某药厂污水处理系统沉淀池改造研究探讨

刘静晓牛勇唐勇

（1.上海净邦建筑工程有限公司，上海 200331；2.兰州生物制品研究所有限责任公司，兰州 730046；3.中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

某药厂污水处理系统沉淀池改造研究探讨

刘静晓1牛勇2唐勇3

（1.上海净邦建筑工程有限公司，上海 200331；2.兰州生物制品研究所有限责任公司，兰州 730046；3.中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

对某药厂因产能扩大导致出水量增加，沉淀池改造问题进行了分析，提出了解决方案，根据提出的解决方案分别试验其实际效果，选出了改平流沉淀池为斜板沉淀池的方法作为改进方法，计算出了适应本项目需要的斜板倾角等参数，提出了平流沉淀池改斜板沉淀池的注意事项。

沉淀池；斜板；去除率；沉速

在水处理工艺中，当颗粒的密度大于水的密度时，则颗粒下沉，水中悬浮颗粒在重力作用下，从水中分离出来的过程称为沉淀。经混合、絮凝后，水中悬浮颗粒已形成粒径较大的絮凝体，需在沉淀（或澄清）构筑物中分离出来。在重力作用下，悬浮颗粒从水中分离出来的构筑物是沉淀池。不同形式的沉淀池分离悬浮物的原理相同，但构造有一定差别。目前，使用最多的沉淀池是平流式沉淀池，其性能稳定、去除率高，是我国应用较早、使用最广的泥水分离构筑物，但随着时间的推移和工艺的发展，原有的沉淀池逐渐不能满足要求，需要根据新的需求进行改造。

1 沉淀池改造问题的提出

某药厂位于兰州市，主要产品为乙酰甘草次酸，作为食品、药品的添加剂，具有不错的经济效益，所以在2013年，厂里决定扩大生产规模，新上马了一条次酸生产线和一条二甲盐生产线，随着产量的提高，相应的废水排放量也随之增大，原有的废水处理系统无法满足要求，厂里要求在现有基础上，在保证出水能满足环保要求的前提下，以尽量少改动和少增加投资为条件，提高废水处理能力，根据工艺生产规律和废水水质，专门组织技术力量对此问题进行了分析、解决，对污水处理系统进行了改造。

2 现场情况调查及问题解决

通过与现场生产车间和厂里实验室沟通，得知原废水水量为16.3 m3/h，pH值约3.5，COD 160左右，SS约500，主要成分中冰醋酸20%，硫酸少许，其余成分包含蔗糖、色素、水，无其他悬浮物，溶液呈酸性，在调节池中加碱处理，经平流沉淀池沉淀后至型槽集水排除。

原有系统调节池一个，平流沉淀池两个，所加药剂为生石灰，平流沉淀池设有刮板刮泥，沉淀池尺寸为15 m×3 m×2 m，有效水深1.5 m，有效去除效率在65 % ～70%，出水水质COD、SS等均能满足市政排放要求[1]。

扩容后，废水水量增至24.3 m3/h，除pH值变为3.8外，其余指标基本无变化。根据现场实际情况和少改动少增加投资的要求，提出了三条改造方案：

（1）过滤，考虑到增加水量与原有水量相比增加不多，多数颗粒还是可以在沉淀池中去除的，为达到出水水质，只要再将现有出水稍作处理即可，所以建议在末端出水增加一道过滤，以压滤机过滤滤布为过滤材料[2]。

（2）改平流沉淀池为斜板沉淀池，增加隔板，提高污水处理能力，但相对于过滤的方法改造稍多，初期投资较大。

（3）改投其他絮凝剂，减少絮凝产物量，一次投资少，运行费用会稍高，不需改造。根据提出的三条建议，又分别进行了分析和试验。

3 模拟模型的建立和计算处理

采用过滤方法发现在运行半小时后，滤布已出现严重堵塞，出水量急剧减少，更换目数较少的滤布并不能缓解此情况发生，根据现场情况可知主要原因为悬浮物在滤布表面形成了一层泥膜，且此泥膜较稳定，不易清除，如果采用此方法则需频繁更换滤布，出水水质不稳定，无法满足要求。

采用斜板沉淀池后，出水水质较好且水质稳定，但运行一段时间后发现沉积物在斜板上形成泥膜，导致出水水质变差，且有逐渐堵塞趋势，因斜板布置在沉淀池中，且间距较小，污泥不易清理，无法完全满足要求。

投加絮凝剂分别试验了铁盐、铝盐和高分子聚合物，因需先调节pH，还要投加部分氢氧化钠，投加后絮凝物均为明显减少，而投资显著增加，无法满足要求。

充分分析三种方法的优缺点后，大家一致认为采用斜板沉淀池有一定效果，应该可以改进后使用，做分析如下：

悬浮颗粒在斜板中的运动轨迹如图1所示。可以看出，在沉淀池尺寸一定时，斜板间距d愈小，斜板数愈多，总沉淀面积愈大。斜板倾角θ愈小，越接近水平分隔的多层沉淀池。斜板间轴向流速Vo和斜板出口水流上升流速Vs有如下关系：

