浓缩工艺技术说明.docx

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浓缩工艺技术说明

浓缩工艺技术说明

1浓缩作用

浓缩是污泥脱水前的重要环节，目的是降低含水率，减少污泥体积。

污泥的含水率越低，污泥浓度越高，脱水的速度越快。

一般机械脱水要求污泥浓度在2%以上，而沉淀池排泥浓度远小于2%，一般为0.5%左右，因此浓缩工艺不可缺少。

浓缩池接纳的是排泥池的底泥。

2浓缩方式

浓缩方式分重力浓缩及机械浓缩两种。

（1）重力浓缩包括沉淀浓缩及气浮浓缩两种。

沉淀浓缩法是净水厂污泥处理中最常用的方法，具有耗能少，对高浊度排泥水有缓冲作用。

气浮浓缩法一般用于高有机质活性污泥，以及用于密度小的无机污泥，但能耗大。

（2）机械浓缩包括离心法和螺压式浓缩法等。

机械浓缩法的优点是设备紧凑、封闭式操作，用地省，但能耗大，并需投放一定的高分子聚合物，与重力浓缩工艺相比，没有池容的调节作用。

净水厂排泥处理其泥臭味不如城市污水处理那么突出，也没有在污水处理当中因在浓缩池停留时间长而产生厌氧磷的释放问题。

因此在净水厂污泥处理当中主要采用重力浓缩方式。

重力浓缩池宜采用圆形或方形辐流式浓缩池，当占地面积受限制时通过技术经济比较可采用斜板管浓缩池。

重力浓缩池面积可按固体通量计算，并按液面负荷校核。

固体通量和液面负荷宜通过沉降浓缩试验或按相似排泥水浓缩数据确定。

3辐流式浓缩池工艺设计

辐流式浓缩池为沉淀式浓缩池中最常见的一种。

按其进水形式分中心进水辐流式浓缩池和周边进水辐流式浓缩池，以中心进水池型最为普遍。

排泥水从浓缩池中央进入，经导流筒沿径向以逐渐变慢的速度流向周边，完成固液分离的过程。

在池底部设置刮泥机和集泥装置，分离后的上清液通过周边溢流堰引出。

在刮泥机装置上若干竖向"栅条"，随刮泥机旋臂一起旋转，以破坏污泥间架桥现象，帮助排出夹在污泥中的间隙水和气体，促进浓缩。

（1）设计要点

①池边水深一般取3.5～4m，超高不小于0.3m。

为满足高浊度临时则存污泥的要求，池边水深也可适当加大。

②浓缩池坡度可取i=0.08～0.1。

③池数或分格数一般不宜小于2个。

④高浊度考虑污泥临时贮存时，若浓缩池和排泥池共同贮存高于原水设计取值部分的超量污泥，浓缩池的容积应考虑能贮存分担的这部分污泥量。

⑤刮泥机的周边线速度一般不大于2m/min。

⑥刮泥机应设超负荷报警装置，以保护刮泥机的安全运行。

⑦浓缩池底流污泥引出管径不宜小于150mm。

⑧每池宜设排放口，检修时便于放空。

⑨连续式浓缩池可设固定溢流堰收集上清液，为了不使沉降后污泥随上清液带出，堰的负荷率宜小于150m³/（m·d）。

⑩当浓缩池入流和出流难以保证连续，或为间歇式浓缩池时，可设浮动槽均匀连续收集上清液，提高浓缩效果;减少水位变化，便于管理。

（2）主要设备刮泥机、浮动槽等。

4浮动槽排泥浓缩池

浮动槽排泥浓缩池为调节浓缩一体化池型，该池型是中心进水、周边出水的辐流式调节浓缩池。

浮动槽浮在液面上可上下移动收集上清液，使上清液连续均匀出流，底泥经排泥池内的舌泥机浓缩收集∶同时浮动槽排泥池的池容满足沉淀池排泥水调节容积的要求。

浮动槽系统见图1-8-4。

该池型目前应用在国内的水厂有北京市第九水厂，水厂规模为1.5×10°m3/d，采用浮动槽排泥池3座，单池平面尺寸24m×24m;北京市田村山水厂，水厂规模3.4×105m3/d，采用浮动槽排泥池2座，单池平面尺寸18m×18m;深圳笔架山水厂，水厂规模5.2×105m3/d，采用浮动槽排泥池2座，单池平面尺寸18m×18m。

