摘要：以新疆开源供水有限公司来水（低温低浊度水）为原水，采用“高密度沉淀池+V型滤池”处理工艺，出水主要用于新疆某化工园区脱盐水站和循环水站补水，总处理规模为5.2万m3/d。介绍了工程概况、工艺流程及高密度沉淀池的设计参数与构造。运行结果表明，工艺运行稳定，出水水质达到设计要求。
关键词：预处理；高密度沉淀池；水质；工艺设计
新疆某化工园区生产水需求量约5.2万m3/d，主要用于脱盐水站和循环水站的补充水。一期脱盐水装置设计原水为市政水，二、三期脱盐水装置设计原水为地下水；2017年政府要求限期关闭地下井，该园区用水由库尔勒市经济开发区的新疆开源供水有限公司供应。新疆开源供水有限公司的水取自博斯腾湖，硬度、碱度、SDI、细菌总数等指标均超出原脱盐水站进水水质要求。水源改为开源水后，脱盐水站超滤膜污堵，产水量下降；循环水系统浓缩倍率降低，严重影响到化工园区生产装置的稳定运行及生产成本。因此需要预处理装置对开源水厂来水进一步处理，以满足脱盐水站和循环水站补水水质要求。
一、设计水质及工艺流程
1.1进出水水质
原水预处理进出水水质表
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新疆开源供水有限公司地处新疆巴州库尔勒经济技术开发区建设开发中心，源水取自博斯腾湖，冬季气候寒冷，水温只有0～2℃，进水浊度也只有2～3NTU，属于典型的低温低浊度水。
低温低浊水中的杂质主要以细的胶体分散体系溶于水中，胶体微粒的动力稳定性和凝聚稳定性较强。冬季随着水温的降低，水的动力粘度系数提高，减弱了水中胶体的颗粒运动，降低了它们之间相互碰撞的几率，水中胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围的水化膜加厚，妨碍颗粒凝聚，且混凝剂(PAC)水解速度减慢，影响了常规混凝效果;原水浊度低，通过混凝所形成的絮体较轻，较细，不易下沉，难以通过沉淀从水中分离出去，这就影响了常规沉淀效果;这样的水进入滤池后，很容易穿透滤层，滤后水往往很难达到生活饮用水标准，这便严重影响了常规过滤工艺［1］。
1.2 工艺流程
采用“高密度沉淀池+V型滤池”处理工艺。
高密度沉淀池由混合反应区、絮凝反应区、斜管分离区、沉淀浓缩区组合而成，详见图1。分别配有混合搅拌器、絮凝搅拌器、导流筒、斜管或斜板、刮泥机、集水槽、污泥回流及污泥排放管路等设备或设施，达到混合、絮凝、分离、沉淀的工艺处理目的。
高密度沉淀池是一种高效的泥水分离沉淀单元，集良好的机械混合、絮凝、高分子投加、澄清、污泥浓缩和污泥循环回流于一体，分离效果高、污泥浓度高、工艺过程可控、占地面积小、出水浊度低、排泥可直接进行机械脱水。
V型滤池是指一种以恒定水位过滤的快滤池。池两侧的进水槽成V字型，池内的超声波水位自动控制装置可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高低。自动调节开启程度，使池内水位恒定。整个滤料层在深度方向的粒径分布基本均匀，截污能力高；气水反洗、表面冲洗结合，反冲洗的效果比其它滤池好。
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图一 高密度沉淀池结构剖面图
二、主要构筑物与处理设备
新疆美克化工股份有限公司原水预处理改造项目设计高密度澄清池一座，地上结构，总平面尺寸为31.9m×31.35m，分成平行并联运行的2组（原水混合池共用），每组处理规模2.6万m3/d。高密度沉淀池混凝反应区、絮凝反应区、 斜管沉淀区之间由穿孔墙连通，底部设有放空管。
2.1原水混合池
