高密度沉淀池的運行控制
摘要: 通過對高密度沉淀池運行指標的監(jiān)測，探討了高密度沉淀池運行的合理工況。結果表明:可以用濁度快速估測混合區(qū)進泥水濃度;加藥和回流都應該根據反應區(qū)污泥的濃度進行控制和調整; 高密度沉淀池的進水流量對出水濁度影響較大，可以在保持處理干固量一定的情況下，盡量降低進泥流量。
關鍵詞: 高密度沉淀池,運行工況,排泥水,回流,沉淀
天津市新開河水廠排泥水系統(tǒng)濃縮工藝中的高密度沉淀池( 以下簡稱高密池) 由混合、反應、濃縮/沉淀、外部污泥循環(huán)4 部分組成，單池設計最大進泥量為960 m3/ h，設計進泥濃度為2.0 g/L。在運行中發(fā)現當進泥濃度高于1. 5 g/L 時，高密池就會發(fā)生污泥上浮現象。為了解決這一問題，筆者對高密池的各區(qū)域分別進行了定時取樣監(jiān)測，以探求其最佳的運行工況。
1 高密度沉淀池的運行控制
1. 1 混合區(qū)
經過測定混合區(qū)的進泥水濃度，發(fā)現儀表顯示的讀數失準，雖然表值與實測值之間沒有確切的線性對應關系，但實測濃度為儀表讀數的1. 5-2. 5倍，實測濃度的平均值為0. 74 g/L，明顯小于設計值2.0 g/L。這是因為在高密池實際應用中發(fā)現，當進泥水的濃度高于1. 5 g/L，高密池就會發(fā)生污泥上浮現象，使出水濁度升高，對凈水工藝產生沖擊，所以在生產過程中人為縮短了凈水工藝中沉淀池的排泥周期，延長了排泥歷時，使進人高密池的排泥水濃度過低。較低的進泥濃度不僅增加了污泥處理系統(tǒng)的流量負荷，還延長了污泥在沉淀區(qū)的濃縮時間川，未能充分發(fā)揮高密池的效能。
采用干燥箱恒溫烘重測量排泥水濃度的方法操作繁瑣，存在實用滯后問題，且當進水濃度低時，用烘干稱重的方法測得的濃度值失準。通過多次試驗，比較了采用烘干稱重和用濁度估測的方法測定排泥水濃度的數值，結果表明，在同一水質期內排泥水的性質差別較小時，可以用濁度估測進人高密池的排泥水濃度。
1. 2 反應區(qū)
反應區(qū)的污泥為來自混合區(qū)的排泥水與循環(huán)系統(tǒng)回流的高濃度濃縮污泥的混合污泥，其濃度可以根據進泥水濃度和回流濃度計算得出。實際監(jiān)測中發(fā)現反應區(qū)污泥最高濃度可達3.5g/L，此時回流比和回流濃度都高，但此時投藥量仍然根據進泥水濃度表值0. 74 g/L進行投加，投加量為1. 0 g/L。由于投藥量不足，反應區(qū)產生的絮體碎小，這種污泥顆粒的沉降性和濃縮性都不如大絮體顆粒。
根據小試得到最佳投藥量為1. 3 %。(按混凝劑占污泥干重的比例) ，但是加藥量的不足卻未導致污泥上浮的發(fā)生，這是因為此時的進泥量僅有300m3/ h，遠遠低于設計最大流量960 m3/ h。在設計最大流量下的上升流速為17 . 8 m/h，而在300m3/ h的流量下的上升流速為5.56 m/耐h，使得顆粒有足夠的沉淀時間，而且布設在沉淀區(qū)上部的斜管還有較好的截留小絮體的作用。
反應區(qū)污泥濃度為3.5 g/L時高密池仍能正常運行，這說明高密池有處理高濃度進泥水的能力，高于1.5g/L就會發(fā)生上浮的現象則可能是由于其他原因而并非高進泥濃度造成的。
