摘要: 通過(guò)對(duì)高密度沉淀池運(yùn)行指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，探討了高密度沉淀池運(yùn)行的合理工況。結(jié)果表明:可以用濁度快速估測(cè)混合區(qū)進(jìn)泥水濃度;加藥和回流都應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)區(qū)污泥的濃度進(jìn)行控制和調(diào)整; 高密度沉淀池的進(jìn)水流量對(duì)出水濁度影響較大，可以在保持處理干固量一定的情況下，盡量降低進(jìn)泥流量。

關(guān)鍵詞: 高密度沉淀池,運(yùn)行工況,排泥水,回流,沉淀

    天津市新開河水廠排泥水系統(tǒng)濃縮工藝中的高密度沉淀池( 以下簡(jiǎn)稱高密池) 由混合、反應(yīng)、濃縮/沉淀、外部污泥循環(huán)4 部分組成，單池設(shè)計(jì)最大進(jìn)泥量為960 m3/ h，設(shè)計(jì)進(jìn)泥濃度為2.0 g/L。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)泥濃度高于1. 5 g/L 時(shí)，高密池就會(huì)發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象。為了解決這一問題，筆者對(duì)高密池的各區(qū)域分別進(jìn)行了定時(shí)取樣監(jiān)測(cè)，以探求其最佳的運(yùn)行工況。

    1 高密度沉淀池的運(yùn)行控制

    1. 1 混合區(qū)

    經(jīng)過(guò)測(cè)定混合區(qū)的進(jìn)泥水濃度，發(fā)現(xiàn)儀表顯示的讀數(shù)失準(zhǔn)，雖然表值與實(shí)測(cè)值之間沒有確切的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，但實(shí)測(cè)濃度為儀表讀數(shù)的1. 5-2. 5倍，實(shí)測(cè)濃度的平均值為0. 74 g/L，明顯小于設(shè)計(jì)值2.0 g/L。這是因?yàn)樵诟呙艹貙?shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)泥水的濃度高于1. 5 g/L，高密池就會(huì)發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象，使出水濁度升高，對(duì)凈水工藝產(chǎn)生沖擊，所以在生產(chǎn)過(guò)程中人為縮短了凈水工藝中沉淀池的排泥周期，延長(zhǎng)了排泥歷時(shí)，使進(jìn)人高密池的排泥水濃度過(guò)低。較低的進(jìn)泥濃度不僅增加了污泥處理系統(tǒng)的流量負(fù)荷，還延長(zhǎng)了污泥在沉淀區(qū)的濃縮時(shí)間川，未能充分發(fā)揮高密池的效能。

    采用干燥箱恒溫烘重測(cè)量排泥水濃度的方法操作繁瑣，存在實(shí)用滯后問題，且當(dāng)進(jìn)水濃度低時(shí)，用烘干稱重的方法測(cè)得的濃度值失準(zhǔn)。通過(guò)多次試驗(yàn)，比較了采用烘干稱重和用濁度估測(cè)的方法測(cè)定排泥水濃度的數(shù)值，結(jié)果表明，在同一水質(zhì)期內(nèi)排泥水的性質(zhì)差別較小時(shí)，可以用濁度估測(cè)進(jìn)人高密池的排泥水濃度。

    1. 2 反應(yīng)區(qū)

    反應(yīng)區(qū)的污泥為來(lái)自混合區(qū)的排泥水與循環(huán)系統(tǒng)回流的高濃度濃縮污泥的混合污泥，其濃度可以根據(jù)進(jìn)泥水濃度和回流濃度計(jì)算得出。實(shí)際監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)反應(yīng)區(qū)污泥最高濃度可達(dá)3.5g/L，此時(shí)回流比和回流濃度都高，但此時(shí)投藥量仍然根據(jù)進(jìn)泥水濃度表值0. 74 g/L進(jìn)行投加，投加量為1. 0 g/L。由于投藥量不足，反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的絮體碎小，這種污泥顆粒的沉降性和濃縮性都不如大絮體顆粒。

    根據(jù)小試得到最佳投藥量為1. 3 %。(按混凝劑占污泥干重的比例) ，但是加藥量的不足卻未導(dǎo)致污泥上浮的發(fā)生，這是因?yàn)榇藭r(shí)的進(jìn)泥量?jī)H有300m3/ h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)最大流量960 m3/ h。在設(shè)計(jì)最大流量下的上升流速為17 . 8 m/h，而在300m3/ h的流量下的上升流速為5.56 m/耐h，使得顆粒有足夠的沉淀時(shí)間，而且布設(shè)在沉淀區(qū)上部的斜管還有較好的截留小絮體的作用。

    反應(yīng)區(qū)污泥濃度為3.5 g/L時(shí)高密池仍能正常運(yùn)行，這說(shuō)明高密池有處理高濃度進(jìn)泥水的能力，高于1.5g/L就會(huì)發(fā)生上浮的現(xiàn)象則可能是由于其他原因而并非高進(jìn)泥濃度造成的。

