高效沉淀池在污水处理中的应用研究

潘晓静

（北京首钢股份有限公司，河北 迁安 064404）

1 绪论

最近几年来，我们国家对环境保护工作的重视程度越来越高，同时也提高了环境保护力度，尤其是对各个行业废水排放也加大了重视程度。除此之外，还更新了污水排放标准，同时还对COD 含量进行了重新界定，为了更加科学、高效的解决污水处理有关问题，需要对工艺流程进行不断改进，并且引用先进科学的技术。高密度沉淀池对于废水处理工作具有积极的影响意义。随着水资源短缺情况的日益加剧，需水量的逐渐加大，在未来水资源不足现象有可能会更加严重，而且长时间污染预计会给更多的水体带去严重不良影响。在地中海地区，由于在同一时间出现低降水、高蒸发、农田水利灌溉以及旅游需求的增加，有些国家已经出现了水需求与供应不平衡的现象，尤其以夏季最为明显。水资源规划、管理以及优化成为了当下环境保护的重中之重。在此种情况下诞生了很多新型工艺，例如高效沉淀池技术[1]。

2 高效沉淀池在污水处理中发挥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

现阶段，水资源短缺情况日渐严重。出现此等现象的原因主要有两个方面。一方面是水资源被有些新的持久性污染物所污染；另一方面，由于人们生活质量的不断提高，对水资源的需求量越来越大。干旱少雨以及高蒸发量加重了农田水利灌溉与其他用水行业的水资源不足的现状，尤其是在烈日炎炎的夏季。因此，对废水提出了处理再利用的要求。虽然常用的二次处理能够去除废水中近一半的色度，高达80%多的 BOD 含量以及接近百分之百的化学需氧量(COD)，但是此种方法在去除氨氮与磷元素方面效果不是很好。另外，现有的二次处理很难将水中含有的硬质降解有机污染物进行有效去除，导致二次污水无法满足市政污水处理厂对于污染物排放标准中要求的一级标准一级城市废水回收利用要求。借助常规生物方法通过对生物进行强化以此来达到养分与磷去除的目的，通过这一方法使得有机化合物、总氮与氨等得含量达到一级标准要求，但是SS与磷总含量仍旧无法满足排放标准要求。为此，应该利用科学的物理化学工艺对二次废水进行处理，达到悬浮固体与总磷有效去除的目的，真正做到安稳、标准排放的效果。

普遍使用的处理工艺主要在比较成熟的混凝沉淀——过滤上。通过使用此种工艺，能够有效改善原水的浑浊程度、色度以及其它感官指标，同时还能对不同种类的高分子有机物与重金属进行去除。然而，造成城市污水二次排放浊度较高的原因主要是因为处理时胶体与动物浮游物的浓度不高，促使其无法在凝结过程中形成沉降性较好的絮凝物，为此应该在此过程中使用絮凝剂。经过处理后的水资源适应性会降低。由于经常使用的二级处理与高级处理无法实现对废水进行鉴定，基于此法国一家技术公司研制出了先进高效的沉淀池。高效沉淀池集凝结、沉淀与富集过程于一体，主要分为缓和去、反应区与沉淀/富集区。通过使用高分子絮凝剂PAM，能够产生沉降性能较好的絮凝物，并且还能提高对SS、COD以及TP的处理效果。此种废水处理具有过程紧凑、高效以及灵活性高等特点，能够广泛用于工业、生活污水、饮用水以及雨水的处理。另外，处理以后的水质还可以，所以，这种新型水处理技术得到了国外很多国家的青睐。常规处理工艺由于不具备高效沉淀池所拥有的优势，更多的是应用在生活污水处理中。

2.2 高效沉淀池工作原理

为了确保污水处理厂经过高效沉淀池处理过后的废水各项浓度可以达到排放标准要求，应在工艺流程中增加絮凝沉淀池。基于高效沉淀池具备处理效率高、处理效果显著、适应性极佳、占地面积小、添加药量小以及有机物处理率较高等优势，常用于污水处理厂深度处理过程中。

高效沉淀池的应用原理是将混凝剂投入到原水中，利用搅拌器具在混合槽中通过对速度与梯度进行严格控制实现搅拌，促使混凝剂与原水实现快速融合。高效沉淀池主要由两部分组成，即絮凝池与沉淀池，其中在絮凝池中投入一定剂量的絮凝剂。储罐中安装的涡轮式混合器能够实现多个循环搅拌，同时对水中的一些悬浮固体实现剪切，并会重新组合成容易沉淀的大块状絮凝物。借助隔板的相应作用又将沉淀池分为预沉淀区与倾斜管沉淀区。在预沉淀区中，易沉降的絮凝物会快速完成沉降，后续能够沉降与难于沉降的絮状物会被斜管拦截，从而完成了高质量废水的处理工作，经过沉淀池上部完成收集与排放操作。与原来的沉淀池比较，高效沉淀池具备以下优点：①高表面负荷。利用污泥循环与斜管沉淀方法明显高于原有的沉淀池。②污泥浓度相对较高。新型沉淀池处理过后的污泥含量更高，不用另外建造污泥浓缩池。③经过处理后的污水质量更高。由于新型沉淀池使用了独特的工艺设计方法，高效沉淀池因为形成的絮凝物比较大，能够成功将胶体物质捕获，同时还能够最大限度的降低水中污染物含量，出水质量更高。高效的沉淀池最大的优点在于它具有高效的污泥循环功能与一定的排污能力。在污泥进行循环的过程中有些污泥会从沉淀池回到絮凝池的中央反应管中，在此过程中需要对污泥循环速度进行有效控制，以此来确保反应管内的污泥负荷满足絮凝要求。一般情况下，污泥循环速率会介于5%到10%之间。排污过程中刮板带有的刮壁均必须要配置钢犁与垂直支柱。这样刮板在对污泥持续进行刮除的同时，还能够对污泥进行浓缩以达到增加固体含量的目的。由此可见，高效的沉淀池具有高加工效率、更少的占地实用面积、更加显著的经济效益，高质量的出水水质以及很好的社会效益;，并且还具备很强的耐冲击性，适用水质宽泛；辅助设备相对较少，操作简便以及维护方便等优点。

