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(lái)，我們國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度越來(lái)越高，同時(shí)也提高了環(huán)境保護(hù)力度，尤其是對(duì)各個(gè)行業(yè)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(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還對(duì)COD 含量進(jìn)行了重新界定，為了更加科學(xué)、高效的解決污水處理有關(guān)問(wèn)題，需要對(duì)工藝流程進(jìn)行不斷改進(jìn)，并且引用先進(jìn)科學(xué)的技術(shù)。高密度沉淀池對(duì)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(lái)水資源不足現(xiàn)象有可能會(huì)更加嚴(yán)重，而且長(zhǎng)時(shí)間污染預(yù)計(jì)會(huì)給更多的水體帶去嚴(yán)重不良影響。在地中海地區(qū)，由于在同一時(shí)間出現(xiàn)低降水、高蒸發(fā)、農(nóng)田水利灌溉以及旅游需求的增加，有些國(guó)家已經(jīng)出現(xiàn)了水需求與供應(yīng)不平衡的現(xiàn)象，尤其以夏季最為明顯。水資源規(guī)劃、管理以及優(yōu)化成為了當(dāng)下環(huán)境保護(hù)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(shù)[1]。

2 高效沉淀池在污水處理中發(fā)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(xiàn)階段，水資源短缺情況日漸嚴(yán)重。出現(xiàn)此等現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)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(zhì)量的不斷提高，對(duì)水資源的需求量越來(lái)越大。干旱少雨以及高蒸發(fā)量加重了農(nóng)田水利灌溉與其他用水行業(yè)的水資源不足的現(xiàn)狀，尤其是在烈日炎炎的夏季。因此，對(duì)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(dá)80%多的 BOD 含量以及接近百分之百的化學(xué)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(xiàn)有的二次處理很難將水中含有的硬質(zhì)降解有機(jī)污染物進(jìn)行有效去除，導(dǎo)致二次污水無(wú)法滿足市政污水處理廠對(duì)于污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中要求的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)城市廢水回收利用要求。借助常規(guī)生物方法通過(guò)對(duì)生物進(jìn)行強(qiáng)化以此來(lái)達(dá)到養(yǎng)分與磷去除的目的，通過(guò)這一方法使得有機(jī)化合物、總氮與氨等得含量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，但是SS與磷總含量仍舊無(wú)法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，應(yīng)該利用科學(xué)的物理化學(xué)工藝對(duì)二次廢水進(jìn)行處理，達(dá)到懸浮固體與總磷有效去除的目的，真正做到安穩(wěn)、標(biāo)準(zhǔn)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(guò)濾上。通過(guò)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(biāo)，同時(shí)還能對(duì)不同種類的高分子有機(jī)物與重金屬進(jìn)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?yàn)樘幚頃r(shí)膠體與動(dòng)物浮游物的濃度不高，促使其無(wú)法在凝結(jié)過(guò)程中形成沉降性較好的絮凝物，為此應(yīng)該在此過(guò)程中使用絮凝劑。經(jīng)過(guò)處理后的水資源適應(yīng)性會(huì)降低。由于經(jīng)常使用的二級(jí)處理與高級(jí)處理無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水進(jìn)行鑒定，基于此法國(guó)一家技術(shù)公司研制出了先進(jìn)高效的沉淀池。高效沉淀池集凝結(jié)、沉淀與富集過(guò)程于一體，主要分為緩和去、反應(yīng)區(qū)與沉淀/富集區(qū)。通過(guò)使用高分子絮凝劑PAM，能夠產(chǎn)生沉降性能較好的絮凝物，并且還能提高對(duì)SS、COD以及TP的處理效果。此種廢水處理具有過(guò)程緊湊、高效以及靈活性高等特點(diǎn)，能夠廣泛用于工業(yè)、生活污水、飲用水以及雨水的處理。另外，處理以后的水質(zhì)還可以，所以，這種新型水處理技術(shù)得到了國(guó)外很多國(guó)家的青睞。常規(guī)處理工藝由于不具備高效沉淀池所擁有的優(yōu)勢(shì)，更多的是應(yīng)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(jīng)過(guò)高效沉淀池處理過(guò)后的廢水各項(xiàng)濃度可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)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(yīng)性極佳、占地面積小、添加藥量小以及有機(jī)物處理率較高等優(yōu)勢(shì)，常用于污水處理廠深度處理過(guò)程中。

