工业设计论文--高密度澄清池的运行要点分析

田靓
摘要 本文工业设计论文结合武钢北湖排口废水闭环利用工程，对钢铁企业总排口废水处理工程中的常用处理构筑物——高密度澄清池的运行要点进行了较为详细的分析，为类似工程的运行操作提供参考。
关键词 高密度澄清池 外部泥渣回流 总排口 运行

1论文概述
武钢北湖总排口废水闭环利用工程是武钢第一个污废水再利用工程，设计平均日处理能力19.2万吨，其中工业设计核心技术采用的是法国得利满开发的高密度澄清池系统，目前该系统在钢铁企业总排口的废水处理中也得到有效的应用。高密度澄清池是带有高浓度回流泥渣的澄清技术，一种采用斜管沉淀及污泥循环方式的高速高效澄清池，故亦简称为高密池。
高密度澄清池有三种类型，分别为RL型高密度澄清池（多用于生活用水处理工艺,及生活污水处理工艺），RP型高密度澄清池(只用于滤池冲冼废水带排放上清液的浓缩等特殊浓缩要求的工艺),RPL型高密度澄清池（多用于城市污水处理工艺、工业污水处理工艺）。①
本工程的高密度澄清池为RPL型，共6座，单池处理流量1387m3／h，沉淀池总面积190m2，斜管面积118m2，斜管上升流速11.8m／h。

1.1 工艺简介
高密度澄清池工艺基于以下5个机理：②
（1）独特的一体化反应区设计；
（2）反应区到沉淀区较低的流速变化；
（3）沉淀区到反应区的污泥循环；
（4）采用有机絮凝剂；采用斜管沉淀布置。
高密度澄清池主要由反应区、沉淀+ 浓缩区以及斜管分离区组成。
1.2 高密度澄清池结构简图

1.3 工艺流程
由于是钢铁企业总排口的废水处理，设计投加了混凝剂、絮凝剂和石灰。原水先流入反应池中，在该池中进行絮凝反应和暂时硬度的去除，然后进入沉淀区进行泥水分离，残留的矾花在斜管中去除，最终产生的合格出水由澄清水槽排出，进行后续处理。部分沉淀的污泥通过外置污泥泵送回到反应池，在沉淀区的底部收集浓缩后的剩余污泥，通过另一组污泥泵输送至储泥池。

2 高密度澄清池的运行要点
2.1 快速搅拌池
原水首先流入快速搅拌池，与石灰和聚合硫酸铁接触后进行软化和混凝。快速搅拌器将连续运行，以避免矾花沉淀并协同软化和混凝。设计一台投加泵将聚合混凝剂投加到快速搅拌池，另一台投加泵将石灰投加到该池的进水渠道入口，药剂投加泵通过变频器按照进水的流量及混凝效果各控制参数来确定。
2.2 反应池
在高密度澄清系统中，反应池这一环节是非常重要的部分，因为是概念上整体化的絮凝，它决定后续处理的效果。
2.2.1 聚合物投加
本工程PAM投加量取决于原水中悬浮固体物的性质和浓度以及软化药剂的影响，须通过化验浓度更高的进水来确定。实践中参数的控制主要是絮凝记录、沉淀速度和污泥量三个方面。
制备单元的浓度由操作人员调节。投加点上聚合物的浓度须稀释到大约0.1g/l左右，以实现最好的絮凝效果。
2.2.2 反应池搅拌器速度控制
搅拌器的转速及线速度设定，要确保聚合物搅拌充足和絮凝良好。如果转速过高，矾花就有被打碎的危险。转速过低又会影响絮凝效果。
实践中当水温变低或絮凝比较困难时，可提高搅拌器转速；当因原水特性有大的改变或者药剂投加的改变，使矾花变得易碎时，降低搅拌器的转速。当处理水量低，导流筒中的水流变得不对称时，也要降低搅拌器转速。
2.2.3 反应池中污泥的百分比
（1）回流污泥比率的控制原则
污泥在1升的带有刻度的量筒中沉淀10分钟后，泥层的高度即污泥的百分比（以%表示）。刻度量筒中的沉淀污泥量应该是30~150ml，也就是说，性能良好的泥层的百分比一般在3%和15%之间。需要有足够的污泥，但也不可过多，否则就会超出固体负荷的限制，泥床有上升的危险。
好的污泥回流能达到5% ~ 10%的污泥百分比。
（2）污泥回流调节
改变回流泵的流量，可以调节污泥的百分比，最佳的调节是在流量最大的情况下完成的。污泥比率超过15%，减小回流泵的流量，如果泥床升高了，那么就降低预设的百分比值（减少回流泵流量）。
当回流污泥的百分比值得到满足时，那么不管原水流量如何，回流泵的调整值均可以保证高密度澄清池以悬浮污泥的流态工作。反应池中污泥的百分比值因此在低于进口流量时会逐步升高。
2.3 排泥
2.3.1物料平衡
原水中所有的悬浮物及软化反应产生的沉淀物都将在高密度澄清池中去除。
进入：流量QA，(体积Vi)； 浓度CA
排出：污泥排放和产出净水：平均出水流量 QE，体积 VE，浓度 CE；排泥流量 QET，体积VET，浓度CET

