高效沉淀池在白龙港污水处理中的应用

高效沉淀池在白龙港污水处理中的应用

一、高效沉淀池发展与应用

混合、絮凝、沉淀及污泥浓缩于一体组成的污水处理工艺已有近百年历史，技术已相当成熟，随着科技进步，上世纪九十年代起，经过数十年的努力，国外对混合、絮凝、沉淀三个基本工艺技术的研究，根据哈真（hazen）的“浅层沉淀理论”，成功开发了新型高效沉淀池，取得了显著成效。目前国外新建污水处理厂大多采用该项技术，如法国的colombes污水处理厂，处理规模104万m3/d，高效沉淀池9座，1998年投入使用。mets污水处理厂（二期）处理规模17.3万m3/d，高效沉淀池2座，1995年投入使用。加拿大的laval污水处理厂和beloeil 污水处理厂也采用了高效沉淀池技术。自1990年以来世界各地已有50多家污水厂采用了该项技术。我国在九十年代以来也展开对高效沉淀池的研究和开发工作。2000年正式投入使用的大连马兰河污水处理厂就采用了高效沉淀池，但其污水处理规模只有15万m3/d，属小型污水处理厂。而上海污水治理二期工程的后续工程——上海市白龙港城市污水处理厂是一座特大规模的污水处理厂，远期污水处理能力为210万m3/d，近期处理规模予处理部分172万m3/d，一级加强为120万m3/d。由于上海是人口密集城市，土地资源十分有限，因此污水处理厂的占地面受到限制，若采用圆形辐流式沉淀池造成占地面积大，池子数量多，既不美观，运行管理又不方便，从综合技术经济和占地情况考虑，白龙港污水处理厂也采用高效沉淀技术，利用高效沉淀池中斜管装置可节省大量的土地，其次平流式斜管沉淀池水力条件好，出水水质稳定，大大提高污水处理效果。

二、高效沉淀池机理与作用

白龙港污水处理厂中的高效沉淀池是根据物化法处理和哈真的浅层沉淀原理制成的斜管沉淀池结合而成的

一种污水处理方法。

⑴、物化法

经过预处理后的污水和混凝剂（al2(so4)3常用的）快速混合，迅速将混凝剂扩散在污水中，充分发挥混凝剂高电荷对水中胶体电中和脱稳作用，通过脱稳颗粒的有效碰撞，同时加入apm高分子助凝剂,发挥助凝剂的吸附架桥作用，使细小颗粒逐渐结成较大絮体铝盐和污水中的碱反应形成较大的氢氧化物絮体，其反应分子式为al2(so4)3+3ca(hco3) 2→2al(oh) 3↓+3caso4+6co2生成的氢氧化物絮体很便于固液分离，有助于去除水中的悬浮物及胶体，铝盐还会和污水中溶解性的磷酸盐反应生成不溶解磷酸铝

al3++po3-4→alpo4↓

一般物化法处理流程：

进水→快速混合→慢速搅拌絮凝→沉淀→出水

⑵、斜管、斜板沉淀池

斜管、斜板沉淀池就是利用“浅层沉淀”的概念，逐步发展而得，如果某一沉淀池长为l、深为h，池中水平流

速为v，颗粒沉速为u0当水处于理想状态下流动。则 l/h = v/u0

当l与v值不变时，池深h越浅，则可截留的颗粒的沉淀速度u0亦越小，且成正比关系。假如在池中增设水平隔板，将原池的h分为三层，每层深度为h/3。此时水平流速v和最小颗粒的沉速u0都保持不变。由于沉降深度由h减小为h/3，在每层隔板上的流动距离l缩短为l/3。因此可将池的总容积减少到1/3，其次若池的长度l不变，截留颗粒的沉速仍采用u0，由于沉降深度减少为h/3，则水平流速v可增大3倍为3v，仍可将沉速为u0的颗粒截留在池底。即过水能力提高三倍，水的处理效果保持原状。

工程上为解决各层的排泥问题，将水平隔层改为斜面，斜面与水平面成一定角度α（通常α为500—600），斜面可制成斜板式或斜管式。各层斜板的有效面积总和，乘以倾角α的余弦，得水平总和的投影面积，也就是水流的总沉降面积。

为了创造理想的层流条件，提高沉淀效率，在沉淀过程中必须控制水流雷诺数re（re为500以下），和费鲁德数fr（fr值一般为10-3—10-4级），为颗粒沉降创造最佳条件，达到提高沉降效率，减少池容的目的。

三、高效沉淀池组成

白龙港污水处理厂采用的multiflo—300高效沉淀池是一个紧凑型的斜管沉淀池并相应有化学药剂的投加系统。由法国out公司设计制造。整个高效沉淀池设计非常紧凑，它把混合池、絮凝池和斜管沉淀池及污泥浓缩集合于一体（见图（3））

污水首先进入混合池，投加化学混凝剂，快速搅拌，使药剂与污水混合均匀，随后进入絮凝池，投加apm高分子助凝剂，慢速搅拌形成絮体，最后污水进入沉淀池，水从下向上流经斜管，进行分离处理，水由集水槽排出，沉淀物因重力作用沿斜管下滑至污泥浓缩区，由污泥浓缩机使污泥浓集，汇合与池中心泥斗中。泥斗中的部分污泥通过泵送至絮凝池，剩余污泥排至污泥处理系统，部分回流污泥中未完全反应的药剂得到进一步利用，可节约加药量。

1、斜管沉淀池

斜管沉淀池由如下部分构成：

* 两套斜板（安装在multiflo-300沉淀池中心渠的两侧） * 和斜管相配套的支撑系统

* 澄清水收集系统

在白龙港污水处理工程中，设计了12个沉淀池并把它们分成3组（每组包括4个沉淀池）。每个沉淀池的平面尺寸为16m×16m。

斜管沉淀的主要参数如下：

⑴斜管沉淀池的在旱季高峰流量时镜向水流速度为30m/h。在这个速度下我们仍可以得到良好的沉淀效果并且会减少沉淀池的面积。

⑵斜管的长度为1.5m，它的安装倾度和水平方向呈600。这个倾度可以保证沉淀在斜管上的污泥可以顺利地滑向底部而不至于淤积。

⑶斜管的剖面是六边形而不是通常的梯形。因为对于斜管沉淀来说投影面积和镜向面积之间的比值非常重要，六边形剖面的斜管此值较高于梯形剖面形的斜管，如此可以得到较大的有效沉淀面积，实际操作中的效果也十分良好。

为了收集絮凝体，采用蜂窝状斜管，其开口尺寸为80mm

a. 斜管的安装角度和水平成60度。

b. 六边形开口宽度为80mm。

c. 投影面积/镜向面积=10.41

d. 斜管长度为1.5m。