高效沉淀池在污水處理中的應用研究

潘曉靜

（北京首鋼股份有限公司，河北 遷安 064404）

1 緒論

最近幾年來，我們國家對環境保護工作的重視程度越來越高，同時也提高了環境保護力度，尤其是對各個行業廢水排放也加大了重視程度。除此之外，還更新了污水排放標準，同時還對COD 含量進行了重新界定，為了更加科學、高效的解決污水處理有關問題，需要對工藝流程進行不斷改進，并且引用先進科學的技術。高密度沉淀池對于廢水處理工作具有積極的影響意義。隨著水資源短缺情況的日益加劇，需水量的逐漸加大，在未來水資源不足現象有可能會更加嚴重，而且長時間污染預計會給更多的水體帶去嚴重不良影響。在地中海地區，由于在同一時間出現低降水、高蒸發、農田水利灌溉以及旅游需求的增加，有些國家已經出現了水需求與供應不平衡的現象，尤其以夏季最為明顯。水資源規劃、管理以及優化成為了當下環境保護的重中之重。在此種情況下誕生了很多新型工藝，例如高效沉淀池技術[1]。

2 高效沉淀池在污水處理中發揮的重要作用及其工作原理

2.1 高效沉淀池所具有的重要作用

現階段，水資源短缺情況日漸嚴重。出現此等現象的原因主要有兩個方面。一方面是水資源被有些新的持久性污染物所污染；另一方面，由于人們生活質量的不斷提高，對水資源的需求量越來越大。干旱少雨以及高蒸發量加重了農田水利灌溉與其他用水行業的水資源不足的現狀，尤其是在烈日炎炎的夏季。因此，對廢水提出了處理再利用的要求。雖然常用的二次處理能夠去除廢水中近一半的色度，高達80%多的 BOD 含量以及接近百分之百的化學需氧量(COD)，但是此種方法在去除氨氮與磷元素方面效果不是很好。另外，現有的二次處理很難將水中含有的硬質降解有機污染物進行有效去除，導致二次污水無法滿足市政污水處理廠對于污染物排放標準中要求的一級標準一級城市廢水回收利用要求。借助常規生物方法通過對生物進行強化以此來達到養分與磷去除的目的，通過這一方法使得有機化合物、總氮與氨等得含量達到一級標準要求，但是SS與磷總含量仍舊無法滿足排放標準要求。為此，應該利用科學的物理化學工藝對二次廢水進行處理，達到懸浮固體與總磷有效去除的目的，真正做到安穩、標準排放的效果。

普遍使用的處理工藝主要在比較成熟的混凝沉淀——過濾上。通過使用此種工藝，能夠有效改善原水的渾濁程度、色度以及其它感官指標，同時還能對不同種類的高分子有機物與重金屬進行去除。然而，造成城市污水二次排放濁度較高的原因主要是因為處理時膠體與動物浮游物的濃度不高，促使其無法在凝結過程中形成沉降性較好的絮凝物，為此應該在此過程中使用絮凝劑。經過處理后的水資源適應性會降低。由于經常使用的二級處理與高級處理無法實現對廢水進行鑒定，基于此法國一家技術公司研制出了先進高效的沉淀池。高效沉淀池集凝結、沉淀與富集過程于一體，主要分為緩和去、反應區與沉淀/富集區。通過使用高分子絮凝劑PAM，能夠產生沉降性能較好的絮凝物，并且還能提高對SS、COD以及TP的處理效果。此種廢水處理具有過程緊湊、高效以及靈活性高等特點，能夠廣泛用于工業、生活污水、飲用水以及雨水的處理。另外，處理以后的水質還可以，所以，這種新型水處理技術得到了國外很多國家的青睞。常規處理工藝由于不具備高效沉淀池所擁有的優勢，更多的是應用在生活污水處理中。

