专利名称：一种能处理低浊度原水的中置式高密度沉淀池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自来水净水设施技术领域，具体地说是一种经过工艺改进能处理低浊度原水的中置式高密度沉淀池。
背景技术：
某水厂以引黄水库水为原水，原水存在低浊度特点。使用的是上海市政工程设计研究总院的高效沉淀池，该技术已申报发明专利，申请号为:2009101996292。该水厂设计规模20万m3/d，分4格，双排布置，单池设计处理能力约为2100m3/h，2格之间为污泥回流泵房。整个池体按功能可分为机械混合区Al、机械絮凝区A2、自然絮凝区A3、沉淀区A4、污泥浓缩区A5、斜管分离区A6和清水区A7七部分。如图1，其中回流污泥、聚合氯化铝铁絮凝剂及聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂等加注后与原水一起进入机械混合区进行机械混合。机械混合区设在池体中央处，有效混合时间30s。在机械絮凝区进水处加入PAM助凝剂，帮助沉淀或进一步去除水体中有机物。机械絮凝区采用机械回流提升搅拌的絮凝方式，使原水与数倍回流水混合，在机械絮凝内絮凝提升、由导流墙导入两侧沉淀区。沉淀区下部为污泥浓缩区，利用周边传动式旋转刮泥机均匀浓缩，一部分污泥经污泥回流泵提升并加入PAM助凝剂后回流至机械混合区，其余部分则被通过排污泵直接排入污泥平衡池中进行污泥脱水处理。沉淀区上层为斜管分离区，高浓度泥水经斜管快速沉淀后，清水经上部的指形槽出水。试运行初期，针对引黄水库水原水低浊度特点，中置式高密度沉淀池养泥困难及对浊度去除效果不理想等问题，进行了工艺改进及生产性实验研究，并总结运行中应注意的问题，最终实现了对工艺设备的二次改造，达到了较好的技术效果。
实用新型内容针对中置式高密度沉淀池养泥困难及对低浊度原水除浊效果不理想等问题，本实用新型提供一种能处理低浊原水的改进的中置式高密度沉淀池。本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种改进的中置式高密度沉淀池，包括机械混合区、机械絮凝区、自然絮凝区、沉淀区、污泥浓缩区、斜管分离区和清水区，混凝剂、原水、回流污泥及助凝剂在机械混合区经过充分混合后通过机械混合区出水堰及矩形导流管输送至机械絮凝区，然后经过机械絮凝区顶部的溢流堰流入自然絮凝区，然后进入沉淀区，通过斜管分离区后清水上升至清水区，沉淀污泥经浓缩后经回流泵打回机械混合区，所述的机械混合区中设有混合搅拌机，在所述机械混合区的顶部设有加投点和污泥回流口，在所述机械混合区的底部设有原水进口和导流管，其工艺改进特征在于，所述机械絮凝区包括导流筒和置于机械絮凝区的絮凝搅拌机，所述机械絮凝区进水导流管向上折弯至导流筒内且开口正对着絮凝搅拌机，在所述机械絮凝区的出水堰内侧设有一个与内壁保持间距的矩形不锈钢导流堰板，有效防止了机械絮凝区短流，提高了絮凝效果。所述机械混合区中混合搅拌机的叶轮为直径1.5米的4叶片推进式叶轮；机械絮凝区内中絮凝搅拌机的叶轮为直径2.0米的3叶片推进式叶轮；机械混合区的混合搅拌机转速为85r/min,机械絮凝区的絮凝搅拌机转速为10r/min 18r/min。本实用新型的有益效果是:针对引黄水库原水浊度低污泥培养困难等问题，通过更换现有机械混合区内搅拌电机及减速机，提高搅拌转速，有效提升了机械混合区混合均匀度。改变机械混合区及机械絮凝区叶轮构造，增大叶轮直径，有效提高了混合均匀度和絮凝提升能力。机械絮凝区出水堰前加装导流堰板，将不锈钢矩形导流管延伸至导流桶内，有效防止了絮凝池短流，提高絮凝效果。通过污泥比选和人工投泥，缩短了污泥培养时间和提升污泥浓度。通过检测絮凝区混合液污泥沉降比及上清液浊度控制污泥回流比及判断絮凝效果，达到沉降8分钟后，沉降比为5%左右，上清液浊度在INTU以内。
图1为中置式高密度沉淀池原理示意图；图2为机械絮凝区的导流堰板安装示意图之水平剖；图3为机械絮凝区的导流堰板安装示意图之竖剖；图4不同絮凝搅拌转速下高密池出水浊度对比折线图；图中:12混合搅拌机，13污泥回流管，14原水进口，15导流管，21机械絮凝区，22絮凝搅拌机，23导流筒，24导流堰板，Al机械混合区、A2机械絮凝区、A3自然絮凝区、A4沉淀区、A5污泥浓缩区、A6斜管分离区，A7清水区。
