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高效沉澱池
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概述與用途

高密度沉澱池   高效沉澱池

高密度沉澱池工作原理  高效沉澱池工作原理

沉澱池原理

高密度沉澱池主要的技術是載體絮凝技術,去除ss的高效能設備,它是一種快速沉澱技術,特點是在混凝階段投加高密度的不溶介質顆粒、PAC和PAM,聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺藥劑,(如細砂等),利用介質的重力沉降及載體的吸附作用加快絮體的“生長”及沉澱。

盈成環境對載體絮凝的定義是通過使用不斷循環的介質顆粒、加藥和各種化學藥劑強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(PAC和硫酸鐵、石灰等),使水中的懸浮物及膠體顆粒脫穩,然後投加高分子助凝劑PAM、聚丙烯酰胺和密度較大的載體顆粒,使脫穩後的雜質顆粒以載體爲絮核,通過高分子鏈的架橋吸附作用以及微砂顆粒的沉積網捕作用,快速生成密度較大的礬花,從而大大縮短沉降時間,提高澄清池的處理能力,并有效應對高沖擊負荷。

與傳統絮凝工藝相比,該技術具有占地面積小、工程造價低、耐沖擊負荷等優點。自20世紀90年代以來,西方國家已開發了多種成熟的應用技術,并成功用于全球100多個大型水廠。


高密度沉澱池的典型工藝有:

1 工藝

西安盈成環境公司借鑒OTV—Kruger公司的技術要求改進創新和多項工程成功運行數據分析,自2009年開始在中國國内用于飲用水及污水處理,其特點是以42~153 m的細砂爲載體強化混凝,選用斜管沉澱池加快固液分離速度,表面負荷爲80~120 m/h,最高可達200 m/h,是目前應用最爲廣泛的載體絮凝技術。

國内已有部分水廠引進了該技術,如2004貴陽開林化工、甯夏銀川年上海浦東威立雅自來水有限公第七污水處理廠,在二期沉澱池改造工程中采用了高密度沉澱池工藝、高效沉澱池工藝。

高密度澄清池是由法國Degremont(得利滿)公司開發,可用于飲用水澄清、三次除磷、強化初沉處理以及合流制污水溢流(CSO)和生活污水溢流(SSO)處理。該工藝現已在法國、德國、瑞士得到推廣應用。

随着近年來國外各大水務公司進入中國市場,國内也有個别水廠利用該技術對現有工藝進行了擴建改造,如甯夏銀川第七污水處理廠等。

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電荷使顆粒“脫穩”,形成小的絮體然後進入絮凝池。同時原水中的磷和混凝劑反應形成磷酸鹽達到化學除磷的目的。

②投加池(備選池)根據水質确定是否需要增加:

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

③熟化池(絮凝池):

絮凝劑促使進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破壞已形成的大絮體、通過導流筒是水流上方、再通過導流筒内的加藥環管使藥劑混合估價充分。

④斜板沉澱池:

絮凝後出水進入沉澱池的斜板底部然後上向流至上部集水區,顆粒和絮體沉澱在斜板或斜管的表面上并在重力作用下下滑。較高的上升流速和斜板60°傾斜可以形成一個連續自刮的過程,使絮體不會積累在斜板上。

需要沉澱的污泥和ss沿斜板表面下滑并沉澱在沉澱池底部,然後循環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後通過重力流流向污泥處理系統。

沉澱後的水由分布在斜板沉澱池頂部的不鏽鋼集水槽收集、排放。

産品圖片

工藝的特點

在衆多的沉澱技術中,沉澱技術具有突出的優點,如通過重力絮凝使懸浮物附着在微砂上,然後在高分子助凝劑的作用下聚合成易于沉澱的絮凝物;而斜管沉澱技術大大提高了水的循環速度,岡此減少了沉澱池底部的面積。微砂絮凝和斜管沉澱均已被法國OTV公司廣泛運用,這兩種技術原理的相互結合大大加快了沉澱速度和減少了絮凝時間。

技術已被運用了數十年并被證明其工藝是行之有效和可靠的,包括應用在以下這些通常被認爲難于處理的特殊情況下:①如河水由于洪水會導緻突發的濁度和懸浮物濃度升高;②低溫導緻的絮凝閑難;③原水中由高色度和低濁度引發的輕微絮化;④藻類生長旺盛的原水。