高效沉淀池的應(yīng)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(guò)對(duì)速度與梯度進(jìn)行嚴(yán)格控制實(shí)現(xiàn)攪拌，促使混凝劑與原水實(shí)現(xiàn)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(chǔ)罐中安裝的渦輪式混合器能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)循環(huán)攪拌，同時(shí)對(duì)水中的一些懸浮固體實(shí)現(xiàn)剪切，并會(huì)重新組合成容易沉淀的大塊狀絮凝物。借助隔板的相應(yīng)作用又將沉淀池分為預(yù)沉淀區(qū)與傾斜管沉淀區(qū)。在預(yù)沉淀區(qū)中，易沉降的絮凝物會(huì)快速完成沉降，后續(xù)能夠沉降與難于沉降的絮狀物會(huì)被斜管攔截，從而完成了高質(zhì)量廢水的處理工作，經(jīng)過(guò)沉淀池上部完成收集與排放操作。與原來(lái)的沉淀池比較，高效沉淀池具備以下優(yōu)點(diǎn)：①高表面負(fù)荷。利用污泥循環(huán)與斜管沉淀方法明顯高于原有的沉淀池。②污泥濃度相對(duì)較高。新型沉淀池處理過(guò)后的污泥含量更高，不用另外建造污泥濃縮池。③經(jīng)過(guò)處理后的污水質(zhì)量更高。由于新型沉淀池使用了獨(dú)特的工藝設(shè)計(jì)方法，高效沉淀池因?yàn)樾纬傻男跄锉容^大，能夠成功將膠體物質(zhì)捕獲，同時(shí)還能夠最大限度的降低水中污染物含量，出水質(zhì)量更高。高效的沉淀池最大的優(yōu)點(diǎn)在于它具有高效的污泥循環(huán)功能與一定的排污能力。在污泥進(jìn)行循環(huán)的過(guò)程中有些污泥會(huì)從沉淀池回到絮凝池的中央反應(yīng)管中，在此過(guò)程中需要對(duì)污泥循環(huán)速度進(jìn)行有效控制，以此來(lái)確保反應(yīng)管內(nèi)的污泥負(fù)荷滿足絮凝要求。一般情況下，污泥循環(huán)速率會(huì)介于5%到10%之間。排污過(guò)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(duì)污泥持續(xù)進(jìn)行刮除的同時(shí)，還能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行濃縮以達(dá)到增加固體含量的目的。由此可見(jiàn)，高效的沉淀池具有高加工效率、更少的占地實(shí)用面積、更加顯著的經(jīng)濟(jì)效益，高質(zhì)量的出水水質(zhì)以及很好的社會(huì)效益;，并且還具備很強(qiáng)的耐沖擊性，適用水質(zhì)寬泛；輔助設(shè)備相對(duì)較少，操作簡(jiǎn)便以及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

3 高效沉淀池的應(yīng)用分析及優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 高效沉淀池在污水處理中的應(yīng)用

