高密度沉淀池处理合流污水处理工艺

Posted 2023-01-15 絮凝

篇首语：知识能使你增加一双眼睛。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高密度沉淀池处理合流污水处理工艺相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

广州市海珠区沥滘污水收集系统，现存众多的截流式合流制区域，雨季时大量合流污水未经处理直接溢流排至珠江航道，受海水潮汐顶托影响，污水大量滞留回还，造成水体污染。为响应2010 年亚运会举办地广州市提出的“碧水蓝天迎亚运”的号召，从2009 年到2010 年6 月一年内全市斥资486 亿元用于774 项工程进行污水治理。沥滘污水处理厂二期工程属于其中首批启动的治污项目之一，采用改良A2/O +周进周出矩形沉淀池工艺，设计规模为30×104m3 /d。

考虑到合流污水来流迅猛、水质波动大(持续暴雨稀释效应和径流污染物迁移叠加效应) 等特性，推荐采用以沉淀为主的一级处理工艺对前5 天初雨形成的合流污水进行处理，主要对COD、SS、TP等污染物进行最大程度的削减。

因二期工程建设用地紧张，且需与一期工程(如粗格栅提升泵房) 有效衔接，经调研和技术经济分析，采用法国威立雅公司的专利高密度沉淀池(Actiflo) 对合流污水进行强化处理，处理规模为18×104 m3 /d。

1 高密度沉淀池工艺简介

1. 1 工艺原理

依据给水中的混凝沉淀经典原理，通过投加混(絮) 凝剂，使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳，同时协同投加粒径为135 μm 的专用微砂，在机械搅拌作用下，广泛弥散于微旋涡中，在与细小颗粒的碰撞凝聚中，微砂通过有效附着成为絮核，聚集形成大而重的絮体颗粒，提高沉淀效率，从而使污染物得以快速去除。高密度沉淀池的工艺流程见图1。

多数化学强化一级处理的研究者尝试采用不同药剂、不同投量来实现COD、SS 和TP 的去除，均取得较好效果，见表1。

1. 2 工艺组成

高密度沉淀池由两组平行池并联组成(见图2) ，每组池按水力流程依次包括混凝池、加砂池、絮凝池、斜管沉淀池和出水总渠。首端下部设微砂间储存码放砂袋，上部加屋盖防雨，内置微砂投加系统以精确补砂; 尾端下部设管廊装配微砂循环泵，上部设走道平台以巡视检修设备。中段池顶设露天联排水力旋流器以分离微砂和污泥。

1. 3 工艺特点

①池形新颖。整座池通过方、圆池型的巧妙配搭，既完整灵巧地创造了不同功能区间，又于布置紧凑的整体中折射出独特的工程美感。

②敏捷高效。化学絮凝驯化响应快，抗冲击能力强，加砂沉淀高效稳定。

③调度灵活。投药、搅拌、补砂及微砂循环均可通过设备调节实现优化运行，较能适应多变的进水条件。

④用途多变。为避免构筑物闲置，出水保留切换至生化池的管路和水头。除雨季正常处理合流污水外，旱季时引入部分城市污水，经强化絮凝沉淀后，出水切换回生化池，可有效削弱后续二级处理的污染负荷。

2 高密度沉淀池设计要点

目前，我国对合流污水处理尚没有统一的尾水排放标准，给设计带来较大困难。根据前期调研并结合现行标准，确定主要设计水质指标(见表2) 。

磷作为地表水体富营养化的污染控制因子，在考虑去除碳源污染物的同时，除磷也成为设计重点。推荐投加硫酸铝原液来实现混凝及化学除磷。

2. 1 混凝

根据化学计量关系，除磷1．5 mg/L 需投硫酸铝约9．37 mg /L，合流污水混凝剂投量为40～50 mg/L(约为南方低浊给水投药量的2～2．5 倍) ，总设计投加量为60 mg/L，药罐设计储药时间为7 d。

为保证混合过程快速剧烈，混凝池内设一套快速搅拌器: 桨叶直径为1．95 m，轴长为5．35 m，功率为7．5 kW，转速可调。混凝时间为1．8 min，计算得速度梯度为255 s-1，约为《城镇给水》设计手册所列下限值的一半。