和污泥床工藝不同的是,ACTIFLO®工藝的性能不會因溫度的快速改變而受到影響,這點已經在加拿大兩個并列的實際運行設施(微砂加速沉澱對比污泥層沉澱)中得到證明。

與氣浮工藝相比較,該工藝具有良好的去除藻類能力。在英國當原水藻類濃度高達2.5×10000 個/mL,去除率爲85%-95%。在巴黎的Neuilly sur Mame廠中,對藻類的去除率爲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械破壞(或打斷)藻類細胞;微砂的加速沉澱呵以使本可能漂浮的藻類(如一些青綠藻類)沉澱下來。

因爲微砂的懸浮作用,工藝可以産生穩定的沉澱效果甚至在進水水質變化非常劇烈的情況下亦可。例如,Mame河在洪水時原水濁度高達400 NTU,經過該工藝處理後(Neuilly-sur-Mame)出水濁度<1 NTU;在馬來西亞的Selangor,當進水濁度在2 h内從500 NTU變化到1 500 NTU時,其沉後水濁度保持在2~3 NTU。

采用ACTIFLO®工藝,隻需要10 min就可以完成絮凝,隻需要少于20 min的沉澱時問就可以獲得良好的處理水質。

微砂加速沉澱工藝運行非常靈活,該工藝的開啓和關閉相對簡單,可以應付處理流量有很大變化的情況。對于處理水質,則可以通過調節微砂的回流率來對付原水水質的突變(如濁度峰值的産生),而調節微砂的回流率可以通過調節回流泵工作的台數來實現。

同常規沉澱池相比具有以下優點:

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

2 、在沉澱區增加了基于“淺池沉澱”理論的上向流斜板,大大降低了沉澱區占地面積。

3、進水區及擴展沉澱區的應用,可以分離比重大的SS(大約占總SS含量的80%)直接沉澱在污泥回收區,減少通過斜板的污泥量,減少了斜板堵塞的發生。

4、Actiflo®加砂高速沉澱池采用粒徑在100~150μm的不斷循環更新的微砂作爲絮體的凝結核,由于大量微砂的存在,增加了絮體凝聚的機率和密度,使得抗沖擊負荷能力和沉降性能大大提高,即使在較大水力負荷條件下,也能保證理想、穩定的出水水質。

高密度沉澱池工藝流程

高密度沉澱池爲三個單元的綜合體:反應、預沉—濃縮和斜板分離。


型號特點

高密度沉澱池工藝流程

1 反應池

反應池采用得利滿專利技術是工藝的根本特色。理化反應,如晶質的沉澱—絮凝或其它特殊類型的沉澱反應均在該池中發生。

反應池分兩部分,每部分的絮凝能量有所差别。中部絮凝速度快,由一個軸流葉輪進行攪拌,該葉輪使水流在反應器内循環流動。周邊區域的活塞流善導緻絮凝速度緩慢。

投入混凝劑的原水通常進入攪拌反應器的底部。絮凝劑加在渦輪槳的底部。聚合物的投加受DensaDeg®高密度沉澱池的原水控制。

在該攪拌區域内懸浮固體(礬花或沉澱物)的濃度維持在最佳水平。污泥的濃度通過來自污泥濃縮區的濃縮污泥的外部循環得到保證。

所設計的外部區域,因砂能量低,保證了礬花增大和密實。

反應池獨特的設計的結果,即能夠形成較大塊的、密實的、均勻的礬花,這些礬花以比現今其它正在使用的沉澱系統快得多的速度進入預沉區。

2 預沉池—濃縮池

當進入面積較大的預沉區時,礬花移動速度放緩。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沉澱并濃縮。泥板裝有錐頭刮泥機。

部分濃縮污泥在濃縮池抽出并泵送回至反應池入口。濃縮區可分爲兩層:一層在錐形循環筒上面,一層在錐形循環筒下面。從預沉池—濃縮池的底部抽出剩餘污泥。

3 斜板分離池

在斜板沉澱區除去剩餘的礬花。精心的設計使斜板區的配水十分均勻。正是因爲在整個斜板面積上均勻的配水,所以水流不會短路,從而使得沉澱在最佳狀态下完成。

沉澱水由一個收集槽系統收集。礬花堆積在沉澱池下部,形成的污泥也在這部分區域濃縮。根據裝置的尺寸,污泥靠自重收集或刮除或被循環至反應池前部。

 