具体实施方式
如图1所示，改进前的具体参数和效果如下:某水厂原水为引黄水库水，浊度平均仅5NTU (浊度单位)左右，最高浊度为16.22NTU (浊度单位)，在冬季浊度基本都在2NTU (浊度单位)以下，水温一般为2 4°C，呈现低温低浊状态；pH值为7.8 8.8，呈弱碱性；CODfc为1.36 4.20mg/L ;氨氮为0.02
0.29mg/L ;叶绿素A为0.97 22.70ug/L。每年3 5月、8 10月前后，水库水藻类、氨氮、CODsfa、臭味的污染加剧。高密度沉淀池(简称高密池)试运行初期存在问题:高密池投入试运行初期，原水浊度为2.20 8.53NTU (浊度单位)，平均浊度为
4.22NTU(浊度单位)。运行中回流污泥浓度仅为300mg/L左右，絮凝区基本看不到矾花，出水区有较多细小絮体浮出。高密池出水浊度为1.59 9.9INTU (浊度单位)，平均为3.27NTU(浊度单位)，浊度去除效果不理想。原因分析及运行解决影响高密池出水浊度的因素主要有原水流量及水质、回流污泥浓度、污泥回流比、絮凝剂及助凝剂投加量、排泥量和排泥时间、絮凝搅拌设备工况条件等，原因众多。由于高密池初期运行回流污泥浓度偏低，远未达到有关文献报道的20000 30000mg/L正常运行浓度，池内接触絮凝不充分，沉降性能偏低。为此进行了以下工艺改进及生产性调试:改进过程:(I)机械混合区及机械絮凝区搅拌机工艺改进措施针对现有高密池接触絮凝不充分情况，机械混合区出水堰上不同位置取样7个点，测得招离子浓度最大0.16mg/L,最小0.lmg/L,平均0.14mg/L,扣去5%试验误差后,计算得到混合均匀度52.86%。同时测得机械絮凝区搅拌机提液量仅为4.88倍进水量，远小于设计要求。分析认为由于机械混合区及机械絮凝区区提升搅拌能力不足造成，进行了如下调整:①更换现有机械混合区内搅拌电机及减速机，更换后机械混合区搅拌转速由58r/min 提升至 85r/min。②将现有机械混合区内2叶片平板式叶轮(直径1.2m)更换为4叶片推进式叶轮(直径1.5m);将现有机械絮凝区内2叶片平板式叶轮(直径1.5m)更换为3叶片推进式叶轮(直径2m)。调整完成后，取样测得机械混合区内混合均匀度达到93%左右，机械混合区及机械絮凝区内混合及提升搅拌能力显著提升。机械絮凝区是高密池的重要部分，其絮凝搅拌转速控制是高密池净水效果的关键。搅拌转速过快，会打碎已经形成的矾花；而搅拌转速过慢，又会使絮凝反应不充分，导致形成的矾花密实度不够，影响净水效果。生产实验过程中，我们对比了 28r/min和18r/min时，对絮凝形成及出水浊度的影响，结果如图4所示。(2)为减少机械絮凝区内短流情况，提高絮凝效果，采取如下措施加以改进:①将机械混合区至机械絮凝区不锈钢矩形导流管13水平方向延伸至絮凝区Φ2500圆形导流筒中心，并向上延伸至导流筒内，直接将混合液输出至导流筒内部内，如图3所示；②在机械絮凝区出水堰前加装导流堰板24，如图2、图3所示。最终改进的结构 机械混合区Al中混合搅拌机12叶轮为直径1.5米的4叶片推进式叶轮；机械混合区搅拌机转速为85r/min。机械絮凝区21包括导流筒23和置于容器中的絮凝搅拌机22，将机械絮凝区进水矩形导流管向上折弯至导流筒内且开口正对絮凝搅拌机22，在机械絮凝区21出水堰处设有一个矩形不锈钢导流堰板24，絮凝搅拌机叶轮为直径2.0米的3叶片推进式叶轮，机械絮凝区搅拌机转速为10r/min 18r/min。( 3 )污泥比选及人工投泥调试高密池运行初始阶段虽然通过提高聚合氯化铝铁絮凝剂投加量试图增加高密池污泥浓度，但污泥浓度提升所需时间较长，效果不理想。为尽快达到需求20000 30000mg/L污泥浓度，决定采用人工投泥方式加以解决。