高密度沉淀池在污水處理中的作用探討

劉曦 陳治宇

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司 四川省成都市 610000）

高密度沉淀池在污水處理中的作用探討

劉曦 陳治宇

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司 四川省成都市 610000）

隨著我國經濟的發展以及人們生活質量的不斷提升，導致城市的污水量以及污染物量在持續的增多，如果不采取措施提升污水的處理效率以及污水處理的程度，那么污水排放將會對城區的河道以及小清河產生日益嚴重的污染，整個城市的生態環境也將會遭受更加嚴重的破壞。我們都知道，生態環境一旦被破壞，那么重新修復將會是一個十分緩慢與艱難的過程。而隨著科學技術水平的不斷提高，具有強效污水處理的高密度沉淀池誕生，在未來的污水處理中，高密度沉淀池將憑借處理效率高、單位面積產水量大、適應性強、處理效果穩定等且占地面積小等優點展現出巨大的發展前景。本文主要對高密度沉淀池技術的基本原理與研究現狀進行了分析，并對其在污水處理中的作用進行了探討。

高密度沉淀池；污水處理；作用

1 引言

城市的污水處理能力增長速度緩慢并且污水處理的效率極低，是引起我國水環境污染嚴重的重要原因，由此引發的水環境不斷惡化，將會嚴重限制我國經濟與社會的持續發展。我國在20世紀80年代對排水的氮磷含量沒有非常嚴格的需求，在該時期以及以往建設的污水處理廠所采取的技術中絕大多數都沒有脫氮除磷的功能。由于以前建設的污水處理廠重點是采取傳統的活性污泥技術或者是生物處理的其他改進技術，這樣只能除去污水中的有機污染物，對于氮磷的去除率非常低。隨著經濟的發展以及技術的進步，日益嚴重的水體富營養化問題已經越來越受到國家和人們的重視，進入“十二五”以來，氮磷將會被列入約束性減排指標，污水處理廠將會面對非常大的挑戰。與此同時，許多污水處理廠的污水管網不配套，使得污水的處理率較低。為了更好的保護水環境，提升出水水質，我國絕大多數城市污水處理廠的改善勢在必行。

2 高密度沉淀池技術的基本原理與研究現狀

2.1 高密度沉淀池概述

（1）高密度沉淀池是把絮凝、沉淀、污泥濃縮等過程融合在一個構筑物當中的綜合性技術工藝設備，該設備各個部分相互限制、相互影響，如果脫穩雜質隨著水流跟泥渣層相互接觸的時候，就會被泥渣層阻礙而滯留下來。這種將泥渣層作為接觸介質的過程，本質上也是一種絮凝的過程，通常稱之為接觸絮凝。

（2）泥渣層的形成方法，一般情況下是在反應池開始運作的時候，在原水當中加上比較多的混凝劑，并且要相應的降低負荷，在經過一段時間的運作以后慢慢形成。在原水的濁度降低的時候，為了加速泥渣層的形成，也可以采用人工投加粘土的方法。

（3）從泥渣層使用的角度來說，平流式沉淀，僅僅是為了顆粒的沉降，在池底部的沉泥還有相當多的接觸絮凝活性劑沒有被利用。高密度沉淀池可以充分運用活性泥渣的絮凝功能。為了更好地發揮泥渣的連續絮凝作用，可以將泥渣在池內循環流動。

2.2 高密度沉淀池工藝的主要特點

①選用人工合成的有機絮凝劑PAN。在混凝的時候添加PAN作為助凝劑，可以使得反應產生較大礬花，而污泥的回流能夠進一步增加礬花的密度以及沉降性能，增加其沉降速度。②從慢速推流反應區至斜板沉淀區，礬花可以維持完整性，并且能夠產生的礬花顆粒比較大、密度也相對較高。③高效的斜板沉淀能夠確保沉淀區比較高的上升速度。④可以有效的實現污泥濃縮工作，沉淀池的排泥濃度可以達到15%，不需要進行二次濃縮就可以直接進行脫水處理。⑤密集混凝、沉淀以及濃縮功能融合為一體的水處理構筑物，結構緊湊，從而有效降低了土建造價，并且節約了大量建設用地。⑥高密度沉淀池的運行費用比較高，所以需要對藥劑的投入進行優化控制，使得全部的運行費用降至最低。

2.3 高密度沉淀池國內外研究現狀

高密度沉淀池是一種緊湊、高效率、使用靈活的新型污水處理技術，其技術應用面非常廣泛，能夠適用于各個領域，可以用于處理工業與生活污水、飲用水或者是三級廢水，這種嶄新的污水處理工藝在歐洲國家是非常流行的。在很多年以前，歐洲的水處理市場就已經開始使用高密度沉淀技術，例如法國、德國等眾多歐洲水廠都是采用的這種工藝技術。現如今，該處理技術已經進入到了中國市場，國內比如北京水源九廠改造一期、上海臨江自來水廠改建工程、首鋼污水處理工程等許多工程都已經運用了高密度沉淀工藝，保定市的地表水廠利用了高密度沉淀池用作污泥的濃縮池，提升了濃縮效率，與此同時，也有效的節省了占地面積。