斜板中轴向流速Vo、截面流速Uo和斜板的构造的几何关系见图2。

图1 悬浮颗粒在斜板中的运动轨迹Fig.1 The suspended solids in the tilted plate movement

图2 轴向、截面流速和斜板构造的几何关系Fig.2 Axial, velocity of cross section and tilted plate tectonic geometry relationship

图中 Vo—斜板间轴向流速，mm/s；

Vs—斜板出口上升流速，mm/s；

U—悬浮颗粒下沉流速，mm/s；

d—斜板间距，mm/s；

θ—斜板倾角。

也就是说，斜板沉淀池截流速度Uo等于处理流量Q与斜板投影面积、沉淀池面积之和的比值[3,4]。因本项目所需增加的沉淀面积并不多，所以可以减少斜板数量，并将斜板倾角变大，考虑到采用斜板主要的问题是沉泥无法排除，可将逆流改为顺流，通过牺牲部分去除率来保证污泥清除。

按照设想改动后，出水水质完全满足要求，通过实验室测定，总去除率达到91.6 %，COD出水为70，SS 95左右，斜板沉积污泥在水流和倾角作用下滑至池底，无明显沉积现象，目前运行两个月左右尚未需要集中清理。

4 实际应用

在二十世纪八九十年代建的给水、排水沉淀池基本都是平流沉淀池，好多目前还在应用，而因产品变化、产能增加、水质变化等原因，越来越多的沉淀池已经不能满足生产的需要。尤其药厂、电子厂这些对水质要求较高的行业，为了后续生产纯水、注射水、高纯水，需要对给水先进行严格的预处理，而絮凝沉淀处理则是一种大众的做法，如果新建沉淀池，不但会增加投资，而且会增加占地，而用斜板沉淀池则能充分利用原有设施，减少投资。

5 结束语

斜板倾角越小，则沉淀面积越大，截留速度越小，沉淀效率越高，但排泥不畅，根据我们的实验结果，倾角在60 °时基本不会产生沉泥附着在斜板上的现象。斜板长度也和沉淀面积有关，但长度太长则会增加沉淀池深度，且沉淀效果提高很少，所以斜板长度也不宜过长。总体说来，平流沉淀池改为斜板沉淀池是可行的，但是也要根据不同项目的不同特点，不同要求分析解决，是去除效率优先还是防止污泥沉积优先，是采用上向流还是采用同向流或是侧向流，都要因时因地不同，分别分析解决。

[1] 北京水环境技术与设备研究中心[M].三废处理工程技术手册（废水卷）.北京：化学工业出版社，2000.

[2] 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册（第三册）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007 .

[3] 高廷耀、顾国维，等.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社、1999.

[4] 严煦世，范瑾初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

欢迎订阅《化工与医药工程》

《化工与医药工程》创刊于1980年，是经国家科技部、国家新闻出版广播电影电视总局正式批准，面向国内外公开发行的专业技术期刊。由中国石油化工集团公司主管，中石化上海工程有限公司主办。

《化工与医药工程》为双月刊，大16开本，国内外公开发行。欢迎有关单位和个人订阅。

订阅价格：人民币90元/年（含邮费）

订阅方式：通过邮局或银行汇款，并将订阅信息发送至本刊发行部

通讯地址：上海市延安西路376弄22号（永兴商务大楼）11楼西邮 编：200040

邮 箱：1027288568@qq.com caojiji.ssec@sinopec.com电 话：(021) 32140428转122、108

Study and Discussion of Reform of Sedimentation Tank in Waste Water Treatment System for Pharmaceutical Plant

Liu Jingxiao1, Niu Yong2, Tang Yong3
（1.Shanghai JB Construction Engineering Co., Ltd, Shanghai, 200333; 2.Lanzhou Institute of Biological Products Co., Ltd.Lanzhou, Gansu, 730046; 3.China Railway Eryuan Engineering Group Ltd.Chengdu, Sichuan, 610031）

The water discharge in one plant became larger in view of expansion of production capacity.The problem in the reform of sedimentation tank was analyzed, and then some solving measures were proposed.With these measures the tests were carried out so as to check their effects, from which the scheme of using tilted plate to replace flat plate in tank was selected.The proper tilt angle was calculated, and the notices in the reform with replace of titled plate to flat one were presented.

sedimentation tank; tilted plate; removing rate; settling rate

X 703

：A

：2095-817X（2015）04-0023-003

2015-05-13

刘静晓（1979—），男，高级工程师，主要从事化工与医药给排水工程设计和项目管理工作。