水处理专利技术在水厂中的应用现状分析

滕颖

通过对水处理沉淀工艺在上海水厂中的应用分析，对专利的应用情况以及与水厂工况相结合的优势分析加以探究，以期促进各类水处理专利技术在水厂中的应用发展。

专利技术;高密度沉淀池;应用

1引言

随着社会发展进步，人们对于生活品质的追求不断提升，作为保障日常生活最不可或缺的一部分，对生活饮用水品质的关注程度在近几年也提升到了一个新的高度。而且从今年开始，水质公开全面推行，老百姓可以从供水企业官网上查到每天的自来水水质数据，许多小区也配备了水质实时显示的设备，加上人们对自来水水质的关注度日益提高，供水企业不得不在提高供水水质上绞尽脑汁。水厂工艺改造，净水设施改造，设备改造，大量的改造项目开始涌现，伴随着这些改造项目的诞生，专利技术也开始越来越多的应用到供水企业中。

上海某水厂为配合世博会配套工程于2007年开始改造，由于新水厂的用地显得尤为紧张，要在占地面积小的情况下建成一座兼具常规和深度处理工艺，又能满足日供水量70万立方米的水厂。经过多方考虑，最终决定在水厂占地面积最多的构筑物沉淀池上下工夫，选择了法国得利满公司的专利技术DENSADEG高密度沉淀池做为水厂改造一期工程中沉淀池单元的构筑物池型，来缓解占地面积小的困难。

2沉淀池技术的发展

二十世纪二十年代和三十年代，采用的是第一代沉淀技术“静态沉淀”。传统的平流式沉淀池就采用了静态沉淀的技术，使水中颗粒杂质通过与混凝剂进行物理反应形成絮体，在水中通过自身重力作用沉淀的一种技术，具有流速慢，占地面积大的特点。

二十世纪五十年代，开发了称为“污泥接触层”的第二代沉淀池，典型的是悬浮泥渣澄清池。它通过水中的悬浮污泥层，增加了絮体的碰撞机会，提高了沉淀效率。

二十世纪八十年代，被称为“污泥循环型”的第三代沉淀池登上历史舞台，以DENSADEG高密度沉淀池为代表，是沉淀技术进化和发展的终极阶段，在水处理技术领域中，属于三代沉淀池中最新的一种技术。

3 DENSADEG高密度沉淀池技术特点

①在沉淀区中回流一部分污泥至絮凝区，利用回流污泥与进水混合，使进水中的脱稳微粒与活性泥渣充分接触，再加上高分子助凝剂的吸附架桥作用，有利于使水中的脱稳微粒形成大颗粒絮体，提高絮凝沉淀效果。

②由于循环使污泥和水之间的接触时间较长，回流污泥中的混凝剂、聚合物在絮凝池中得到充分利用，从而降低了药剂的耗用量。

③絮凝区与沉淀区之间的低速配水不会破坏已形成的矾花，从而保持了矾花结构的完整性。

④沉淀池采用斜管沉淀，可达到泥水快速分离的目的，水力停留时间减少，沉淀速度较高，使沉淀池的占地面积明显减少，结构紧凑减少了土建费用。

⑤沉淀池下部具有较大的浓缩空间，同时在沉淀区内设有刮泥机，利用慢速搅拌的方法，使污泥能够在沉淀区下部进行有效浓缩，从而提高排放污泥的浓度。和平流式沉淀池排泥相比，高密度沉淀池排泥减少了一部分的水量损失。

4 DENSADEG高密度沉淀池在水厂中的技术优势

4.1占地面積小，处理负荷高。和传统的平流式沉淀池相比，由于平流式沉淀池设计要求长宽比大于4，如要满足水厂一期工程日处理水量50万立方米的要求，平流式沉淀池的池长至少需要50—100米（不包括混合区和絮凝区的长度）。采用DENSADEG高密度沉淀池之后，单沉淀区长度只有17米，仅为平流式沉淀池的三分之一，大大节省了土地面积。相比水厂二期采用的斜管沉淀池，它和一期的DENSADEG高密度沉淀池占用了差不多大小的面积，虽然其通过在沉淀池中增加了斜管来增加絮体碰撞几率、缩短了池长，但二期的日处理水量仅为20万立方米。DENSADEG高密度沉淀池在南市水厂一期占地面积小的局面下，缓解了沉淀工艺的土地使用率，为其他工艺环节提供了更多的选型机会。

