高密度沉淀池的运行控制
摘要: 通过对高密度沉淀池运行指标的监测，探讨了高密度沉淀池运行的合理工况。结果表明:可以用浊度快速估测混合区进泥水浓度;加药和回流都应该根据反应区污泥的浓度进行控制和调整; 高密度沉淀池的进水流量对出水浊度影响较大，可以在保持处理干固量一定的情况下，尽量降低进泥流量。
关键词: 高密度沉淀池,运行工况,排泥水,回流,沉淀
天津市新开河水厂排泥水系统浓缩工艺中的高密度沉淀池( 以下简称高密池) 由混合、反应、浓缩/沉淀、外部污泥循环4 部分组成，单池设计最大进泥量为960 m3/ h，设计进泥浓度为2.0 g/L。在运行中发现当进泥浓度高于1. 5 g/L 时，高密池就会发生污泥上浮现象。为了解决这一问题，笔者对高密池的各区域分别进行了定时取样监测，以探求其最佳的运行工况。
1 高密度沉淀池的运行控制
1. 1 混合区
经过测定混合区的进泥水浓度，发现仪表显示的读数失准，虽然表值与实测值之间没有确切的线性对应关系，但实测浓度为仪表读数的1. 5-2. 5倍，实测浓度的平均值为0. 74 g/L，明显小于设计值2.0 g/L。这是因为在高密池实际应用中发现，当进泥水的浓度高于1. 5 g/L，高密池就会发生污泥上浮现象，使出水浊度升高，对净水工艺产生冲击，所以在生产过程中人为缩短了净水工艺中沉淀池的排泥周期，延长了排泥历时，使进人高密池的排泥水浓度过低。较低的进泥浓度不仅增加了污泥处理系统的流量负荷，还延长了污泥在沉淀区的浓缩时间川，未能充分发挥高密池的效能。
采用干燥箱恒温烘重测量排泥水浓度的方法操作繁琐，存在实用滞后问题，且当进水浓度低时，用烘干称重的方法测得的浓度值失准。通过多次试验，比较了采用烘干称重和用浊度估测的方法测定排泥水浓度的数值，结果表明，在同一水质期内排泥水的性质差别较小时，可以用浊度估测进人高密池的排泥水浓度。
1. 2 反应区
反应区的污泥为来自混合区的排泥水与循环系统回流的高浓度浓缩污泥的混合污泥，其浓度可以根据进泥水浓度和回流浓度计算得出。实际监测中发现反应区污泥最高浓度可达3.5g/L，此时回流比和回流浓度都高，但此时投药量仍然根据进泥水浓度表值0. 74 g/L进行投加，投加量为1. 0 g/L。由于投药量不足，反应区产生的絮体碎小，这种污泥颗粒的沉降性和浓缩性都不如大絮体颗粒。
根据小试得到最佳投药量为1. 3 %。(按混凝剂占污泥干重的比例) ，但是加药量的不足却未导致污泥上浮的发生，这是因为此时的进泥量仅有300m3/ h，远远低于设计最大流量960 m3/ h。在设计最大流量下的上升流速为17 . 8 m/h，而在300m3/ h的流量下的上升流速为5.56 m/耐h，使得颗粒有足够的沉淀时间，而且布设在沉淀区上部的斜管还有较好的截留小絮体的作用。
反应区污泥浓度为3.5 g/L时高密池仍能正常运行，这说明高密池有处理高浓度进泥水的能力，高于1.5g/L就会发生上浮的现象则可能是由于其他原因而并非高进泥浓度造成的。
静水沉降中污泥浓度与高度成正比例，为了确定沉降比与反应区污泥浓度的关系，多次取样测定污泥沉降比，并与根据物料平衡算出的浓度值进行线性回归，结果表明两者有良好的线性关系。可以根据沉降比估计反应区内污泥的浓度，从而进行投药量、回流比等指标的调整。
1. 3 外部污泥循环区
污泥回流能加速矾花的生长并增加矾花的密度，以维持均匀絮凝所要求的高污泥浓度。但是由于泥位变化的不稳定和回流泵吸泥口附近对泥层的抽吸作用，回流污泥的浓度很不均匀，在0-28.7 g/L之间，且大多数情况下污泥浓度较低。
实际运行中的回流量始终为300m3/ h，并未考虑回流浓度和进泥水浓度的大小。回流清水对反应区的影响不大，只是使进水浓度降低5%;但当回流污泥浓度大时，进水浓度会提高数倍，出现加药不足导致絮体细小的情况。因此应根据进泥浓度、进泥流量、回流的浓度适度调整回流量。
回流浓度和泥床高度有关，当回流污泥浓度大时说明泥位较高，应降低回流量，减缓沉淀区的泥层增高速度。也可据反应区的沉降比来调节回流量，当沉降比大( >15 ) 时，应该降低回流量，这是因为反应区污泥浓度足够大，能保证絮凝效果，没有必要再回流以增加浓度，也避免了药剂的浪费和泥层增高的加快。
1. 4 沉淀区
高密池底部刮泥机的连续刮扫促进了沉淀区污泥的浓缩。斜板放置在沉淀池的顶部，用于去除残留的矾花并产生水质合格的出水。沉淀区的上清液回流到配水井，如果上清液浊度较高则会影响净水工艺，同时也浪费混凝剂川。
经过监测发现，流量对出水浊度的影响较大，如表1 所示。
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试验中发现，无论在混合区投加FeC13与否，在流量较大的情况下，出水上清液浊度都较大;而在小进水流量时，出水上清液浊度也较小。
在监测过程中出现过一次PAM投药泵故障，共持续了5 h。在进水流量为300m3/ h，进泥浓度为0.6g/L时，高密池反应区内絮体非常小，但是出水的最大浊度为2.4 NTU。此外，在进水实际浓度为0.5g/L，加药系统正常运行时，高密池沉淀区出现了局部上浮现象，而在上浮的前几分钟进水流量由300m3/ h 突然升高到600m3/ h，可以断定是流量冲击造成的上浮。
因此，流量对沉淀区的出水浊度影响较大，根据斯托克斯公式计算出0.5 mm的絮体其下沉速度为12.67g/h，远大于5.56g/而h(当流量为300m3/ h时) 的上升流速。
为了保证出水浊度，在适当的投药量下应该控制进水流量; 同时，为了防止污泥上浮现象的发生，应该防止流量的突然变化。
2 结论
① 可用浊度快速估测高密度沉淀池混合区进泥水浓度，在同一水质期内两个指标有很好的线性关系。
② 回流比和回流浓度对进水污泥浓度影响较大，应严格控制回流过程，保证絮体的形成与沉淀。
③ 应根据反应区的污泥浓度调节加药量，尽可能地降低药耗并获得较好的沉降絮体。
④ 实际操作中，可以用沉降比估计反应区污泥的浓度，并以此调节投药量和回流比。
⑤ 流量对出水浊度影响很大，应尽量在合适的进泥流量下工作。应缓慢调整流量，以防止流量突变可能造成的上浮。
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