3 高密度沉淀池分類

3.1 高密度沉淀池主要有三種類型3.1.1 RL型高密度沉淀池

該種類型的高密度沉淀池是現在利用范圍最為廣闊的一種澄清池（95%的建設項目選用）。使用該種類型的高密度澄清池，水泥混合物將會流入到沉淀池斜管的下面，污泥在斜管下面的沉淀區從水中分離出來，這時候的沉淀池，剩余的絮片會被斜管所截留，此種分離作用是根據斜管沉淀的原理進行的。所以，在同一個構筑物當中，全部的沉淀過程就會被分為兩個階段進行：深層阻礙沉淀以及淺層斜管沉淀。在這當中，限制沉淀區的分離階段是沉淀池相關尺寸計算的基本步驟。該種類型的高密度沉淀池的上升速度主要與斜管區所覆蓋的面積有關（上升流速23m/h）。該種類型的澄清池多用于生活污水以及生活用水的處理工藝。

3.1.2 RP型高刻度澄清池

如果出水以及排放標準不是非常嚴格的情況下，選用該類型高密度澄清池的效果比較好，在安裝的時候可以不帶斜管。該澄清池比較少采用，通常只用于濾池沖洗廢水帶排放上清液的濃縮等有特殊要求的濃縮。

3.1.3 RPL型高密度澄清池（多用于城市污水處理工藝以及工業污水處理工藝）

這種類型的高密度澄清池只有在一定要集中貯泥，并且對處理沒有反作用的時候才會使用。所以，它的使用僅僅局限于除碳工藝（非飲用水）以及工業污水處理當中特殊的沉淀工藝。

3.2 RL型高密度沉淀池工作原理

RL型高密度沉淀池的工作原理：通過回流污泥，并且進行加藥，可以使得水中的懸浮物形成大的絮凝體，從而增大了絮凝體的密度與半徑，也就加快了它的沉降速度，可以達到在水量一定的情況下，使得沉淀池的容積大大減小而且效果更好。濃縮污泥的外循環不但確保了攪拌反應池的固體濃度，提升了進泥的凝絮能力，使得形成的絮凝體更加勻稱密實，而且選用了斜板沉淀原理，高效斜板的布置以及污泥的回流極大的優化了絮凝過程。斜板沉淀池中可以用作泥水分離的面積通常為普通沉淀池的幾倍，其中包含了眾多的相互獨立的沉淀單元。

4 高密度沉淀池組成及其在污水處理中的作用研究

Densadeg高密度澄清池主要是由混合區、反應區、沉淀/濃縮區構成，其形式如圖1所示。

圖1 高密度沉淀池結構示意圖

各個組成部分的功能如下：

4.1 混合區

在混合區當中布置快速攪拌機，加快投入混凝劑的分散速度，使其與池中的原水充分混合均勻，用來形成小的絮體。混凝劑通常情況下為氯化鐵，只有功能是使得懸浮顆粒脫穩。

4.2 反應區

經過預混凝的原水流到反應池內圓形導流筒的底端，原水、回流污泥以及助凝劑通過導流筒中的攪拌槳從上到下混合均勻。通過慢速攪拌反應池以及推流式反應池組成串聯反應單元，已經獲得了比較大的絮體，可以達到沉淀區當中的快速沉淀。帶有污泥回流的快速絮凝，利用快速攪拌器攪拌，以此來保證快速絮凝以及絮凝所需要的能量。絮凝劑要投入到攪拌器的下方。從污泥濃縮區到快速絮凝區進行不間斷的外部泥渣回流，比較高的污泥濃度提升了絮凝的效果。

4.3 沉淀濃縮區

絮凝礬花速度緩慢的進入到沉淀區域，這樣可以防止礬花的損壞。絮凝礬花在沉淀池的底部匯集成污泥并且濃縮。斜板布置在沉淀池的上面，用于除掉多余的礬花，確保出水的水質。一部分的濃縮污泥在濃縮區域當中通過污泥循環泵送到反應池的入口，另一部分剩余的污泥通過污泥泵抽出，送到污泥脫水間或者是進行其他的處理。沉淀濃縮區確保了礬花增長所需要的慢速絮凝，產生的礬花具備比較高的密度。然后水以緩慢的流速流到沉淀區，以此來確保礬花的完整性。高密池底部的刮泥機進行連續的刮掃加快了沉淀區污泥的濃縮，實際上，假如沉淀濃縮區沒有刮泥系統就不能夠有效的進行排泥，通常情況下會降低高密度沉淀池的效果。

5 結語

高密度沉淀池具有處理效率高、單位面積的產水量較大、適應性比較強、處理效果穩定、占地面積也比較小等一系列優勢，在城市用地越來越緊張的狀況下，高密度沉淀池這種具有外部泥渣回流的專利澄清池工藝在污水處理領域一定會有非常廣闊的發展前景。

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TU991

A

1673-0038（2015）35-0072-02

2015-7-27

劉曦（1987-），男，助理工程師，研究生，主要從事給排水設計工作。

陳治宇（1990-），男，助理工程師，研究生，主要從事給排水工作。