（1）系统组成

浮动槽排泥池包括进水系统、上清液收集系统（浮动槽系统）、溢流系统、排泥系统四部分组成。

1）进水系统。

排泥水由排泥池底部中央的进水管进入，经导流筒沿径向以逐渐变慢的速度流向周边。

进泥管按最大进泥量确定管径。

2）上清液收集系统（浮动槽系统）。

上清液收集系统句括排泥池内的浮动槽和虹吸系统的浮动槽系统，以及排泥池外的集水池和上清液泵上清液排放系统两部分。

①浮动槽。

浮动槽由浮动箱、集水槽组成。

浮动槽位于池半径的（0.75～0.8）R处收集上清液。

浮动槽上下浮动幅度—般采用1.5m。

排泥池上清液通过浮动槽底开孔进入进水槽内。

集水槽断面采用"凹"形断面，槽内流速一般在控制在0.4～0.6m/s，超高采用0.2m。

集水槽底部开孔孔口直径采用10～20mm，过孔水头损失取0.05～0.07m。

②虹吸系统。

虹吸系统包括虹吸管、阀门、水射器及导向柱等。

集

水槽内的上清液通过池子四角的虹吸管，被吸入四个导向柱中。

虹吸排水系统为倒U形结构，安装在浮动槽四角的法兰支座上，与浮动槽一起浮动，出水管上设有阀门、水射器及水封装置。

导向柱放置在排泥池的四角，导向柱采用混凝土结构。

导向柱的内径应考虑虹吸管及水封的尺寸。

上清液排水管从导向柱底部接出，汇集到总管然后排入集水池中。

根据虹吸系统的水头损失大小确定虹吸管进出口处的高度差。

虹吸管结构示意见图1-8-5。

③集水池。

浮动槽排泥池的上清液重力流入集水池中，集水池的水位根据导向柱内水位及导向柱至集水池的水头损失确定。

④上清液泵。

上清液泵应尽可能连续均匀回流，同时核对其回流比是否会对净水构筑物产生冲击负荷。

应设置备用泵。

3）溢流系统。

溢流系统包括溢流堰及排水管。

当浮动槽发生事故时，排泥池上清液由周边固定溢流堰溢出。

溢流进水可采用三角形齿形堰口或矩形堰口。

4）排泥系统。

浮动槽排泥池的底泥通过刮泥机刮至中央集泥槽，然后经由出泥管经底泥泵排至浓缩池。

排泥系统包括刮泥机、出泥管及底泥泵。

①刮泥机。

设刮泥机将池内底泥刮向中央、刮泥机周边线速度可取0.6～2m/min。

以不扰动池底浓缩污泥为宜。

池底坡度取0.08～0.1，池内设环形的集水槽，槽底接排泥管。

②底泥泵。

底泥泵按连续均匀出流计算。

设置备用泵。

（2）设计要点

①一般进泥量的含水率按99.5%～99.95%考虑，浮动槽排泥池的底泥含水率按98%～99%考虑，浮动槽上清液的含固率忽略不计。

②池容大小应按调节功能和重力浓缩要求中大者确定。

③池面积满足辐流式浓缩池的固体通量（按干固体计）0.5～1kg/（m2·h），液面负荷不大于1.0m°/（m2·h）。

④池边水深宜为3.5～4.5m。

⑤浮动槽排泥池的个数一般不宜少于2个，按同时工作设计，并能单独运行，分别泄空。

（3）主要设备

刮泥机、溢流堰、污泥泵、浮动槽等。

5滗水器排泥浓缩池

滗水器排泥浓缩池为矩形沉淀池形式，在沉淀池末端出口设滗水器收集上清液。

滗水器排泥池属另一种调节浓缩一体化排泥池。

该池型与污水处理构筑物的SBR池出水槽滗水器作用相似，一般为平流式矩形沉淀池形式。

上清液通过池子一端的滗水器进行收集，底泥通过潜水泵收集排入浓缩池中。

滗水器排泥池适合对原池型是矩形排泥池的改造，很多老水厂建设的时候都没有完整的污泥处理工艺，只设了简单的排泥池进行量上的调节，增加津水器后可以使这些排泥池既能调量也能调质，具有初级浓缩的效果，减轻后续浓缩池的负荷。

