东莞市天泽环保工程有限公司 523000
摘要：随着工业的不断发展，环境污染已经成为摆在人类面前的一个重大问题，而水资源作为人类生存和生活中不可缺少的物质和原料也日益紧缺。因此，对污水进行深度处理，使得处理后的部分水资源可以进行再利用。设计要求大水量低投资，借鉴高密度澄清池的做法，设计出一套废水一体化高效处理设备显得尤为重要。
关键词：含砷废水；尾矿废水；高效混凝沉淀设备；高密度澄清池
一、概况
沉淀池在经历了平流沉淀池，斜板（管）沉淀池和机械加速（脉冲）澄清池之后，新型的一种澄清池称做高密度澄清池（DENSADEG）问世了。该池是由法国得利满公司开发研制获专利的一种新型澄清池，它在欧洲已经应用多年，目前开始进入中国市场。由于该池效率高，适用性广，因而在中国各城市用地日益短缺的情况下，采用这种高效的澄清池技术应是一种适宜的选择。在乌鲁木齐20万吨/日城市供水项目中，通过与得利满公司的技术交流，结合该项目在原水水质状况，以及考虑到乌鲁木齐冬季气候寒冷，所有构筑物必须加盖房子，因而选用高效的澄清池节省土建投资是首选，通过技术经济比较后，我们采用了得利满公司的高密度澄清池技术，下面对该种池型及工程中的设计应用做一简单介绍。
二、简介
高密度澄清池介绍高密度澄清池（DENSADEG）是由法国得利满公司研制的一种采用斜管沉淀及污泥循环方式的收速、高速的澄清池。其工作原理基于下五个方面：
1．原始概念上的整体化的絮凝反应池。
2．推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输。
3．污泥的外部再循环系统。
4．斜管沉淀机理。
5．采用合成絮凝剂+高分子助凝剂。高密度澄清池的适用范围广，可以称得上是“万能”澄清池。可用于以下方面：
（1）饮用水（澄清、除碳……）
（2）工业用水（澄清、除碳……）
（3）城市生活污水（物化初沉池，三次除磷）
（4）工业污水（特殊处理）
（5）污泥浓缩（滤池反冲洗废水）
三、高密度澄清池的说明
1．高密度澄清池的三种类型RL型高密度澄清池。（多用生活用水处理工艺，及生活污水处理工艺。）该池是目前使用范围最广的一种高密度澄清池（95%的项目采用）。采用该类型的高密度澄清池，水泥混合物流入澄清池的斜管下部，污泥在斜管下的沉淀区从水中分离出来，此时的沉淀为阻碍沉淀；剩余絮片被斜管截留，该分离作用是遵照斜管沉淀机理进行的。因此，在同一构筑物内整个沉淀过程就为两个阶段进行：深层阻研沉淀、浅层斜管沉淀。其中，阻碍沉淀区的分离过程是沉清池几何尺寸计算的基础。
该类型高密度澄清池的上升流速取决于斜管区所覆盖的面积，（上升流速23m/h。）RP型高刻度澄清池。当出水及污水排放标准不是极严格的情况下，采用此类高密度澄清池，效果较好在安装时可不带斜管。该澄清池较少采用（只用于滤池冲冼废水带排放上清液的浓缩，特殊浓缩要求）。RPL型高密度澄清池。（多用于城市污水处理工艺、工业污水处理艺。）这一类型的高密度澄清池只有当必须集中贮泥并对处理无反作用时才采用。所以它的应用仅限于除碳工艺（非饮用水）及工业污水处理中特殊的沉淀工艺。
2．工艺原理
高密度澄清池包括五个重要因素：
（1）均质絮凝体及高密度矾花
（2）由于沉淀速度快（15和40m/h）采用密集型设计
（3）有效地完成污泥浓缩
（4）沉淀后出水质量较高，一般在10NTU以内。
（5）抗冲击负荷能力强，不易受突发冲击负荷的变化而变化。此外，该池可在流速波动范围大的情况下工作。
根据尾矿废水实际情况，根据高效澄清池原理，通过改进，一体化高效混凝沉淀设备设计如下图：
高密度澄清池由三个主要部分组成：一个“反应池”，一个“预沉池—浓缩池”以及一个“斜管分离池”。
（1）反应池
得利满专利产品反应池是本工艺的根本特色。在该池中进行物理—化学反应，或在池中进行其他特殊沉淀反应。
（2）反应池分为两个部分：
一个是快速混凝搅拌反应池，另一个是慢速混凝推流式反应池。
（3）快速混凝搅拌反应池
将原水（通常已经过预混凝）引入到反应池底板的中央。一个叶轮位于中心稳流型的圆筒内。该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能量。