2.3.2 计算公式
Vi * CA = VET * CET + VE * CE  Vi * CA = VE * CE  VE = CA/CE * Vi (m3/day)
or或：
QA * CA = QET * CET + VE * CE  QA * CA = VE * CE  VE = CA/CE * QA (m3/h)
2.3.3 排泥的调节
排泥的目的在于通过进口和出口的物料平衡来维持泥床的最佳液位。
如果排泥可以做到与原水流量成正比，那么，每个排泥期间tE（s）可以在每流过原水Vi（m3）后开始。
固定排泥时间tE（s），以保证泥床液位的稳定性。如果出现泥床高液位或高密度澄清池刮泥机的第一个力矩报警，那就应该提高排泥的频率和加大泵的工作时间。
2.4 高密度澄清池刮泥机
刮泥机的转速必须能够把污泥送到漏斗底部，但是该转速不能过高，以避免破坏矾花。
高密度澄清池底部的污泥浓度过高，会导致高密度澄清池刮泥机的第二个力矩报警，该刮泥机将自动跳闸。
刮泥机的第一个力矩报警将自动控制额外排泥中的排泥泵开启。
2.5 高密池的日常检查
需要检查的主要参数：原水质量，药耗，反应池污泥百分比（回流），泥位（排泥），斜管下是否有污泥，澄清水质量，排泥浓度等。
2.6 运行中的维护
为配合运行须进行日常维护的工作。
2.6.1 目视检查水面
目视检查水面、集渣槽、集水槽，如有必要，进行冲洗。
2.6.2 部分放空和斜管清洗
按照要求，对系统进行部分放空并清洗斜管；对系统进行水力隔离；对设备进行电气锁定，切断保险；将水面放至斜管以下；由通道进入结构；使用水枪冲洗斜管，限制水压并保持水温低于60℃以免损坏斜管。
2.6.3 全部放空进入池底
对系统进行水力隔离；对设备进行电气锁定，切断保险；系统放空；由通道进入结构；操作人员必须使用固定牢固的梯子进入池子，使用防护服和安全用具并系好安全带。
2.7 运行日志
运行期间所有发生的事件和突发状况均应作记录。强调更新日志的重要性，因为这样可有助于我们就所发生的事件提出建议，所以日志必须详细的记录。
论文结束语：运行日志还应包括：日期，原水特性，药剂的投加浓度，设备运行参数（频率、转速等）的设定，各泥位和液位的报警设定，各区域的污泥的浓度，澄清出水的流量及理化参数，设备的工作状况，沉淀后水的特性等。

参考文献
1 李春民.高密度澄清池在邯钢第二污水处理厂的应用.冶金动力，2006.116(4):58~59
2谢钦.高密度澄清池工艺简介.给水排水，2006.32(增刊):38~39