目前国内应用该池型的水厂有哈尔滨磨盘山水厂，一期水厂规模45×10'm3/d，采用笔水器排泥池;天津泰达自来水公司净水厂，一、二、三期水厂总规模为32.5×104m3/d，原有排泥池改造为滗水器排泥池，1座分两格，每格分别设置汽水器一台。

（1）笔水器排泥池的组成

笔水器排泥池由进水系统、上清液收集系统（滗水器系统）、溢流系统、排泥系统四部分组成。

1）进水系统。

排泥水由排泥池一端进入，通过穿孔花墙进入排泥池，穿孔花墙目的是均匀配水。

进泥管按最大进泥量确定管径。

2）上清液收集系统（湟水器系统）。

滗水器设在排泥池相对的一端，根据池宽确定笔水器的长度。

笔水器由撇水堰槽、下降管、水平管、水下轴承组成一体，以水平管为转轴上下旋转，撇水堰槽随之上下移动，将水面表层澄清水撇入，再经下降管汇入水平管，最后从出水管排出。

3）溢流系统。

溢流系统包括溢流堰及排水管。

当滗水器发生事故时排泥池上清液由溢流堰溢出。

4）排泥系统。

滗水器排泥池的底泥一般通过虹吸式排泥机或穿孔排泥管的方式排出。

这两种排泥池方式设计规定与沉淀池的排泥方式基本相同。

①虹吸式排泥机方式排泥∶采用虹吸式排泥机排泥时，与平流沉淀池相似，池子的分格宽度还应配合机械刮泥机的宽度，池底为平坡。

②穿孔排泥管方式排泥∶穿孔排泥管的管径不小于DN200，长度不宜超过10m，孔眼间距一般为0.3～0.8cm，孔眼向下与垂线成45°交叉排列。

穿孔，管的排泥阀门应采用快开式。

由于排泥池与沉淀池相比，污泥浓度大，为了防止管道堵塞，宜在末端设空气管或压力冲洗水管，定期进行冲洗。

（2）设计要点

①一般进泥量的含水率按99.5%～99.95%考虑，排泥池的底泥含水率按98%～99%考虑，上清液的含固率忽略不计。

②池容大小应满足调节功能，有效水深一般为3～3.5m，超高一般为0.3～0.5m。

③池的长宽比应小于4∶1。

④排泥池的个数一般不宜少于2个，按同时工作设计，并能单独运行，分别泄空。

⑤排泥池的底泥可通过穿孔排泥管及刮泥机进行收集。

（3）主要设备

笔水器、虹吸式排泥机、排泥泵、溢流堰等。

6高效浓缩池

（1）高密度污泥浓缩池

高密度污泥浓缩池Densadeg是一种高速一体式沉淀/浓缩池，是由法国德利满公司开发研制的。

该池主要特点是将沉淀回流与来水接触，增加絮凝效果，并增稠底泥浓度。

目前国内应用该池型的水厂有北京第三水厂，水厂规模为15×104m3/d，采用高密度污泥浓缩池1座，总面积27m²，液面负荷11.3m³/（m²·h）;保定中法供水有限公司净水厂，水厂规模26×104m3/d，采用高密度污泥浓缩池1座，池平面尺寸4.95m×4.95m，液面负荷15m3/（m2·h）。