混合反应池中悬浮絮状或晶状固体颗粒的浓度保持在最佳状态，该状态取决于所采用的处理方式。通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部再循环系统使池中污泥浓度得以保障。
（4）推流式反应池
上升式推流反应池是一个慢速絮凝池，其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。因此，整个反应池（混合和推流式反应池）可获得大量高密度、均质的矾花，以达到最初设计的要求。沉淀区的速度应比其他系统的速度快得多，以获得高密度矾花。
（5）预沉池—浓缩池
矾花慢速地从一个大的预沉区进入到澄清区，这样可避免损坏矾花或产生旋涡，确使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。
矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：一层位于排泥斗上部，一层位于其下部。上层为再循环污泥的浓缩。污泥在这层的停留时间为几小时。然后排入到排泥斗内。排泥斗上部的污泥入口处较大，无需开槽。为了更好地使污泥浓缩，刮泥机配有尖桩围栏。在某些特殊情况下（如：流速不同或负荷不同等），可调整再循环区的高度。由于高度的调整，必会影响污泥停留时间及其浓度的变化。部分浓缩污泥自浓缩区用污泥泵排出，循环至反应池入口。下层是产生大量浓缩污泥的地方。浓缩污泥的浓度至少为20g/l（澄清工艺）。采用污泥泵从预沉池—浓缩池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脱水间或现有的可接纳高浓度泥水的排水管网或排污管、渠等。
（6）斜管分离区
逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分布。这些板有效地将斜管分为独立的几组以提高水流均匀分配。不必使用任何优先渠道，使反应沉淀可在最佳状态下完成。澄清水由一个集水槽系统回收。絮凝物堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。
通过刮泥机将污泥收集起来，循环至反应池入口处，剩余污泥排放。
3．运行条件
要使高密度澄清池工作状况良好，应考虑到几个重要事项：
（1）高效的絮凝及混凝过程
（2）污泥层泥位界面的控制
（3）高效的斜管分布、设置
（4）连续的工况自动监控
四、案例
湖南青山硫铁矿治理工程项目建设一座日处理量为3，000m3的尾矿废水处理工程。
本项目中，在废水含砷氧化预处理后，设计采用特效高密度澄清池用于本处理系统。
（一）原水特性及方案选择
本尾矿废水为矿井开采后，地下水渗出，水质较清，悬浮物含量低，呈弱酸性，经检测含有少量砷、铜、铅等有害物质，主要超标污染因子为砷、SS和PH值。根据水质特点，往废水中投加适量石灰乳，调节废水pH值，同时与水中含有的少量砷及其他金属离子反应形成沉淀，达到净化废水的目的，废水经加石灰乳调节PH及沉淀后，废水即可达到排放标准，排入自然水体，或储存回用。
（二）高密度澄清池主要设计参数
设计1个高效混凝处理设备，
设计处理能力：125m³/h
设备尺寸：Φ5.0m×7.5m
材质：8mm厚碳钢材质，三布五油环氧树脂+FRP防腐
配套设备：搅拌机、中心导流筒、布水筒、斜管填料、溢流堰等
高效混凝处理设备的自动控制由现场PLC系统接收的来自两个污泥界面探测器及每个高密度澄清池的刮泥力矩开关的信息可用于控制排泥泵的运行及刮泥机的运行。安装在高密度澄清池下游的两台浊度计（每个流程上一台）用于控测澄清水的浊度，并将其信号反馈至混凝反应区的控制PLC系统。以便适时地调整混凝剂和助凝剂的投加量。
（三）处理后水质如表所示
五、结束语
高密度澄清池技术属于高端混凝反应设备，对布水、水流量平衡、固液分离细化设计有较高的要求，将此技术用于尾矿废水混凝沉淀中，能达到较好的处理效果。
本处理设备占地面积小、节省土建投资、抗冲击负荷能力强、具有适用性广、效率高等特点，必将在给水处理、废水处理，以及工业污水处理中具有广泛的应用前景。
论文作者:胡振华
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/18
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