针对该水厂实际情况，选取黄河泥、厂门口道路施工泥、小清河岸边泥土、小清河底泥和水厂污水池(收集滤池反冲洗水及沉淀池排泥水)底泥(分别记为1# 5#)共5种泥样进行污泥比选，考察混凝剂聚铝铁投加量(101^/1，201^/1，401^/1)、助凝剂PAM投加量(0.lmg/L, 0.2mg/L,0.4mg/L)和污泥浓度(1.0g/L, 1.5g/L, 2.0g/L)对污泥沉降性能的影响。根据实验结果，兼顾取泥方便，决定选择向高密池投加水厂污水池底泥及黄河泥进行生产运行实验。分别取水厂污水池底泥IOm3及黄河泥45m3，配制成3%泥水混合液。停止高密池进水，保持池内满水，刮泥机、污泥回流泵、机械混合及絮凝搅拌机开启情况下，用泥浆泵抽至高密池的机械混合区内。刚投入池内的原泥沉降性能较差，需要在池内稳定培养一段时间以提升其絮凝沉降效果。因此在投泥的过程中同时在机械混合区投加聚合氯化铝铁80mg/L，PAM助凝剂按照0.4mg/L投加。污泥培养时间约需2 3天左右，此时可考虑少量进水进行调试。水厂高密池初期按照300m3/h进水量调试，当出水水质达到INTU以下后，根据运行稳定情况，按照300 400m3/h的进水增幅相继增至600m3/h、IOOOm3A进行调试，至1000m3/h以上进水量时，则按照200m3/h的进水增幅增至1200m3/h、1400m3/h、1600m3/h、1800m3/h、2000m3/h几个阶段分别进行调试，每个调试阶段需要2 3天的运行稳定期，每隔I 2个小时需要检测高密池两侧出水区浊度变化情况。运行中控制指标为检测机械絮凝区混合液污泥沉降比及上清液浊度，达到沉降8分钟后，沉降比为5%左右，上清液浊度在INTU以内，一般运行条件下，沉淀池底部回流污泥浓度为20000 30000mg / L，污泥回流比一般控制在3% 5%。通过以上工艺改进，最终使高密池出水浊度达到INTU以下。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.一种能处理低浊度原水的中置式高密度沉淀池，包括机械混合区、机械絮凝区、自然絮凝区、沉淀区、污泥浓缩区、斜管分离区和清水区，混凝剂、原水、回流污泥及助凝剂在机械混合区经过充分混合后通过机械混合区出水堰及导流管输送至机械絮凝区，然后经过机械絮凝区顶部的溢流堰流入自然絮凝区，然后进入沉淀区，通过斜管分离区后清水上升至清水区，沉淀污泥经浓缩后经回流泵打回机械混合区，所述的机械混合区中设有混合搅拌机，在所述机械混合区的顶部设有加投点和污泥回流口，在所述机械混合区的底部设有原水进口和导流管，其特征在于，所述机械絮凝区包括导流筒和置于机械絮凝区的絮凝搅拌机，所述机械絮凝区进水导流管向上折弯至导流筒内且开口正对着絮凝搅拌机，在所述机械絮凝区的出水堰内侧设有一个与内壁保持间距的不锈钢导流堰板。
2.根据权利要求1所述的一种能处理低浊度原水的中置式高密度沉淀池，其特征是，所述机械混合区中混合搅拌机的叶轮为直径1.5米的4叶片推进式叶轮；机械絮凝区内中絮凝搅拌机的叶轮为直径2.0米的3叶片推进式叶轮；机械混合区的混合搅拌机转速为85r/min,机械絮凝区的絮凝搅拌机转速为10r/min 18r/min。
专利摘要一种能处理低浊度原水的中置式高密度沉淀池，包括机械混合区、机械絮凝区、自然絮凝区、沉淀区、污泥浓缩区、斜管分离区和清水区，将现有机械絮凝区进水矩形导流管向上折弯至导流筒内且开口正对絮凝搅拌机，在机械絮凝区出水堰处设有一个与内壁保持间距的导流堰板。本实用新型通过改变机械混合区及机械絮凝区叶轮构造，增大叶轮直径，有效提升了机械混合区混合均匀度和絮凝提升能力；通过机械絮凝区出水堰前加装导流堰板，将矩形导流管延伸至导流桶内，有效防止了絮凝池短流；通过检测絮凝区混合液污泥沉降比及上清液浊度控制污泥回流比及判断絮凝效果，达到沉降8分钟后，沉降比为5%左右，上清液浊度在1NTU以内。
文档编号C02F1/52GK202983307SQ20132000518
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者李 浩, 刘衍波, 崔鹏炜, 綦得金, 李世俊, 史德茂, 林群, 万吉昌, 岳建刚, 马宏 申请人:济南泓泉制水有限公司