周強(qiáng)[2]通過(guò)使用高密度沉淀池對(duì)水庫(kù)中的水體進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)處理技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的改造分析。在改造之后發(fā)現(xiàn)，沉淀廢水的出水水質(zhì)得到了顯著提高，然后又將濾池的反沖時(shí)長(zhǎng)由以前的30小時(shí)改成了36小時(shí)，在節(jié)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(jié)構(gòu)，具備絮凝、沉淀以及污泥濃縮功能，十分適合對(duì)北方水庫(kù)中沉積已久的溫度低渾濁度低的水體進(jìn)行處理。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用的過(guò)程中，需要對(duì)配水均勻性、混凝劑與助凝劑的用量用法、斜管沉淀區(qū)水平安裝的均勻性與污泥回輸參數(shù)的選擇進(jìn)行高度重視。以上因素對(duì)高密度沉淀池的正常工作具有一定影響。羅超等[3]針對(duì)某個(gè)污水處理廠實(shí)施了提標(biāo)改造，將新建造的高密度沉淀池與濾布濾池用于開(kāi)展深度處理工作，促使出水質(zhì)量能夠保持在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，有些指標(biāo)甚至超過(guò)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。新型沉淀池被污水處理廠當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)審計(jì)工程作為重點(diǎn)的單元之一。對(duì)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(shí)，它還能夠借助核吸附的方式對(duì)污水中的NH3－N 含量進(jìn)行有效減弱。高密度沉淀池若想發(fā)揮出更好的效果還應(yīng)該合理投入一定劑量的混凝劑與助凝劑，并結(jié)合污水處理的實(shí)際情況添加少量 PAM，避免延長(zhǎng)濾布過(guò)濾池在反沖洗過(guò)程中的時(shí)間。PAC 加藥的過(guò)程中還需要根據(jù)污泥回流比例與MLSS一同進(jìn)行控制，以達(dá)到強(qiáng)化絮凝沉淀作用的目的，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的及時(shí)高效回收，從而降低污泥發(fā)生不均勻排放的幾率，促使高密度沉淀池達(dá)到極佳的運(yùn)行狀態(tài)。王雅麗等[4]在工業(yè)污水處理中使用高效沉淀池發(fā)現(xiàn)，高密度沉淀池對(duì)于處于鋼鐵廢水同樣具有良好的處理效果。然而，就目前國(guó)內(nèi)整個(gè)鋼鐵行業(yè)來(lái)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(duì)較高。僅僅依靠高密度沉淀池進(jìn)行處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為此，在對(duì)污水進(jìn)行處理的過(guò)程中，必須將高密度沉淀池和不同種類的過(guò)濾設(shè)施進(jìn)行有機(jī)聯(lián)合使用，一同對(duì)其開(kāi)展深度清潔處理工作，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)深度處理與成本節(jié)約的根本目的。高效沉淀池同樣適用于對(duì)中藥廢水進(jìn)行處理，并且也呈現(xiàn)出了很不錯(cuò)的處理效果。在此過(guò)程中，還能很好的對(duì)泥水分離難題進(jìn)行解決，在一定程度上加強(qiáng)了應(yīng)用的可行性與處理成效，同時(shí)擴(kuò)大了適用范圍。高效沉淀池在現(xiàn)有裝置上對(duì)其內(nèi)部構(gòu)建與幾乎實(shí)行了改善，并且研發(fā)除了更加科學(xué)先進(jìn)的沉降技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)兼?zhèn)湮勰嗨蛛x與濃縮作用[5]。它為各個(gè)行業(yè)在后續(xù)水處理技術(shù)選擇方面提供了很多參考意見(jiàn)，同時(shí)在助力企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)層面上發(fā)揮了積極的示范作用。

3.2 高效沉淀池在污水處理過(guò)程中的改進(jìn)

盡管高效沉淀池對(duì)于污水處理具有很好的效果，但是仍舊存在一些問(wèn)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(chǔ)上，生化處理系統(tǒng)中剩下的部分污泥其中一些充當(dāng)外部回流污泥回到高密度沉淀池的前混合區(qū)。在此過(guò)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(chǔ)上，生化系統(tǒng)遺留下來(lái)的部分污泥胡六道混合區(qū)，將這部分污泥和高密度沉淀池中的濃縮污泥投如凝結(jié)劑( 即鐵鹽) 、PAM、石灰與原水混合。剩下來(lái)的活性污泥具備非常強(qiáng)的吸附性能與與沉降性能，同時(shí)對(duì)原水中的SS與有機(jī)物也具備一定的吸附功能。并且對(duì)混合區(qū)投入混凝劑、PAM以及石灰，目的是讓其對(duì)污泥特性進(jìn)行良好調(diào)節(jié)。常規(guī)一級(jí)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(jìn)入到高密度沉淀池的一些生物污泥其含水量高達(dá)90%至94%之間，這些會(huì)直接進(jìn)入到污泥脫水系統(tǒng)中，縮小污泥濃縮池面積的同時(shí)還應(yīng)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(qū)使用空氣攪拌取代傳統(tǒng)的槳式攪拌方式。改進(jìn)模式能夠在后混合罐中安裝曝氣管，同時(shí)借助工廠已經(jīng)安裝好的空氣管道為其提供空氣以此來(lái)完成混合操作。與機(jī)械攪拌進(jìn)行比較，刺種方法除固硫之外，還有很好的節(jié)能作用。

4 結(jié)論

綜上所述，對(duì)于高密度沉淀池我們能夠得出以下結(jié)論：第一，高效沉降技術(shù)對(duì)于處理污水中的SS、TP以及COD具有顯著效果，擁有高達(dá)80%左右的去除率，去除效果相對(duì)穩(wěn)定。但是去除TN的效果不是很理想；第二，回流污泥會(huì)對(duì)沉淀池的正常運(yùn)行產(chǎn)生極大影響；第三，利用高效沉淀池能對(duì)無(wú)水泥粒徑為12μm及其以上的顆粒物質(zhì)具有近100%的去除率，針對(duì)于粒徑為3μm～12μm之間的顆粒物也能做到部分去除，但是對(duì)于粒徑在3μm及以下的顆粒物是無(wú)法去除的；第四，污水經(jīng)過(guò)高效沉淀池處理過(guò)后，其水質(zhì)幾乎能夠達(dá)到城市對(duì)污水處理的標(biāo)準(zhǔn)要求。