高密度沉澱池工藝

高密度沉澱池爲法國威立雅環境集團注冊技術,西安盈成吸取相應技術并借鑒工程數據分析,适用于需要澄清和/或去除藻類、硬度、鐵、錳、色度和濁度的地表水。

工藝流程簡介如下:

高密度沉澱池工藝

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電荷使顆粒“脫穩”,形成小的絮體然後進入絮凝池。同時原水中的磷和混凝劑反應形成磷酸鹽達到化學除磷的目的。

2 絮凝池:

絮凝劑促使進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破壞已形成的大絮體。

3 斜板沉澱池:

絮凝後出水進入沉澱池的斜板底部然後上向流至上部集水區,顆粒和絮體沉澱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°傾斜可以形成一個連續自刮的過程,使絮體不會積累在斜板上。

沉澱的污泥沿着斜板下滑然後跌落到池底,污泥在池底被濃縮。刮泥機上的栅條可以提高污泥濃縮效果,慢速旋轉的刮泥機把污泥連續地刮進中心集泥坑。濃縮污泥按照一定的設定程序或者由泥位計來控制以達到一個優化的污泥濃度,然後間斷地被排出到污泥處理系統。

沉澱後的澄清水由分布在斜板沉澱池頂部的不鏽鋼集水槽收集、排放進入後續工藝。

澄清池工藝

公司還開發了一種專門用于處理各種污水溢流的澄清池,基本原理與工藝類似,主要是通過以下功能達到淨化水體的目的:去除砂礫、去除油脂、整體化的凝聚絮凝單元加斜管沉澱、污泥稠化及濃縮。

其工作流程爲已投加混凝劑的原水首先進入預混凝池,通過空氣攪拌使無機電解質與水中顆粒充分接觸反應,使水中的粗大砂礫直接沉降在池底排出;預混凝後的出水進入絮凝池後與回流污泥以及投加的高聚物絮凝劑在機械攪拌下充分混合,形成密實的礬花;充分混凝後的水體最後進入斜管澄清池,在預沉區大部分絮體與水分離,剩餘部分通過斜管沉澱池被除去。漂浮在水體表層的油脂通過刮油器收集而達到除油的目的;沉積在澄清池底的污泥部分回流,剩餘部分則稠化濃縮。

參數及規格

400t/h高密度澄清池設計計算書

一、設計水量

Q=400t/h,做兩套(1用1備)運行,單套水量Q=400t/h=0.112m3/s。

二、構築物設計

水的有效水深:本項目的有效水深按6設計。

1、石灰反應池:停留時間3~5min,取5min

則有效容積:V=400×5/60=33.33m3

平面有效面積:A=33.33/6=5.56m2

取反應池爲正方形,則計算并取整後,反應池的有效容積:

2.4m×2.4m×6m(有效水深)=34.56m3

34.56/400×60=5.2 min

原水在石灰反應池中的停留時間爲5.2 min

2、純堿反應池:尺寸與石灰反應池相同。

3、絮凝反應池:停留時間6~10min,取10min(考慮石灰反應顆粒小,故取高數值)

則有效容積:V=400×10/60=66.67m3

平面有效面積:A=66.67/6=11.11m2

取絮凝池爲正方形,則計算并取整後,絮凝池的有效容積:

3.4m×3.4m×6m(有效水深)=69.36m3

69.36/400×60=10.4 min

原水在石灰反應池中的停留時間爲10.4 min

4、澄清區

斜管上升流速:12~25m/h,考慮石灰反應顆粒小,斜管上升流速取12m/h

——斜管面積A1=400/12=33.33m2

沉澱段入口流速取60 m/h。             

——沉澱入口段面積A2=6.67m2

中間總集水槽寬度:B=0.9(1.5Q)0.4=0.9×(1.5×0.112)0.4=0.44m

    B=0.6m。

X*X1=6.67

(X-2)(X-X1-0.4)=33.33

得:A=X3-2.4X2-39.2X+13.34=0

X=7,A=-35.66<0

X=8,A=58.14>0

所以取X=8。即澄清池的尺寸:8m×8m×6m=384m3

原水在澄清池中的停留時間:t=384/400=57.6min;

X1=6.67/X=0.83,X1取0.8m,牆厚0.25m 。

斜管區面積:8m×6.95m=55.6m2>33.33m2(滿足要求)