2.2 高效沉淀池工作原理

為了確保污水處理廠經過高效沉淀池處理過后的廢水各項濃度可以達到排放標準要求，應在工藝流程中增加絮凝沉淀池。基于高效沉淀池具備處理效率高、處理效果顯著、適應性極佳、占地面積小、添加藥量小以及有機物處理率較高等優勢，常用于污水處理廠深度處理過程中。

高效沉淀池的應用原理是將混凝劑投入到原水中，利用攪拌器具在混合槽中通過對速度與梯度進行嚴格控制實現攪拌，促使混凝劑與原水實現快速融合。高效沉淀池主要由兩部分組成，即絮凝池與沉淀池，其中在絮凝池中投入一定劑量的絮凝劑。儲罐中安裝的渦輪式混合器能夠實現多個循環攪拌，同時對水中的一些懸浮固體實現剪切，并會重新組合成容易沉淀的大塊狀絮凝物。借助隔板的相應作用又將沉淀池分為預沉淀區與傾斜管沉淀區。在預沉淀區中，易沉降的絮凝物會快速完成沉降，后續能夠沉降與難于沉降的絮狀物會被斜管攔截，從而完成了高質量廢水的處理工作，經過沉淀池上部完成收集與排放操作。與原來的沉淀池比較，高效沉淀池具備以下優點：①高表面負荷。利用污泥循環與斜管沉淀方法明顯高于原有的沉淀池。②污泥濃度相對較高。新型沉淀池處理過后的污泥含量更高，不用另外建造污泥濃縮池。③經過處理后的污水質量更高。由于新型沉淀池使用了獨特的工藝設計方法，高效沉淀池因為形成的絮凝物比較大，能夠成功將膠體物質捕獲，同時還能夠最大限度的降低水中污染物含量，出水質量更高。高效的沉淀池最大的優點在于它具有高效的污泥循環功能與一定的排污能力。在污泥進行循環的過程中有些污泥會從沉淀池回到絮凝池的中央反應管中，在此過程中需要對污泥循環速度進行有效控制，以此來確保反應管內的污泥負荷滿足絮凝要求。一般情況下，污泥循環速率會介于5%到10%之間。排污過程中刮板帶有的刮壁均必須要配置鋼犁與垂直支柱。這樣刮板在對污泥持續進行刮除的同時，還能夠對污泥進行濃縮以達到增加固體含量的目的。由此可見，高效的沉淀池具有高加工效率、更少的占地實用面積、更加顯著的經濟效益，高質量的出水水質以及很好的社會效益;，并且還具備很強的耐沖擊性，適用水質寬泛；輔助設備相對較少，操作簡便以及維護方便等優點。