靜水沉降中污泥濃度與高度成正比例，為了確定沉降比與反應區(qū)污泥濃度的關系，多次取樣測定污泥沉降比，并與根據物料平衡算出的濃度值進行線性回歸，結果表明兩者有良好的線性關系？梢愿鶕两当裙烙嫹磻獏^(qū)內污泥的濃度，從而進行投藥量、回流比等指標的調整。
1. 3 外部污泥循環(huán)區(qū)
污泥回流能加速礬花的生長并增加礬花的密度，以維持均勻絮凝所要求的高污泥濃度。但是由于泥位變化的不穩(wěn)定和回流泵吸泥口附近對泥層的抽吸作用，回流污泥的濃度很不均勻，在0-28.7 g/L之間，且大多數情況下污泥濃度較低。
實際運行中的回流量始終為300m3/ h，并未考慮回流濃度和進泥水濃度的大小；亓髑逅畬Ψ磻獏^(qū)的影響不大，只是使進水濃度降低5%;但當回流污泥濃度大時，進水濃度會提高數倍，出現加藥不足導致絮體細小的情況。因此應根據進泥濃度、進泥流量、回流的濃度適度調整回流量。
回流濃度和泥床高度有關，當回流污泥濃度大時說明泥位較高，應降低回流量，減緩沉淀區(qū)的泥層增高速度。也可據反應區(qū)的沉降比來調節(jié)回流量，當沉降比大( >15 ) 時，應該降低回流量，這是因為反應區(qū)污泥濃度足夠大，能保證絮凝效果，沒有必要再回流以增加濃度，也避免了藥劑的浪費和泥層增高的加快。
1. 4 沉淀區(qū)
高密池底部刮泥機的連續(xù)刮掃促進了沉淀區(qū)污泥的濃縮。斜板放置在沉淀池的頂部，用于去除殘留的礬花并產生水質合格的出水。沉淀區(qū)的上清液回流到配水井，如果上清液濁度較高則會影響凈水工藝，同時也浪費混凝劑川。
經過監(jiān)測發(fā)現，流量對出水濁度的影響較大，如表1 所示。
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試驗中發(fā)現，無論在混合區(qū)投加FeC13與否，在流量較大的情況下，出水上清液濁度都較大;而在小進水流量時，出水上清液濁度也較小。
在監(jiān)測過程中出現過一次PAM投藥泵故障，共持續(xù)了5 h。在進水流量為300m3/ h，進泥濃度為0.6g/L時，高密池反應區(qū)內絮體非常小，但是出水的最大濁度為2.4 NTU。此外，在進水實際濃度為0.5g/L，加藥系統(tǒng)正常運行時，高密池沉淀區(qū)出現了局部上浮現象，而在上浮的前幾分鐘進水流量由300m3/ h 突然升高到600m3/ h，可以斷定是流量沖擊造成的上浮。
因此，流量對沉淀區(qū)的出水濁度影響較大，根據斯托克斯公式計算出0.5 mm的絮體其下沉速度為12.67g/h，遠大于5.56g/而h(當流量為300m3/ h時) 的上升流速。
為了保證出水濁度，在適當的投藥量下應該控制進水流量; 同時，為了防止污泥上浮現象的發(fā)生，應該防止流量的突然變化。
2 結論
① 可用濁度快速估測高密度沉淀池混合區(qū)進泥水濃度，在同一水質期內兩個指標有很好的線性關系。
② 回流比和回流濃度對進水污泥濃度影響較大，應嚴格控制回流過程，保證絮體的形成與沉淀。
③ 應根據反應區(qū)的污泥濃度調節(jié)加藥量，盡可能地降低藥耗并獲得較好的沉降絮體。
④ 實際操作中，可以用沉降比估計反應區(qū)污泥的濃度，并以此調節(jié)投藥量和回流比。
⑤ 流量對出水濁度影響很大，應盡量在合適的進泥流量下工作。應緩慢調整流量，以防止流量突變可能造成的上浮。
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