高密度沉淀池技术浅析

高密度沉淀池技术浅析

吴作成　

（天津天铁冶金集团公司水电厂，河北涉县 056404）

CWTC-06-096

1 高密度沉淀池概述

高密度沉淀池（DENSADED）是得利满公司的专利技术，其在首钢、太钢、安钢废水常规处理工艺中得到广泛的应用。

DENSADED高密度沉淀池属于水处理领域中最先进的技术一族。DENSADED高密度沉淀池是沉淀技术进化和发展的终极阶段，在水处理技术中，属于三代沉淀池中最新的一代。二十世纪二、三十年代采用的是第一代沉淀技术—“静态沉淀”；五十年代开发了称为“污泥接触层”的第二代沉淀池并投入使用；八十年代被称为“污泥循环型”的第三代沉淀池登上了历史舞台，以DENSADED高密度沉淀池为代表。

水沉淀技术的发展是以污泥对加药后水的絮凝效果的影响进行研究为基础的。在所有研究项目中，得利满公司承担了其中很重要的一部分工作，使用絮凝后的污泥作为一种催化剂可以改善絮凝和沉淀效果。考虑以上研究结果，得利满已证实只有污泥循环的斜板沉淀系统才能得到较高的沉淀速度和较高的污泥浓度。

这种沉淀池可以广泛地应用于各项领域，例如：工业工艺用水生产及工业废水的特殊处理；地下及地表水的沉淀和（或）软化；城镇污水的初级沉淀和（或）深度除磷；污泥浓缩。

2 DENSADED高密度沉淀池的沉淀原理

用沉淀筒实验说明，在充满悬浮物的量筒内进行沉淀观察。上端为自由沉淀，特点是悬浮物浓度低，颗粒小，沉降速度慢；下端主要是集团沉淀，特点是悬浮物凝聚，颗粒大，沉降速度快。所以要提高沉降速度，要求将悬浮物凝聚成大颗粒（见图1）

图1 沉降曲线

从沉淀曲线看，在自由沉淀阶段沉淀速度比较慢，但在集团沉淀阶段，沉淀速度会快速的增加。因此，通过回流污泥，并进行加药，使回流污泥与水中的悬浮物形成大的絮凝体，也就是集团沉淀，悬浮物变为絮凝体，增大密度和半径，也就增加了沉降速度。可以做到在水量一定的条件下，沉淀池容积大为减小且效果更佳。这就是DENSADED高密度沉淀池的原理。也正是高密度沉淀池的沉淀速度远高于普通的重力沉淀池，所以DENSADED高密度沉淀池的体积要远小于二沉池，并可以作为二沉池的后续强化沉淀池。

3 DENSADED高密度沉淀池的主要特点

⑴最佳的絮凝性能，矾花密集，结实。

⑵斜板分离，水力配水设计周密，原水在整个容器内被均匀分配。

⑶很高的上升速度，上升速度在15～35m/h之间。

⑷外部污泥循环，污泥从浓缩区到反应池。

⑸集中污泥浓缩。DENSADED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

⑹　采用合成有机絮凝剂（PAM）

DENSADED高密度沉淀池具有以下优点

⑴优质的出水；

⑵除去剩余的矾花；

⑶适用于多类型的原水，其唯一的局限性为含砂原水的最大浊度不可超过1500NTU；

⑷由于循环使污泥和水之间的接触时间较长，从而使耗药量低于其它的沉淀装置，在

特定条件下达30%；

⑸节约用地，DENSADED高密度沉淀池的沉淀速度较高，它是世界上结构最紧凑的沉淀池，结构紧凑减少了土建造价，并且节约安装用地；

⑹　无以下负作用：原水水质变化，药处理率调节不好，关机后再启动，流量变化；

由于污泥循环，反应池中的污泥浓度永远不变。另外与原水中的污泥浓度相比，循环污泥的浓度较高，原水浓度的变化不影响处理效果，DENSADED高密度沉淀池甚至在原水处于峰值浊度时也能工作；

⑺很低的水量损失，外排的污泥浓度很高，与静态沉淀池相比，DENSADED高密度沉淀池的水是损失非常低；

⑻由于反应池和沉淀池之间的低速配水不会破坏，已形成的矾花颗粒，从而保持了矾花的完整性；

⑼结构简单，可紧挨其它构筑物修建，共用一面墙。

4 DENSADED高密度沉淀池的流程

DENSADED高密度沉淀池为三个单元的综合体：反应、预沉—浓缩和斜板分离。

4.1 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内循环流动。周边区域的活塞流善导致絮凝速度缓慢。

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DENSADED高密度沉淀池的原水控制。

在该搅拌区域内悬浮固体（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。

所设计的外部区域，因砂能量低，保证了矾花增大和密实。

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。

4.2 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。泥板装有锥头刮泥机。

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。

4.3 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。

5 DENSADED高密度沉淀池的工艺控制及自动化

5.1工艺的控制

对于工艺的控制，有必要保持特定的操作状态，例如：　

⑴有效的絮凝

在进入DENSADED高密度沉淀池之前，水必须与混凝剂妥善混合，混凝作用通常需要在DENSADED高密度沉淀池上游安装一台快速搅拌器，在其他情况下，混凝剂通过一台静态搅拌器投加。设计的反应池搅拌系统必须产生较高的流量（约为处理流量的十倍），均匀分散能量，并以相对较高的速度运行，同时当矾花通过时不致使其受到破坏。

⑵循环流的总控制

污泥循环泵负责：增加反应池内污泥的浓度；确保污泥保持其完整性；无论原水浓度和流量如何，保持沉淀池内相对稳定的固体负荷。

⑶污泥层的控制

污泥床的高度由泥位计自动控制，可采用一系列的取样点进行监控。

⑷妥善排泥

妥善排泥可避免污泥发酵，并使泥床标高保持恒定，为达到这个目的，其中包括了下列特点：对底部进行有效的刮泥和倾斜，未刮到的区域具有足够的能量比降；污泥贮存区（不需要浓缩）抽出的污泥符合污泥脱水的要求。

⑸高性能斜板，通过采用下列装置优化了斜板的性能：

得利满的模板，其有效性已经长期使用证明；通过采用得利满专利的特殊系统通过斜板进行配水，它改善了流量分配，消除了传统的“配水槽”常有的矾花衰变的问题。

5.2 DENSADED高密度沉淀池是一种全自动的沉淀池

自动化被用于：启动和关闭；控制以流量为基础的排泥、泥们和刮泥板的剩余扭矩；控制并监视工艺单元的运行或有效性。

6 结语

水处理中的反应、絮凝、沉淀、综合技术的应用和合理的构筑物设计，高度自动化控制是高密度沉淀池表面负荷高、占地面积小、耐冲击负荷、出水水质优异的决定性条件，高密度沉淀技术在首钢、本钢等污水常规处理的初中使其技术特点得到验证。