原水混合池平面设计尺寸为22.75m×4.35m，高度为7.35m。原水(DN1200)与V型滤池反洗废水(DN250)进入原水混合池，投加混凝剂（PAC）同时进行搅拌；使PAC迅速均匀分散到原水中，利于混凝剂水解，充分发挥混凝剂高电荷对水中胶体电中和脱稳作用；安装搅拌器2台，规格为GMC1100-29B，功率为11kW。出水经配水堰至一级混凝池。
2.2混凝池
混凝池分2组，每组分两级，单组平面设计尺寸为5.3m×2.65m，高度为 7.35m。一级混凝池内投加氢氧化钙同时搅拌；出水自流至二级混凝池水，二级混凝池投加PAM、碳酸钠同时进行搅拌，形成沉淀物及矾花。每池安装搅拌器1台，规格为GCM400-53E，功率为4Kw，共4台。出水自流至絮凝池。
2.3絮凝池
絮凝池设计尺寸为5.6m×5.6m，高度为7.35m。絮凝池被导流筒分割成两个相对连续的区域，从而实现两级絮凝。一级絮凝在导流筒内进行（导流筒内设有PAM、Na2CO3加药环），通过搅拌器的搅拌，确保快速絮凝及絮凝所需的能量，使絮凝剂与原水快速混合。二级絮凝在导流筒外进行，实现慢速絮凝，以生成较高密度的矾花，出水慢速流至沉淀区。安装搅拌器1台，规格为GMC750-24E，功率为7.5KW，变频控制。搅拌器通过变频实现对絮凝搅拌强度的调整，以达到最佳的絮凝效果。
2.4沉淀池
斜管沉淀区设计尺寸14m×14m，高度为6.9m，底部安装刮泥机1台。 刮泥机直径14m、功率1.1kW。沉淀池出水由出水渠流入V型滤池，底部沉淀污泥部分由回流污泥泵用DN150的管道回流至混凝反应区，以增加混凝效果。剩余污泥经污泥泵排放泵送入污泥处理系统。
2.5V型滤池
过滤部分共设V型滤池4组，总平面尺寸31.4m×31.35m（含管廊），高度为6.49m。单格滤池平面尺寸为15m×7.4m，实际有效过滤面积为90m2（15m×6m）。每格滤池底部布设长柄滤头，间距120mm。滤池反冲洗采用气水联合反冲洗加表面扫洗，反冲洗废水收集至反冲洗废水池，由废水泵排至原水混合池。
2.6污泥调节池及污泥脱水间
总平面尺寸尺寸30m×15m，其中污泥调节池一座，平面尺寸15m×7.5m，高度为5.8m，安装搅拌器2台，规格为GCM1500-39E，功率为15Kw；污泥浓缩间平面尺寸平面尺寸22.5m×15m，两层建筑，首层高度为6.5m，二层高度为7m，安装板框压滤机两台，型号：XAZGFQN500/1500-UI，过滤面积500m2，脱水后滤饼含水率＜65%。
2.7其他
除上述构筑物外还建有地下污泥泵房、产水泵房、地下泵房及反洗风机房、加药间等配套设施与设备，产水池利旧。
三、自动化控制
在整个系统运行过程中，水质监测过程控制及仪表自动控制是必不可少的，按照集中监测、集中控制与分散控制相结合的原则，在中控室设置模拟屏一面，在各个工艺段设置相应的测量仪表，如流量计、压力表、液位计、pH计等，仪表输出的信号及时输送至各自的PLC，由控制室控制各个阀门的开启与关闭。
四、运行效果
工业园区原水预处理改造项目经过近半个月的调试，于2019年11月份已正式投入运行，经测试，出水水质稳定，运行效果良好，达到设计要求。
五、结论
高密度澄清池是集混凝、加强絮凝、沉淀、污泥浓缩工艺为一体的高效水处理构筑物，占地面积小，抗冲击复合能力强，对低温地浊度水处理效果好。同时该工艺的机械设备较多，能耗大，投资总体较高，更适合大处理规模的水处理系统。
参考文献：
［1陈寿彬 高密度澄清池在低温低浊水处理中的应用 福建建筑2013（6）
论文作者:韩丽燕,田军超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：絮凝论文; 滤池论文; 污泥论文; 脱盐论文; 原水论文; 新疆论文; 高密度论文; 《基层建设》2019年第28期论文;