Densadeg高密度浓缩池主要由混合区、反应区、沉淀/浓缩区组成，其组成见图1-8-6，模型示意见图1-8-7。

该工艺运行过程为∶排泥水加注混凝剂后经快速混合进入絮凝池，并与沉淀池浓缩区的部分沉淀泥渣混合，在絮凝区加入PAM并利用螺旋桨搅拌器完成絮凝反应。

经搅拌后的水以推流方式进入沉淀区。

在沉淀区中泥渣下沉，澄清水通过斜管区分离由集水槽收集出水。

沉降的泥渣在沉淀池底部浓缩，浓缩泥渣一部分通过螺杆泵回流与原水混合，多余部分由螺杆泵排出。

主要特点如下。

①特殊的絮凝反应器设计∶该单元是为利于污泥循环的快速絮凝，又是为有利于矾花增长的慢速絮凝而设计，兼具物理和化学反应。

②从絮凝区至沉淀区采用推流过渡;反应池分为两个部分，具有不同的絮凝能量，中心区域配有一个轴流叶轮，使流量在反应池内快速絮凝和循环，产生的流量约10倍于处理流量;在周边区域，主要是推流使絮凝以较慢的速度进行，并分散低能量以确保絮凝物增大致密。

③从沉淀区至絮凝区采用可控的外部泥渣回流∶部分污泥在反应池内循环，通过全面控制的外部污泥循环来维持均匀絮凝所需的较高污泥浓度。

④应用有机高分子絮凝剂∶通过投加聚合物来提高矾花密度。

⑤采用斜管沉淀布置∶将剩余矾花从该单元内去除，最终产生优质的水。

（2）兰美拉浓缩池

兰美拉沉淀法装置（见图1-8-8）或逆向流斜板沉淀器是从国外引进的一种新型高效浓缩技术，现广泛用于自来水工程作沉淀池澄清和污泥浓缩池澄清反应处理。

该池型目前应用在国内的深圳市南山水厂一期工程，水厂总体规划规模为80×10'm3/d，一期建设规模为20×10'm³/d，采用兰美拉污泥浓缩池2座，浓缩池尺寸为10.2m×10.2m×6.6m，表面负荷0.6m³/（m2²·h），固体通量为38.4kg/（m²·d）。

该装置充分采用了浅层沉淀理论，其基本原理是原水进入斜板单体，水流方向与颗粒沉淀方向相反，沉泥借自重而下滑进入下部集泥区，澄清后的水则经分离区，由上部集水系统导流出池外。

该装置主要由斜板反应单元、密封板、固定支架、导板条、集水槽以及分割斜板单元体的肋条组成。

沉淀池沉淀效率一般与沉淀面积成正比，在一定的沉淀池容积内插进很多斜板，就会增

加很多沉淀面积，从而大大提高沉淀效率。

在沉淀池内插进的斜板必须考虑连续排泥才不致堆积停产，因而斜板必须做成一定的滑泥坡度。

逆向流斜板沉淀就是基于这一原理，在一定的平面面积的沉淀池内插进间隔为20～200mm的很多斜板，它一方面增加了沉淀面积;另一方面由于水流在斜板间隔内自下而上，使已沉淀在斜板面上的从原水中分离出来的污泥靠着水体的冲击力和污泥本身的重力滑向下方的污泥浓缩区内，而经斜板处理后的清水则由集水系统收集导往出水槽。

逆向流斜板污泥浓缩池构造∶在池内放置一定宽度的成组的斜板群，每个斜板组中有很多斜板单片，斜板沿宽度方向用肋条分为若干过水间隔，每块斜板又分为沉淀斜板和滑泥斜板两部分。

在沉淀斜板的尽头。

即滑泥斜板的端部设有清水集水支渠，集水支渠和集水渠构成清水系统，斜板组上部设有清水出水槽，斜板组下部为污泥浓缩区，其中设有排泥系统。

主要设计参数如下。

①斜板间流速∶20～15mm/s。

②沉降速度∶0.16～0.3mm/s。

③斜板长∶2.0～2.5mm。

④斜板宽∶10mm。

⑤材质∶全不锈钢。

7微絮凝膜系统十浓缩脱水

膜技术在20世纪90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。

该技术已经在许多大型工程中应用，并且可以与传统技术竞争。

将膜用于净水厂的废水处理可以降低水厂的自耗水、增加供水能力、提高水质，是一种技术先进、非常行之有效的处理工艺。