水在斜管區的上升流速:0.112/55.6=7.25m/h<12m/h(滿足要求)

從而計算出沉澱入口段的尺寸:8m×0.8m

沉澱入口段的過堰流速取0.05m/s,則水層高度:0.112÷0.05÷8=0.28m。另外考慮到此處設置堰的目的是使推流段經混凝的原水均勻的進入到沉澱段,流速應該比較低,應該以不破壞絮體爲目的。因此,考慮一些因素,取1.0m的水層高度。

推流段的停留時間3~5min,取4 min。

V=400×4/60=26.67 m3  

則寬度:26.67÷6÷8=0.56m,1.0m

5、污泥回流及排放系統

污泥循環系數0.01~0.05,取0.05。

400×0.05=20m3/h,泵的揚程取20mH2O。采用單螺杆泵。

單套系統設置三台。一台用于污泥的循環,一台用于污泥的排放,另一台爲備用。

螺杆泵采用變頻控制。

污泥循環管:DN125,流速:0.453m/s。

 

污泥循環的目的:

1、增加反應池内的污泥的濃度;

2、确保污泥保持其完整性;

3、無論原水濃度和流量如何,保持沉澱池内相對穩定的固體負荷。

污泥排放的目的:避免污泥發酵,并使泥床标高保持恒定。

污泥床的高度由污泥探測器自動控制。

4、反應室及導流板

 

① ——管道流速取0.8m/s, 管徑爲DN450(流速0.7 m/s);

② ——管道流速取0.7m/s, 管徑爲DN500(流速0.57m/s);

③ ——流速取0.6m/s,0.112÷0.6÷(3.14×0.5)=0.12m,0.2m

④ ——回流量:設計水量=10:1,絮凝筒内的水量爲11倍的設計水量(1.232m3/s)。筒内流速取0.8m/s,則Di=1.4m,取内徑:φ1500mm,筒内流速:0.7m/s(因爲是石灰廢水,所以流速要取小一點)

⑤ ——流速取0.5m/s,1.232÷0.5÷(3.14×1.5)=0.523m,0.6 mv=0.44m/s。

⑥ ——導流筒的面積與反應筒的面積之比爲1/2。則計算出導流筒直徑:φ1000mm

⑦——流速取0.4m/s左右。則D×L=(0.112×10)/(3.14×0.4)=0.89

取高度:0.8m;錐形筒下部内徑:φ2500mm;流速:0.23m/s。

筒外流速:(0.112×11)/(3.4×3.4-3.14×1.44/4)=0.11 m/s

筒内流速/筒内流速:1.0/0.11=9.1

筒内:配有軸流葉輪,使流量在反應池内快速絮凝和循環;

筒外:推流使絮凝以較慢的速度進行,并分散能量以确保絮凝物增大緻密。

 

原水在混凝段的各個流速:

反應室内:内徑:D=φ1500mm,流速:v=0.7m/s;

室内至室外:流速:v=0.44m/s;

室外:流速:v=0.11m/s;

室外至室内:流速:v=0.23m/s;

5、攪拌機

1、反應池攪拌機:葉輪攪拌直徑:1200mm 功率:5.5KW(可變頻調速)

2、絮凝攪拌機葉輪直徑:500mm       

外緣線速度:1.5m/s(我公司所配減速機爲可變頻調速);   

攪拌水量爲設計水量的11倍(1.232m3/s);

軸長——按照目前設計的要求。

螺旋槳外沿線速度爲1.5m/s,則轉速n=60*1.5/3.14*1.5=19.11 r/min;

葉輪的提升水量按1.232m3/s,提升水頭按0.10m

提升葉輪所消耗的功率N1  

N1=ρQH/102η=1200×1.232×0.10/(102×0.75)=1.93(KW)

N=2.2KW

 

6、集水槽

澄清水面的尺寸爲2塊,單塊尺寸:6.95m×3.5m;在6.95m的長度方向上布置四道集水槽,間距:1400mm+1400mm+1400mm+1400mm +1350mm。

集水槽寬度:b=0.3m

集水槽高度:0.4m

單副集水槽的尺寸:300mm×400mm×3600mm(伸入100 mm),共8副。采用不鏽鋼材質,厚:4mm。集水方式采用矩形槽。

7、刮泥機

采用中心傳動刮泥機。

刮臂直徑: φ7000mm;

外緣線速度:0.04~0.08m/s;

底部坡度:0.07;


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