某藥廠污水處理系統(tǒng)沉淀池改造研究探討

劉靜曉牛勇唐勇

（1.上海凈邦建筑工程有限公司，上海 200331；2.蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司，蘭州 730046；3.中國中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，成都 610031）

某藥廠污水處理系統(tǒng)沉淀池改造研究探討

劉靜曉1牛勇2唐勇3

（1.上海凈邦建筑工程有限公司，上海 200331；2.蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司，蘭州 730046；3.中國中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，成都 610031）

對某藥廠因產(chǎn)能擴大導(dǎo)致出水量增加，沉淀池改造問題進行了分析，提出了解決方案，根據(jù)提出的解決方案分別試驗其實際效果，選出了改平流沉淀池為斜板沉淀池的方法作為改進方法，計算出了適應(yīng)本項目需要的斜板傾角等參數(shù)，提出了平流沉淀池改斜板沉淀池的注意事項。

沉淀池；斜板；去除率；沉速

在水處理工藝中，當(dāng)顆粒的密度大于水的密度時，則顆粒下沉，水中懸浮顆粒在重力作用下，從水中分離出來的過程稱為沉淀。經(jīng)混合、絮凝后，水中懸浮顆粒已形成粒徑較大的絮凝體，需在沉淀（或澄清）構(gòu)筑物中分離出來。在重力作用下，懸浮顆粒從水中分離出來的構(gòu)筑物是沉淀池。不同形式的沉淀池分離懸浮物的原理相同，但構(gòu)造有一定差別。目前，使用最多的沉淀池是平流式沉淀池，其性能穩(wěn)定、去除率高，是我國應(yīng)用較早、使用最廣的泥水分離構(gòu)筑物，但隨著時間的推移和工藝的發(fā)展，原有的沉淀池逐漸不能滿足要求，需要根據(jù)新的需求進行改造。

1 沉淀池改造問題的提出

某藥廠位于蘭州市，主要產(chǎn)品為乙酰甘草次酸，作為食品、藥品的添加劑，具有不錯的經(jīng)濟效益，所以在2013年，廠里決定擴大生產(chǎn)規(guī)模，新上馬了一條次酸生產(chǎn)線和一條二甲鹽生產(chǎn)線，隨著產(chǎn)量的提高，相應(yīng)的廢水排放量也隨之增大，原有的廢水處理系統(tǒng)無法滿足要求，廠里要求在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，在保證出水能滿足環(huán)保要求的前提下，以盡量少改動和少增加投資為條件，提高廢水處理能力，根據(jù)工藝生產(chǎn)規(guī)律和廢水水質(zhì)，專門組織技術(shù)力量對此問題進行了分析、解決，對污水處理系統(tǒng)進行了改造。

2 現(xiàn)場情況調(diào)查及問題解決

通過與現(xiàn)場生產(chǎn)車間和廠里實驗室溝通，得知原廢水水量為16.3 m3/h，pH值約3.5，COD 160左右，SS約500，主要成分中冰醋酸20%，硫酸少許，其余成分包含蔗糖、色素、水，無其他懸浮物，溶液呈酸性，在調(diào)節(jié)池中加堿處理，經(jīng)平流沉淀池沉淀后至型槽集水排除。

原有系統(tǒng)調(diào)節(jié)池一個，平流沉淀池兩個，所加藥劑為生石灰，平流沉淀池設(shè)有刮板刮泥，沉淀池尺寸為15 m×3 m×2 m，有效水深1.5 m，有效去除效率在65 % ～70%，出水水質(zhì)COD、SS等均能滿足市政排放要求[1]。

擴容后，廢水水量增至24.3 m3/h，除pH值變?yōu)?.8外，其余指標基本無變化。根據(jù)現(xiàn)場實際情況和少改動少增加投資的要求，提出了三條改造方案：

（1）過濾，考慮到增加水量與原有水量相比增加不多，多數(shù)顆粒還是可以在沉淀池中去除的，為達到出水水質(zhì)，只要再將現(xiàn)有出水稍作處理即可，所以建議在末端出水增加一道過濾，以壓濾機過濾濾布為過濾材料[2]。

（2）改平流沉淀池為斜板沉淀池，增加隔板，提高污水處理能力，但相對于過濾的方法改造稍多，初期投資較大。

（3）改投其他絮凝劑，減少絮凝產(chǎn)物量，一次投資少，運行費用會稍高，不需改造。根據(jù)提出的三條建議，又分別進行了分析和試驗。

3 模擬模型的建立和計算處理

采用過濾方法發(fā)現(xiàn)在運行半小時后，濾布已出現(xiàn)嚴重堵塞，出水量急劇減少，更換目數(shù)較少的濾布并不能緩解此情況發(fā)生，根據(jù)現(xiàn)場情況可知主要原因為懸浮物在濾布表面形成了一層泥膜，且此泥膜較穩(wěn)定，不易清除，如果采用此方法則需頻繁更換濾布，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，無法滿足要求。

采用斜板沉淀池后，出水水質(zhì)較好且水質(zhì)穩(wěn)定，但運行一段時間后發(fā)現(xiàn)沉積物在斜板上形成泥膜，導(dǎo)致出水水質(zhì)變差，且有逐漸堵塞趨勢，因斜板布置在沉淀池中，且間距較小，污泥不易清理，無法完全滿足要求。

