高密度沉淀池在市政給水處理中的應用

常來軍

（林同棪國際工程咨詢 （中國） 有限公司青島分公司，山東 青島 266000）

隨著城市化進程的加快，社會對于市政給水工程的安全穩定性提出了更高的要求，人們生活用水和工業用水不但要進行充足的供應，還要對其進行質量保證，高密度沉淀池技術應運而生。高密度沉淀池能夠不斷為市政給水處理提供可靠有效的處理方法，提升市政給水的品質，還能滿足人們的日常生活需要和社會發展需要。因此，對于高密度沉淀池的研究也是非常必要的，只有詳細了解其概念及運行特點，才能根據其運行規則進行充分利用，不斷提高市政給水的效率和質量，促進居民幸福感的提升。

1 高密度沉淀池的概念

高密度沉淀池是在市政給水處理中，對于來自池的流出物進行處理，首先將其流入反應槽，在加入凝結劑后，進行絮凝反應。然后引入用于排出污泥水的沉淀區。剩余的污泥在傾斜管中進行去除，一部分沉淀的污泥通過泥漿循環泵循環進入反應容器。通過這樣一套運行機制，對市政給水進行處理，提高供水水質，不斷實現市政給水效率的提高，保障人們的日常所需。其中，高密度沉淀池利用其自身的沉淀原理，將污泥進行沉淀，過濾掉水中的污染物，去除水中的雜質，從而保障市政給水的有序進行。因此，必須加強對高密度沉淀池的研究，加強其在市政給水處理中的應用，為社會的發展提供充足的供水支持。

2 高密度沉淀池的運行原理

2.1 混合區域

在高密度沉淀池的實際運行中，當泥水濃度過高時，污泥就會漂浮在高密度池中，這增加了污水的濁度，影響了水的凈化過程。因此，進入高密度沉淀池的污泥水越少，污泥濃度就越低，這不僅會增加污泥處理系統的流量，還會延長污泥在沉淀區的濃縮時間，從而無法充分發揮高密度水池效率。而進入高密度池的泥水濃度比較高時，泥漿循環泵應按時啟動，以調整混凝劑的用量。高密度污水濃度復雜，進水污泥濃度不確定，影響水質的凈化。

2.2 反應區

反應區中的污泥是來自混合區的泥漿水和來自循環系統的高濃度濃縮污泥的混合而成的污泥。在實際監測過程中，發現反應區中污泥濃度最高可達28%。由于給料不足，反應中產生的絮凝物區域很小，污泥顆粒的沉降和濃度不如大的植絨顆粒那么好。這表明高密度池具有處理高濃度污泥水的能力， 能夠進行良好的污水處理。從能量平衡計算來看，二者具有良好的線性關系。可以基于沉降比進行調節劑量，利用回流比以估算反應區中的污泥濃度。如果污泥水濃度高于28%，則用量不足，污泥顆粒的沉降和濃度處理就不順利。

2.3 污泥回流循環

由于泥漿水平的不穩定性和吸水泵的吸力影響，回流泥漿的濃度非常不均勻，在0%～28%之間，在大多數情況下泥漿濃度很低。但是，如果回流污泥濃度大，則流入濃度會增加很多倍，并且由于準備不充分，絮凝會很低。因此，應根據流入的污泥濃度，流入的污泥流速和回流濃度適度調節回流。回流濃度取決于污泥床的高度，回流也可以根據反應區的沉降比進行調整，如果沉降速率很大，則應減少回流。

3 高密度沉淀池工藝

利用高密度沉淀池進行市政給水處理，是非常有效的方法，能夠提高污水處理的效果。利用絮凝劑 （PAM-聚丙烯酰胺） 進行絮凝反應，絮凝反應在帶有螺旋槳混合器的排水管中進行，在混合器的絮凝反應之后將水帶入過渡區以減緩絮凝以防形成大的絮凝物，然后進入傾斜的管狀沉降區以進行污泥水分離。澄清的水被傾斜的管道分開，并在隨后的結構中在貯槽處收集，將上部濃縮污泥與原水混合以維持螺桿泵的再循環。在最佳固體濃度下，剩余的污泥被排放到螺桿泵的底部，以便在污泥處理結構中進行處理。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

4 高密度沉淀池在市政污水處理中的應用過程

首先，使用特殊的絮凝反應器設計，通過使用螺旋槳混合器和下部進口套管，原水可以在套管內有效快速地絮凝，同時套管外的水體可以被絮凝，進行活塞流動，繼續緩慢運行以確保在絮凝區獲得大量均勻的高密度薄片。

第二，假設從絮凝區到歪斜管沉降區的剪切流轉變，并且水流速進一步降低，從而避免在攪拌過程中絮凝物的絮凝，從而確保大顆粒絮凝物有效地進入歪斜管沉淀區，進一步確保污泥分離效率。

第三，使用從污泥濃縮區到絮凝區的受控外部污泥回收系統。一方面，回流污泥起到凝結劑的作用，積極改善絮狀結構，促進粗糙和致密的粗糙和松散的絮凝物的分離。另一方面，沉降區中絮凝物的沉降性能可用于通過螺桿漿料泵精確控制污泥回流，并通過確定最佳污泥回流比來確保凝結效果。

第四，凝結劑 （PAC聚氯化鋁） 和合成有機聚合物絮凝劑 （PAM-聚丙烯酰胺） 的組合。絮凝反應可以產生更大的絮凝物并改善絮凝作用，提高市政給水處理的效果，實現水質的提升。

第五，絮凝物進入傾斜管的傾斜區域之后，流速減慢，使得沉降區中的大部分懸浮固體沉淀。沉降的污泥在污泥濃縮區的污泥收集坑中連續濃縮，由于泥漿濃度區較大且濃縮時間較長，排出泥漿的固體含量可達3%～14%，從而減少了水廠的建設，對于供水效率具有很大的提升，同時對于污泥的處理也是有利的。

第六，使用傾斜管沉降區分離污泥和水，向上傾斜的管有效地使淬火沉淀區中的水中的絮凝物凝結，同時使用澄清的水收集罐底部的垂直板來水力分配傾斜的管區以改善水的分配狀況。在這種情況下，避免短路水流并削弱沉淀效果。在正常情況下，傾斜管沉淀區的上升流速可達20～30 m/h（5.6～8.3 mm/s）。

5 結語

總而言之，對于市政給水處理來說，高密度沉淀池沉降效率高、單位面積產水量大、抗沖擊性高并且效果穩定，能夠對市政給水的水質和水量進行保證，從而為居民生活用水和工業用水提供堅實的保障。隨著高密度沉淀池在小區域內和污水處理方面的功能受到人們的關注和重視，其將廣泛用于市政給水處理，最大限度地保障社會秩序的良好運行，保障人們的日常生活和工作需要。因此，要加強對高密度沉淀池的研究，不斷促進其在市政給水處理中的應用，提高市政給水的效率，提升供水品質，使人們生活的幸福感得到提升。