2. 2 加砂

微砂粒径为135 μm，密度稍大于水，按3 mg /L投量补偿系统物料流失，根据实际需要间歇或连续投加。微砂可加速沉淀，缩短启动响应时间，10～20min 即可获得良好的沉淀效果。同时，带有微砂的浆液可机械挤破藻类细胞壁，有效防止青、绿藻滋生，对原水藻类的去除率达85%～95%。

池顶设一套微砂投加系统，分别含计量螺杆泵和传送螺杆泵各2 套，N = 0．25×2 + 0．55×2 = 1．6kW，砂斗容积为2 m3。砂袋备料于微砂间，根据供货、运输条件，设计储备时间为15 d。加砂池内设搅拌器一套，规格同混凝搅拌器。

2. 3 絮凝

絮凝剂采用PAM，投加量为1 mg /L，稀释到0．1%后投加。

絮凝池内设慢速搅拌器一套: D = 2．85 m，L =4．9 m，N = 5．5 kW。絮凝时间为3．2 min，GT 值为3．1×104，以保证絮凝过程的充分与完善。

2. 4 斜管沉淀

《室外排水设计规范》对沉淀时间和表面水力负荷有明确的取值规定: 第6．2．5 条，初沉池沉淀时间不宜小于30 min; 第6．5．1 条，普通初沉池的表面水力负荷为1．5～4．5 m3 /(m2·h) ，升流式斜管(板) 沉淀池表面水力负荷为3．0～9．0 m3 /(m2·h) 。

设计斜管沉淀池半径为5 m，单池有效镜向面积为56 m2，上升流速为66．8 m/h，沉淀时间为6．7min。由于工艺投加了微砂，形成易分层的“高密度”浓稠水，减小了泥层紊动，沉淀池表面水力负荷提高到传统斜沉池的7～22 倍，可大大减少沉淀面积，节省占地。同时，出水采用不锈钢三角堰，堰口负荷提高到32 L /(s·m) ，为2．9 L /(s·m) 规范值的11 倍，可显著减少集水槽数量，避免传统指形出水槽密布所致的相邻干扰。池内设刮泥机一套，D = 9．8 m，N = 2．2 kW。

2. 5 微砂循环

管廊设2 组6 台(每组3 台，2 用1 备) 并联微砂循环泵，将沉淀池底部泥斗的砂和泥水泵送回池顶部进行砂水分离。

泵和管路设为并联、独立式回流，可通过启闭循环泵的工作台数来调节回砂率，进而应对较大范围内的水质、水量突变。泵Q = 74 m3/h，H = 200 kPa，N = 11 kW。

2. 6 砂水分离及系统排泥

与微砂循环泵对应，池顶设2 组联排水力旋流器(每组3 台) ，在离心沉降和密度差作用下，泥水上升从顶上溢流口排出，砂则由底部排砂口排出并就地接入加砂池，进而实现系统排泥和微砂循环复用。

2. 7 浮渣收集及通风除臭

为避免下向流回水区集渣，在沉淀池的进水区设浮渣收集管，定期去除油脂和浮渣。同时，为保持良好的卫生环境，整池设混凝土盖板和玻璃钢拱盖形成密闭空间，将臭气经过通风管接入生物滤池进行除臭。

3 处理效果

经过一年多时间的紧张建设，沥滘污水处理厂二期工程于2010 年6 月准时实现通水，为2010 年11 月12 日召开的广州亚运会创造了良好的河道水环境。截至2011 年8 月，高密度沉淀池调试顺利，运行良好(见表3) 。2011 年10 月二期工程通过整体验收。

根据合同约定，试运行期间只对表2 中除TN、NH4+-N 以外的水质指标进行监测，结果表明，在进水水质远超设计值的情况下，COD、BOD5、SS、TP 平均去除率达75%、70%、93%、87%，且出水SS、TP始终稳定达到设计标准。该去除率结果略优于近年来的有关报道。。

4 结语

①高密度沉淀池工艺作为物化法工艺具有沉速快(60 m/h 以上)、占地少、效率高、反应快等特点，能快速高效地削减主要污染物质，减少溢流污染，适合处理合流污水。

②引进的新工艺有其独特的运行原理，工程设计中可在分析推敲后突破现行国标进行参数取值，并在实际运行中予以校验总结。