投加絮凝劑分別試驗了鐵鹽、鋁鹽和高分子聚合物，因需先調(diào)節(jié)pH，還要投加部分氫氧化鈉，投加后絮凝物均為明顯減少，而投資顯著增加，無法滿足要求。

充分分析三種方法的優(yōu)缺點后，大家一致認為采用斜板沉淀池有一定效果，應(yīng)該可以改進后使用，做分析如下：

懸浮顆粒在斜板中的運動軌跡如圖1所示?？梢钥闯?，在沉淀池尺寸一定時，斜板間距d愈小，斜板數(shù)愈多，總沉淀面積愈大。斜板傾角θ愈小，越接近水平分隔的多層沉淀池。斜板間軸向流速Vo和斜板出口水流上升流速Vs有如下關(guān)系：

斜板中軸向流速Vo、截面流速Uo和斜板的構(gòu)造的幾何關(guān)系見圖2。

圖1 懸浮顆粒在斜板中的運動軌跡Fig.1 The suspended solids in the tilted plate movement

圖2 軸向、截面流速和斜板構(gòu)造的幾何關(guān)系Fig.2 Axial, velocity of cross section and tilted plate tectonic geometry relationship

圖中 Vo—斜板間軸向流速，mm/s；

Vs—斜板出口上升流速，mm/s；

U—懸浮顆粒下沉流速，mm/s；

d—斜板間距，mm/s；

θ—斜板傾角。

也就是說，斜板沉淀池截流速度Uo等于處理流量Q與斜板投影面積、沉淀池面積之和的比值[3,4]。因本項目所需增加的沉淀面積并不多，所以可以減少斜板數(shù)量，并將斜板傾角變大，考慮到采用斜板主要的問題是沉泥無法排除，可將逆流改為順流，通過犧牲部分去除率來保證污泥清除。

按照設(shè)想改動后，出水水質(zhì)完全滿足要求，通過實驗室測定，總?cè)コ蔬_到91.6 %，COD出水為70，SS 95左右，斜板沉積污泥在水流和傾角作用下滑至池底，無明顯沉積現(xiàn)象，目前運行兩個月左右尚未需要集中清理。

4 實際應(yīng)用

在二十世紀八九十年代建的給水、排水沉淀池基本都是平流沉淀池，好多目前還在應(yīng)用，而因產(chǎn)品變化、產(chǎn)能增加、水質(zhì)變化等原因，越來越多的沉淀池已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要。尤其藥廠、電子廠這些對水質(zhì)要求較高的行業(yè)，為了后續(xù)生產(chǎn)純水、注射水、高純水，需要對給水先進行嚴格的預(yù)處理，而絮凝沉淀處理則是一種大眾的做法，如果新建沉淀池，不但會增加投資，而且會增加占地，而用斜板沉淀池則能充分利用原有設(shè)施，減少投資。

5 結(jié)束語

斜板傾角越小，則沉淀面積越大，截留速度越小，沉淀效率越高，但排泥不暢，根據(jù)我們的實驗結(jié)果，傾角在60 °時基本不會產(chǎn)生沉泥附著在斜板上的現(xiàn)象。斜板長度也和沉淀面積有關(guān)，但長度太長則會增加沉淀池深度，且沉淀效果提高很少，所以斜板長度也不宜過長?？傮w說來，平流沉淀池改為斜板沉淀池是可行的，但是也要根據(jù)不同項目的不同特點，不同要求分析解決，是去除效率優(yōu)先還是防止污泥沉積優(yōu)先，是采用上向流還是采用同向流或是側(cè)向流，都要因時因地不同，分別分析解決。

[1] 北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心[M].三廢處理工程技術(shù)手冊（廢水卷）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2] 上海市政工程設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊（第三冊）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007 .

[3] 高廷耀、顧國維，等.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社、1999.

[4] 嚴煦世，范瑾初.給水工程（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

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Study and Discussion of Reform of Sedimentation Tank in Waste Water Treatment System for Pharmaceutical Plant

Liu Jingxiao1, Niu Yong2, Tang Yong3
（1.Shanghai JB Construction Engineering Co., Ltd, Shanghai, 200333; 2.Lanzhou Institute of Biological Products Co., Ltd.Lanzhou, Gansu, 730046; 3.China Railway Eryuan Engineering Group Ltd.Chengdu, Sichuan, 610031）

The water discharge in one plant became larger in view of expansion of production capacity.The problem in the reform of sedimentation tank was analyzed, and then some solving measures were proposed.With these measures the tests were carried out so as to check their effects, from which the scheme of using tilted plate to replace flat plate in tank was selected.The proper tilt angle was calculated, and the notices in the reform with replace of titled plate to flat one were presented.

sedimentation tank; tilted plate; removing rate; settling rate

X 703

：A

：2095-817X（2015）04-0023-003

2015-05-13

劉靜曉（1979—），男，高級工程師，主要從事化工與醫(yī)藥給排水工程設(shè)計和項目管理工作。