Densadeg高密度澄清池在给水污泥处理中的应用

1 给水工程中污泥处理概况

　　给水处理中产生污泥的来源主要是净水厂中沉淀池的排泥及滤池的的反冲洗排水，在以往的净水厂中，对这部分污泥一般不进行处理而直接排放。这种污泥的成分以泥砂颗粒和絮凝剂的水解产物为主，虽然不含有毒物质，但直接排放会造成河床淤积和增加水体的浑浊度，并造成水资源的浪费。近年来，随着节水意识和环保意识的加强，国内水处理行业已开始对给水污泥进行处理。目前除新建的给水工程如石家庄润石水厂、北京第九水厂、保定市地表水厂、上海闵行水厂等设置了污泥处理工段外，一些已建水厂也开始进行改造工程，增设污泥处理构筑物，如天津自来水公司目前正在全市自来水厂中实施污泥处理工程。

2　保定市地表水厂概况

　　保定市地表水厂工程设计规模为日供水能力26万立方米，水源取自位于保定市西南部65公里处的西大洋水库，厂址位于市区建设南路东侧，采用常规净水处理工艺，并设有污泥处理构筑物，总占地约170亩，工程投资2.1亿元，其中利用瑞士政府混合贷款480万美元。本工程于1997年8月破土动工，2000年3月竣工，2000年6月1日并网投产送水。

　　保定市是全国主要缺水城市之一，水资源非常宝贵，因此节省水资源是本工程设计的主导思想之一。根据水厂的净水处理工艺，沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗排水总计约为8432m3／d。如果这部分水直接排放，不仅对环境产生污染，而且对水资源紧缺的保定市来说是极大的浪费。所以，该工程在净水工艺设计的同时，增设了生产废水回流及污泥机械处理设施。

　　保定市地表水厂工程污泥处理系统设计时，本着流程简单、自动化程度高、操作方便、占地少、投资省的原则，力求在污泥处理中采用新技术和新工艺，选择的污泥处理工艺流程图为：

3 Densadeg高密度澄清池

　　浓缩池是污泥处理成败的关键构筑物，由于以水库水为水源的给水处理厂产生的污泥不易浓缩，如采用传统的重力式污泥浓缩池，必须将浓缩池的表面负荷降得很低，造成浓缩池占地面积较大，且浓缩效果不好。故在该工程的设计中采用Densadeg高密度澄清池作为污泥浓缩池，以取代传统的重力式浓缩池。

　　Densadeg高密度澄清池，是一种高速一体式沉淀／浓缩池，是由法国德利满公司开发研制的，目前已在法国、瑞士等国家的许多给水厂和污水处理厂中应用。Densadeg高密度澄清池工艺基于以下五个机理：

　　●独特的一体化反应区设计；

　　●反应区到沉淀区较低的流速变化；

　　●沉淀区到反应区的污泥循环；

　　●采用有机絮凝剂；

　　●采用斜管沉淀布置。

　　由以上机理决定了Densadeg高密度澄清池具有的优点为：污泥循环提高了进泥的絮凝能力，使絮状物更均匀密实；斜管布置提高了沉淀效果，具有较高的沉淀速度，可达20 m／h；澄清水质量较高；对进水波动不敏感，并可承受较大范围的流量变化。

　　Densadeg高密度澄清池主要由混合区、反应区、沉淀/浓缩区组成，其型式参见下图。

　　Densadeg高密度澄清池各组成部分的作用为：

　　⑴ 混合区

　　混合区设有快速机械搅拌器，用以快速混合投加的絮凝剂，絮凝剂采用铝盐或铁盐。

　　⑵ 反应区

　　反应区内由搅拌区和推流式反应区组成一个串联反应单元。

　　搅拌区：在该区加入适量的助凝剂，采用螺旋式叶轮搅拌机进行均匀搅拌，同时通过污泥循环以达到最佳的固体浓度。助凝剂采用PAM。

　　推流式反应区：该区的作用是产生扫粒絮凝，以获得较大的絮状物，达到沉淀区内的快速沉淀。

　　⑶ 沉淀／浓缩区

　　为避免冲碎已形成的较大絮状物，已形成的絮状物通过一个较宽的进水口流到沉淀区。为取得更好的沉淀效果，在沉淀区内设置异向流斜管，并在集水区内的每个集水槽底部设有隔板，把斜管部分分成了几个单独的水力区，保证了在斜管下面的水力平衡。

　　在斜管的下部絮状物沉积和浓缩成上、下两层：

　　① 上层为循环污泥

　　Densadeg高密度澄清池的底部设有锥形泥斗，循环污泥从锥形泥斗上方由循环泵抽出，送至反应区前端。

　　② 下层为浓缩污泥

　　Densadeg高密度澄清池内设有浓缩刮泥机，将浓缩污泥刮入中心锥形斗，然后由污泥泵抽出，送至储泥池。污泥浓缩区设有USP10型超声波泥位控制开关，用来控制污泥泵的运行，保证浓缩污泥层在所控制的范围内，并保证浓缩池的正常工作。

　　经计算，保定市地表水厂每天产生的干污泥量为7800kg，排泥水平均污泥浓度约为0.1%，需处理污泥流量8432m3／d，采用一座沉淀面积为25m2的Densadeg高密度澄清池。

　　Densadeg高密度澄清池与传统重力式浓缩池比较如下表所示。

                   项目                             设计流量                     上升流速                沉淀区有效面积       浓缩池平面尺寸

Densadeg高密度澄清池            350m3／h                   14m／h                        25m2                  6.75m×11.7m

传统重力式浓缩池                      350m3／h                     1.1m／h                      325m2                 2×φ15m
                                                                               （固体负荷24kg／m2·d）

　　由上表可看出，Densadeg高密度澄清池的效率明显高于传统重力式浓缩池。

　　由于Densadeg高密度澄清池占地面积很小，故设计中将Densadeg高密度澄清池与助凝剂和絮凝剂的制备及投加装置、污泥脱水机合建在同一建筑物内。

4　运行效果

　　保定市地表水厂自投产以来已运行两年多，经水厂测试，Densadeg高密度澄清池运行参数如下：

　　●浓缩池进泥量：230m3／h～460m3／h

　　●浓缩池进泥浓度：0.086%

　　●快速混合区搅拌器转速：71rpm

　　● 絮凝剂投加量（PAC）：未投加

　　●絮凝反应区搅拌器转速：8.12rpm

　　●助凝剂投加量（PAM）：1.5ppm

　　●浓缩刮泥机转速：0.18rpm

　　●循环污泥量：15m3／h

　　●上清液浊度：≤2NTU（进泥量为230m3／h时）

　　 2～5NTU（进泥量为370～460m3／h时）

　　●浓缩池排泥含水率：97～98%

　　两年多的运行实践证明，Densadeg高密度澄清池运行稳定，效果良好，是一种理想的给水污泥处理浓缩池。