试人批准后才可以进水。

应注意单池进水流量要控制在500m3/h之，同时投加各种药剂，具体投加量按原水流量和浊度考虑。

初始进水时不得满负荷大流量，否则会冲毁部分波形板，造成斜管上浮，集水槽变形事故。

d、当沉淀池水位上升至斜管表面时，要及时将进水流量下调至150m3/h左右，减小上升水的流速，这样是为了防止因集水槽所受浮力增大遭受破坏。

当沉淀池出水渠水位到达设计水位时，要提前打开进入V型滤池的进水渠上的闸门，但要关闭所有进入滤池的150×150气动提板闸和400×300止水板，使初始浊度超标的沉淀出水，经滤池溢流系统排掉。

在滤前水浊度（或SS）≤8NTU时，再依次打开V型滤池进水手气动和手动提板闸。

e、当沉淀池出水渠水位升至设计水位时后可以将进水流量调至250m3/h，原水药剂的投加量也要同时增加。

f、当沉淀池进入正常运行后要及时调试超声波液位计，污泥界面计，浮球开关和PH计等各项仪表的数据。

g、当正常运行三天后可考虑排泥的调试。

初始手动控制时，可以按时间设定排泥时间。

反应沉淀池排泥时间隔8h一次，每次排泥时间暂设3-5min，全部排泥时间为9-15min，一天三次。

根据原水浊度和运行效果，再重新设定更合理的排泥时间间隔和一次的排泥时间。

◆高密度沉淀池的运行维护

a、每天取样3-6次，检测其进水的浊度，调节投药量；检测水中的pH值（最好控制在6.5-7.5之间），以调节各种药剂投加量；检测出水浊度（须在10NTU以下），保证出水的水质，减轻V型滤池的负担。

如遇到进水和出水恶化应适当增大投药剂量，并减小进水量，待水质变好后再逐步增大流量。

b、依据污泥界面计的情况定时、及时排泥。

当排泥管堵塞时可用高压水冲洗。

c、定时巡视沉淀池的沉淀效果如出水浊度、泥面高度、沉淀的悬浮物状态、水面浮泥或浮渣情况等，检查各管道附件、排泥刮装置是否正常，各堰出流是否均匀，堰口是否严重堵塞，清理出水堰及出水槽截留杂物及漂浮物。

d、当斜管上部出现藻类或附着物时应加大氯气液体的投加量并及时用高压水冲洗。

1.1.1.2高密度沉淀池主要设备

（1）提升泵

数量：

3台（2用1备）

设计流量：

155m3/h

设计扬程：

12m

材质：

泵壳球磨铸铁，叶轮SS316

类型：

卧式离心泵

功率：

7.5kW

（2）混和搅拌器

数量：

6台

材质：

水下部分SS316L

功率：

3kW

（3）高密度沉淀池池设备

数量：

2套

集水槽、溢流堰、斜管支撑材质：

SS316L

斜管材质：

乙丙共聚

其他池设材质：

SS316L

（4）污泥回流泵

数量：

4台（2用2备）

设计流量：

15m3/h

设计扬程：

20m

类型：

螺杆泵

功率：

3kW

（5）污泥外送泵

数量：

2台

设计流量：

0-15m3/h（变频调节）

设计扬程：

20m

类型：

螺杆泵

功率：

3kW

（6）石灰加药系统

数量：

1套

石灰料仓：

Ф2500×3500mm料仓1台，碳钢防腐

石灰定量投加系统：

1套，碳钢防腐

石灰乳溶解池：

Ф2000×2000mm溶解箱1台，碳钢防腐，带搅拌器

石灰乳加药螺杆泵：

2台，0-1.5m3/h（变频调节）,1.1kW

（7）纯碱加药系统

数量：

1套

纯碱溶解箱：

Ф2000×2000mm溶解箱2台，带搅拌器

材质：

碳钢防腐

（8）纯碱溶液加药螺杆泵

数量：

2台

设计流量：

0-1.5m3/h

设计扬程：

0.5MPa

功率：

1.1kw

（9）絮凝剂加药罐

数量：

1台

容积：

2m3

材质：

PE

（10）絮凝剂加药计量泵

数量：

1台

设计流量：

50L/h

设计扬程：

0.5MPa

材质：

PVC

类型：

机械隔膜计量泵

（11）硫酸加药系统

数量：

1套

硫酸储罐：

5m3，碳钢防腐

硫酸定量投加系统：

1套，碳钢防腐