3 高效沉淀池的應用分析及優缺點

3.1 高效沉淀池在污水處理中的應用

周強[2]通過使用高密度沉淀池對水庫中的水體進行處理，同時對處理技術進行了相應的改造分析。在改造之后發現，沉淀廢水的出水水質得到了顯著提高，然后又將濾池的反沖時長由以前的30小時改成了36小時，在節能減排方面也取得了很好的效果。此種類型的沉淀池屬于比較高效的一種水處理結構，具備絮凝、沉淀以及污泥濃縮功能，十分適合對北方水庫中沉積已久的溫度低渾濁度低的水體進行處理。對其進行設計與應用的過程中，需要對配水均勻性、混凝劑與助凝劑的用量用法、斜管沉淀區水平安裝的均勻性與污泥回輸參數的選擇進行高度重視。以上因素對高密度沉淀池的正常工作具有一定影響。羅超等[3]針對某個污水處理廠實施了提標改造，將新建造的高密度沉淀池與濾布濾池用于開展深度處理工作，促使出水質量能夠保持在相關標準中的一級A標準，有些指標甚至超過一級A標準。新型沉淀池被污水處理廠當成標準審計工程作為重點的單元之一。對于污水中的懸浮顆粒物與總磷的去除具有明顯效果。與此同時，它還能夠借助核吸附的方式對污水中的NH3－N 含量進行有效減弱。高密度沉淀池若想發揮出更好的效果還應該合理投入一定劑量的混凝劑與助凝劑，并結合污水處理的實際情況添加少量 PAM，避免延長濾布過濾池在反沖洗過程中的時間。PAC 加藥的過程中還需要根據污泥回流比例與MLSS一同進行控制，以達到強化絮凝沉淀作用的目的，以此來實現對污泥的及時高效回收，從而降低污泥發生不均勻排放的幾率，促使高密度沉淀池達到極佳的運行狀態。王雅麗等[4]在工業污水處理中使用高效沉淀池發現，高密度沉淀池對于處于鋼鐵廢水同樣具有良好的處理效果。然而，就目前國內整個鋼鐵行業來看，鋼鐵廢水以及其它污染物的排放量令人愕然，其中廢物含量相對較高。僅僅依靠高密度沉淀池進行處理是遠遠不夠的。為此，在對污水進行處理的過程中，必須將高密度沉淀池和不同種類的過濾設施進行有機聯合使用，一同對其開展深度清潔處理工作，以此來實現深度處理與成本節約的根本目的。高效沉淀池同樣適用于對中藥廢水進行處理，并且也呈現出了很不錯的處理效果。在此過程中，還能很好的對泥水分離難題進行解決，在一定程度上加強了應用的可行性與處理成效，同時擴大了適用范圍。高效沉淀池在現有裝置上對其內部構建與幾乎實行了改善，并且研發除了更加科學先進的沉降技術，此項技術兼備污泥水分離與濃縮作用[5]。它為各個行業在后續水處理技術選擇方面提供了很多參考意見，同時在助力企業創新技術層面上發揮了積極的示范作用。

3.2 高效沉淀池在污水處理過程中的改進

盡管高效沉淀池對于污水處理具有很好的效果，但是仍舊存在一些問題以及需要完善的地方。例如，在留住高密度沉淀池污泥的基礎上，生化處理系統中剩下的部分污泥其中一些充當外部回流污泥回到高密度沉淀池的前混合區。在此過程中能夠確保高密度沉淀池回流的濃縮污泥通常為2%至6%之間。在保證總回流率低于6%基礎上，生化系統遺留下來的部分污泥胡六道混合區，將這部分污泥和高密度沉淀池中的濃縮污泥投如凝結劑( 即鐵鹽) 、PAM、石灰與原水混合。剩下來的活性污泥具備非常強的吸附性能與與沉降性能，同時對原水中的SS與有機物也具備一定的吸附功能。并且對混合區投入混凝劑、PAM以及石灰，目的是讓其對污泥特性進行良好調節。常規一級沉淀池中污泥的含水量一般為95%至97%之間，生化池中遺留下倆的污泥含水量為99%及其以上，而高密度沉淀池中污泥的含水量為沉淀池最低約為85%。進入到高密度沉淀池的一些生物污泥其含水量高達90%至94%之間，這些會直接進入到污泥脫水系統中，縮小污泥濃縮池面積的同時還應該有效降低生化池剩余污泥投資成本；高密度沉淀池的后攪拌區使用空氣攪拌取代傳統的槳式攪拌方式。改進模式能夠在后混合罐中安裝曝氣管，同時借助工廠已經安裝好的空氣管道為其提供空氣以此來完成混合操作。與機械攪拌進行比較，刺種方法除固硫之外，還有很好的節能作用。

4 結論

綜上所述，對于高密度沉淀池我們能夠得出以下結論：第一，高效沉降技術對于處理污水中的SS、TP以及COD具有顯著效果，擁有高達80%左右的去除率，去除效果相對穩定。但是去除TN的效果不是很理想；第二，回流污泥會對沉淀池的正常運行產生極大影響；第三，利用高效沉淀池能對無水泥粒徑為12μm及其以上的顆粒物質具有近100%的去除率，針對于粒徑為3μm～12μm之間的顆粒物也能做到部分去除，但是對于粒徑在3μm及以下的顆粒物是無法去除的；第四，污水經過高效沉淀池處理過后，其水質幾乎能夠達到城市對污水處理的標準要求。