3 高效沉淀池的应用分析及优缺点

3.1 高效沉淀池在污水处理中的应用

周强[2]通过使用高密度沉淀池对水库中的水体进行处理，同时对处理技术进行了相应的改造分析。在改造之后发现，沉淀废水的出水水质得到了显著提高，然后又将滤池的反冲时长由以前的30小时改成了36小时，在节能减排方面也取得了很好的效果。此种类型的沉淀池属于比较高效的一种水处理结构，具备絮凝、沉淀以及污泥浓缩功能，十分适合对北方水库中沉积已久的温度低浑浊度低的水体进行处理。对其进行设计与应用的过程中，需要对配水均匀性、混凝剂与助凝剂的用量用法、斜管沉淀区水平安装的均匀性与污泥回输参数的选择进行高度重视。以上因素对高密度沉淀池的正常工作具有一定影响。罗超等[3]针对某个污水处理厂实施了提标改造，将新建造的高密度沉淀池与滤布滤池用于开展深度处理工作，促使出水质量能够保持在相关标准中的一级A标准，有些指标甚至超过一级A标准。新型沉淀池被污水处理厂当成标准审计工程作为重点的单元之一。对于污水中的悬浮颗粒物与总磷的去除具有明显效果。与此同时，它还能够借助核吸附的方式对污水中的NH3－N 含量进行有效减弱。高密度沉淀池若想发挥出更好的效果还应该合理投入一定剂量的混凝剂与助凝剂，并结合污水处理的实际情况添加少量 PAM，避免延长滤布过滤池在反冲洗过程中的时间。PAC 加药的过程中还需要根据污泥回流比例与MLSS一同进行控制，以达到强化絮凝沉淀作用的目的，以此来实现对污泥的及时高效回收，从而降低污泥发生不均匀排放的几率，促使高密度沉淀池达到极佳的运行状态。王雅丽等[4]在工业污水处理中使用高效沉淀池发现，高密度沉淀池对于处于钢铁废水同样具有良好的处理效果。然而，就目前国内整个钢铁行业来看，钢铁废水以及其它污染物的排放量令人愕然，其中废物含量相对较高。仅仅依靠高密度沉淀池进行处理是远远不够的。为此，在对污水进行处理的过程中，必须将高密度沉淀池和不同种类的过滤设施进行有机联合使用，一同对其开展深度清洁处理工作，以此来实现深度处理与成本节约的根本目的。高效沉淀池同样适用于对中药废水进行处理，并且也呈现出了很不错的处理效果。在此过程中，还能很好的对泥水分离难题进行解决，在一定程度上加强了应用的可行性与处理成效，同时扩大了适用范围。高效沉淀池在现有装置上对其内部构建与几乎实行了改善，并且研发除了更加科学先进的沉降技术，此项技术兼备污泥水分离与浓缩作用[5]。它为各个行业在后续水处理技术选择方面提供了很多参考意见，同时在助力企业创新技术层面上发挥了积极的示范作用。

3.2 高效沉淀池在污水处理过程中的改进

尽管高效沉淀池对于污水处理具有很好的效果，但是仍旧存在一些问题以及需要完善的地方。例如，在留住高密度沉淀池污泥的基础上，生化处理系统中剩下的部分污泥其中一些充当外部回流污泥回到高密度沉淀池的前混合区。在此过程中能够确保高密度沉淀池回流的浓缩污泥通常为2%至6%之间。在保证总回流率低于6%基础上，生化系统遗留下来的部分污泥胡六道混合区，将这部分污泥和高密度沉淀池中的浓缩污泥投如凝结剂( 即铁盐) 、PAM、石灰与原水混合。剩下来的活性污泥具备非常强的吸附性能与与沉降性能，同时对原水中的SS与有机物也具备一定的吸附功能。并且对混合区投入混凝剂、PAM以及石灰，目的是让其对污泥特性进行良好调节。常规一级沉淀池中污泥的含水量一般为95%至97%之间，生化池中遗留下俩的污泥含水量为99%及其以上，而高密度沉淀池中污泥的含水量为沉淀池最低约为85%。进入到高密度沉淀池的一些生物污泥其含水量高达90%至94%之间，这些会直接进入到污泥脱水系统中，缩小污泥浓缩池面积的同时还应该有效降低生化池剩余污泥投资成本；高密度沉淀池的后搅拌区使用空气搅拌取代传统的桨式搅拌方式。改进模式能够在后混合罐中安装曝气管，同时借助工厂已经安装好的空气管道为其提供空气以此来完成混合操作。与机械搅拌进行比较，刺种方法除固硫之外，还有很好的节能作用。

4 结论

综上所述，对于高密度沉淀池我们能够得出以下结论：第一，高效沉降技术对于处理污水中的SS、TP以及COD具有显著效果，拥有高达80%左右的去除率，去除效果相对稳定。但是去除TN的效果不是很理想；第二，回流污泥会对沉淀池的正常运行产生极大影响；第三，利用高效沉淀池能对无水泥粒径为12μm及其以上的颗粒物质具有近100%的去除率，针对于粒径为3μm～12μm之间的颗粒物也能做到部分去除，但是对于粒径在3μm及以下的颗粒物是无法去除的；第四，污水经过高效沉淀池处理过后，其水质几乎能够达到城市对污水处理的标准要求。