    靜水沉降中污泥濃度與高度成正比例，為了確定沉降比與反應(yīng)區(qū)污泥濃度的關(guān)系，多次取樣測(cè)定污泥沉降比，并與根據(jù)物料平衡算出的濃度值進(jìn)行線性回歸，結(jié)果表明兩者有良好的線性關(guān)系?？梢愿鶕?jù)沉降比估計(jì)反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥的濃度，從而進(jìn)行投藥量、回流比等指標(biāo)的調(diào)整。

    1. 3 外部污泥循環(huán)區(qū)

    污泥回流能加速礬花的生長(zhǎng)并增加礬花的密度，以維持均勻絮凝所要求的高污泥濃度。但是由于泥位變化的不穩(wěn)定和回流泵吸泥口附近對(duì)泥層的抽吸作用，回流污泥的濃度很不均勻，在0-28.7 g/L之間，且大多數(shù)情況下污泥濃度較低。

    實(shí)際運(yùn)行中的回流量始終為300m3/ h，并未考慮回流濃度和進(jìn)泥水濃度的大小。回流清水對(duì)反應(yīng)區(qū)的影響不大，只是使進(jìn)水濃度降低5%;但當(dāng)回流污泥濃度大時(shí)，進(jìn)水濃度會(huì)提高數(shù)倍，出現(xiàn)加藥不足導(dǎo)致絮體細(xì)小的情況。因此應(yīng)根據(jù)進(jìn)泥濃度、進(jìn)泥流量、回流的濃度適度調(diào)整回流量。

    回流濃度和泥床高度有關(guān)，當(dāng)回流污泥濃度大時(shí)說(shuō)明泥位較高，應(yīng)降低回流量，減緩沉淀區(qū)的泥層增高速度。也可據(jù)反應(yīng)區(qū)的沉降比來(lái)調(diào)節(jié)回流量，當(dāng)沉降比大( >15 ) 時(shí)，應(yīng)該降低回流量，這是因?yàn)榉磻?yīng)區(qū)污泥濃度足夠大，能保證絮凝效果，沒有必要再回流以增加濃度，也避免了藥劑的浪費(fèi)和泥層增高的加快。

    1. 4 沉淀區(qū)

    高密池底部刮泥機(jī)的連續(xù)刮掃促進(jìn)了沉淀區(qū)污泥的濃縮。斜板放置在沉淀池的頂部，用于去除殘留的礬花并產(chǎn)生水質(zhì)合格的出水。沉淀區(qū)的上清液回流到配水井，如果上清液濁度較高則會(huì)影響凈水工藝，同時(shí)也浪費(fèi)混凝劑川。

    經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，流量對(duì)出水濁度的影響較大，如表1 所示。

    試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在混合區(qū)投加FeC13與否，在流量較大的情況下，出水上清液濁度都較大;而在小進(jìn)水流量時(shí)，出水上清液濁度也較小。

    在監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)一次PAM投藥泵故障，共持續(xù)了5 h。在進(jìn)水流量為300m3/ h，進(jìn)泥濃度為0.6g/L時(shí)，高密池反應(yīng)區(qū)內(nèi)絮體非常小，但是出水的最大濁度為2.4 NTU。此外，在進(jìn)水實(shí)際濃度為0.5g/L，加藥系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，高密池沉淀區(qū)出現(xiàn)了局部上浮現(xiàn)象，而在上浮的前幾分鐘進(jìn)水流量由300m3/ h 突然升高到600m3/ h，可以斷定是流量沖擊造成的上浮。

    因此，流量對(duì)沉淀區(qū)的出水濁度影響較大，根據(jù)斯托克斯公式計(jì)算出0.5 mm的絮體其下沉速度為12.67g/h，遠(yuǎn)大于5.56g/而h(當(dāng)流量為300m3/ h時(shí)) 的上升流速。

    為了保證出水濁度，在適當(dāng)?shù)耐端幜肯聭?yīng)該控制進(jìn)水流量; 同時(shí)，為了防止污泥上浮現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該防止流量的突然變化。

    2 結(jié)論

    ① 可用濁度快速估測(cè)高密度沉淀池混合區(qū)進(jìn)泥水濃度，在同一水質(zhì)期內(nèi)兩個(gè)指標(biāo)有很好的線性關(guān)系。

    ② 回流比和回流濃度對(duì)進(jìn)水污泥濃度影響較大，應(yīng)嚴(yán)格控制回流過(guò)程，保證絮體的形成與沉淀。

    ③ 應(yīng)根據(jù)反應(yīng)區(qū)的污泥濃度調(diào)節(jié)加藥量，盡可能地降低藥耗并獲得較好的沉降絮體。

    ④ 實(shí)際操作中，可以用沉降比估計(jì)反應(yīng)區(qū)污泥的濃度，并以此調(diào)節(jié)投藥量和回流比。

    ⑤ 流量對(duì)出水濁度影響很大，應(yīng)盡量在合適的進(jìn)泥流量下工作。應(yīng)緩慢調(diào)整流量，以防止流量突變可能造成的上浮。