4.2缓解了冬季低温低浊水难处理的现象。由于水厂采用的是青草沙原水，原水中颗粒物质少，浑浊度低，加上冬季水温较低，采用的混凝剂硫酸铝在低温条件下水解效果变差，不易与水中的颗粒物质形成絮体。此时，传统的平流式沉淀池会出现沉淀效果差，沉淀池出水浊度升高并伴有大量絮体随沉淀池出水进入后续过滤工艺，使过滤单元运行负荷增加，不利于水质控制，该现象在冬季水厂二期斜管沉淀池中每年发生。DENSADEG高密度沉淀池由于设有污泥回流的工艺环节，因此在原水低温低浊的情况下，通过回流沉淀池底部的污泥到絮凝区，可以增加絮凝区中的颗粒数量，提高了絮体形成的效率，使其在絮凝区中依旧能够形成大而密实的絮体，从而保持了沉淀区的沉淀效果。

5专利技术在供水企业中的应用发展现状

5.1专利技术应用广泛，为优质供水提供保障。

传统的净水工艺旨在去除水中的颗粒悬浮物，但如今的供水企业在确保对颗粒物质去除的同时，更多的是关注于原水中溶解性有机物的去除。为了强化对水中溶解性有机物的去除，臭氧氧化工艺、活性炭吸附降解工艺、膜处理工艺开始大量应用到水厂中，随之而来的是大量的专利技术得到了广泛应用。这些专利技术经过多年的技术论证和产业化实例，使水厂以最快速、最便捷、最有效的方式提高了供水水质。

5.2国外专利应用较多，国内专利发展较慢。

目前，水厂应用的大型专利技术仍以国外公司的专利居多，就沉淀池技术而言，目前在上海水厂中所应用的除了本文所提到的法国得利满公司的DENSADEG高密度沉淀池，还有法国威立雅公司的Actiflo超高速沉淀池，均为国外水处理行业著名公司的专利技术。除此之外，许多主要设备在采购时也会挑选进口设备。虽然国内不少水处理企业也有自主研发的一些專利技术，但在实际应用过程中往往竞争优势较弱。随着时间的推移，相信凭借国人的聪明才智，本国的专利技术发展会得到提升，目前，上海市政工程设计研究院已自主研发了中置式高密度沉淀池并在嘉兴某水厂得到生产性应用，给净水工艺技术提供了更多的选择。

5.3国内专利产业化效果有待提升。

由于水处理专利技术通常都需要被应用在大型的一些水处理企业，因此需要在专利被发明之后经历小试、中试、生产性试验等验证过程才能较好的实现产业化。国内专利在被研发出之后，由于研究资金缺乏、验证试验耗时太久等原因，在该种专利被产业化之后却得不到预期的效果。例如在本文中提及的水厂二期工程改造中，在沉淀池底部选用了底部浓缩刮泥技术，力求使沉淀池的排泥水和一期DENSADEG高密度沉淀池的排泥水一样可以达到直接进入污泥浓缩的排泥浓度3%要求。但在实际生产过程中，二期沉淀池选用的底部刮泥机却始终无法达到浓缩的效果，排泥水最多只有1%的浓度，为水厂生产运行带来了新的难题。因此在专利技术进行产业化之前，一定要对其效果加以验证，让专利技术体现出其真正的价值所在。

6结论

民以食为天，食以水为先。随着供水水质要求的不断提高，制水行业需要更多的新技术来推动行业发展。“知识产权成为国家发展的战略性资源和国际竞争的核心要素，成为建设创新型国家的重要支撑和掌握发展主动权的关键”。相信随着大量专利技术正在制水行业中得到广泛应用，供水行业在日后定将与国际接轨，并通过在生产运行中加强自主研发，创造出更多的新工艺新技术，形成自主知识产权，在创新发展的过程中更好地实现优质供水的目标。

参考文献

[1]常来军.高密度沉淀池在市政给水处理中的应用[J].智能城市，2019，5（08）：131-132.

[2]周强.高密度沉淀池用于处理低温低浊水库水的技术改造分析[J].科技创新与应用，2019（20）：114-115+118.