高效反應沉淀池用于污水處理廠提標改造工程

王 永 輝

(陽泉市污水處理廠，山西 陽泉 045000)

1 項目概況

陽泉市污水處理廠原設計二級處理工藝采用“AOC”工藝，深度處理工藝采用V形濾池直接過濾工藝，出水標準執(zhí)行GB 8978—1996污水綜合排放標準中的二級標準。隨著社會的發(fā)展，為滿足國家對城鎮(zhèn)污水排放的高要求，出水水質需達到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中的一級A標準，因此需要對原污水處理廠進行提標改造。由于受場地的制約，本次改造擬采用出水效果好、占地小的深度處理新工藝來去除TP，SS，BOD，達到設計出水水質。

2 設計水量及水質

本次污水處理廠提標改造主要針對二級生物處理及深度處理進行改造。污水經(jīng)過設計的二級生物處理單元(MBBR工藝)及沉淀池后，出水進入深度處理。

設計的深度處理進出水水質如表1所示。

污水處理廠規(guī)模Q=60 000 m3/d，綜合變化系數(shù)KZ=1.36。

平均日污水流量：Q=60 000 m3/d=2 500 m3/h=0.694 m3/s。

最高日最大時污水流量：Qmax=60 000/24×1.36=3 400 m3/h=0.944 m3/s。

表1 設計深度處理進、出水水質 mg/L

3 深度處理工藝比選

深度處理指對污水處理廠二級處理出水采用加藥、混凝、沉淀、過濾、消毒的處理過程，主要去除污水中TP，SS，BOD的處理工藝，具有投資省、維護管理、運行穩(wěn)定、簡便的優(yōu)點。充分發(fā)揮處理工藝除污染能力，是最經(jīng)濟、簡便的除污染方法。隨著水處理技術的發(fā)展，各種新型、高效的處理工藝凈水技術不斷涌現(xiàn)，優(yōu)化或強化了常規(guī)的處理的功能，提高了常規(guī)工藝的凈化效果。本工程新建混凝沉淀池、保留利用現(xiàn)狀V形濾池。設計方案對混凝沉淀池進行工藝比選。

1)混合。

混合是絮凝中最主要的環(huán)節(jié)之一。目前常采用的混合形式主要有管式混合、隔板混合、機械攪拌混合。

管式混合是主要采用靜態(tài)混合器，優(yōu)點是混合快速，安裝、維護簡單，運行費用低。但是混合效果一般，在管中易產(chǎn)生沉淀；隔板混合依靠水流產(chǎn)生紊流，以達到混合目的。該池型不需機械設備，但是對流量變化適應性差。機械攪拌混合主要依靠外部機械攪拌，使水流達到絮流狀態(tài)，它能適應各種流量變化，使藥劑迅速與水混合，可節(jié)約投藥量等。

2)反應。

絮凝效果的好壞取決于吸附架橋的連接能力和微小顆粒碰撞幾率，前者是由混凝劑的性質決定的，后者由設備的動力學條件決定的。目前反應池主要有折板反應池、孔室反應池、機械反應池等。孔室反應池優(yōu)點是結構簡單，但反應時間長，占地面積較大；折板反應池反應效果也好，但低溫、低濁期情況不宜采用，造價高；機械反應效果好、水頭損失小、反應時間短，具有節(jié)約占地、減少投資的優(yōu)點，但機械設備維護、管理比較復雜。

3)沉淀。

沉淀功能是水處理工藝中固液分離的最重要環(huán)節(jié)。常用的沉淀池型式有：平流沉淀池、斜管沉淀池、高效沉淀池等。平流沉淀池施工方便、運行穩(wěn)定、操作管理簡單，但有占地面積大；斜管沉淀池沉淀效率高，占地面積小，深度處理中應用較為廣泛。但是由于排泥面積只占沉淀面積的1/2左右，特別是在高濁期、低溫低濁期、加藥量控制失誤時，污泥沉降性能較差，造成了污泥堆積，從而減少斜管過水斷面，上升流速增加，進一步造成污泥堆積。

高效沉淀池的原理是在混合區(qū)內采用攪拌器的提升作用完成藥劑、原水快速凝聚反應，再通過葉輪提升至反應區(qū)進行慢速絮凝反應，形成較大的絮凝體后再進入斜管沉淀區(qū)進行泥水分離。通過集水槽收集澄清水進入后續(xù)處理構筑物，污泥經(jīng)刮泥機刮到泥斗中進行抽排。高效沉淀池是一種集混合、絮凝、沉淀/縮池為一體的構筑物，節(jié)約了占地，也強化了處理效果。因此本工程結合廠區(qū)占地的實際情況，采用高效反應沉淀池。

4 高效反應沉淀池設計

高效反應沉淀池通過設置在其內反應、沉淀對二級處理出水進行進一步的物理化學處理，有效去除污水中的BOD5,SS,TP等各種雜質。由反應、絮凝及斜管沉淀分離等反應單元組成，此構筑物從低速反應區(qū)到斜管沉淀分離區(qū)礬花能保持完整，產(chǎn)生的礬花質均密度高，在斜管中得到很好的沉淀。

工藝設計：

設計高效反應沉淀池2組，單組設計流量Qmax=0.472 m3/s，

變化系數(shù)KZ=1.3，其余設計參數(shù)如下：

機械混合時間1.5 min；速度梯度G=500 s-1；有效深度5.5。

反應池反應時間9.7 min；速度梯度G=133 s-1；有效水深6.8 m。

反應部分主要設備：

絮凝攪拌器2臺，槳葉直徑1 400，單機功率N=5.0 kW，變頻控制；

絮凝反應筒2套，直徑2 500。

濃縮池淀入口處流速0.014 5 m/s；清水區(qū)上升流速13 m/h。

濃縮池主要設備：

濃縮刮泥機1臺，直徑φ=13 m，外緣線速度1.5 m/s，電機功率N=1.5 kW；

污泥泵3臺(2用1備)，流量Qmax=62.5 m3/h，揚程H=20 m，功率N=3.5 kW。

斜管分離設計負荷15 m3/(m2·h)。

斜管內切圓直徑80 mm，斜長1 000 mm，安裝傾角60°，單組面積120 m2。

設計的反應高效沉淀單座平面尺寸14 m×22.3 m，工藝設計圖見圖1,圖2。

5 結論

該工程已經(jīng)建成投入運行1年多，運行狀況良好，出水水質優(yōu)于設計指標。需要注意的是要根據(jù)進水TP,SS指標來合理確定加藥量，避免加藥過度造成的浪費，也會導致斜管堵塞。要根據(jù)污泥界面儀顯示的指標及時排泥，使高效反應沉淀池功能達到充分發(fā)揮。