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低濁水處理工藝及水廠運行實例

 一. 概述
  該城市用水的主要來源為雪山融水,日設計產水量20萬m3。原水的主要特性為低溫低濁(水溫在4℃以下持續半年左右,冬季濁度在10個NTU以下)低濁度水的產生主要是由膠體顆粒引起。膠體由於顆粒細小,長期靜置不會下沉。隻有投加合適的混凝劑和助凝劑才可使其降沉,而由於低溫對於水的混凝效果有著明顯的影響。低溫條件下,絮凝體形成緩慢,絮凝顆粒小且鬆散,沉降速度降低,即使混凝劑投加量增大,絮凝效果也不是很好。基於以上原水低溫低濁水特性,水廠處理工藝采用法國得利滿公司的高密澄清工藝(采用斜管沉澱及汙泥回流技術)及V型濾池,整個水廠的工藝流程如下:
  
  
  二、主要工藝介紹
  (一)高密度澄清池
  高密度澄清池合理的利用了機械攪拌、加藥助凝、汙泥回流、斜管澄清等技術對於低溫低濁水的處理效果較好,同時占地麵積小,水流條件好,反應效率高,耗藥量少,可以節約投資資金。
  高密度澄清池基於以下原理設計:混凝絮凝機理;采用合成的有機絮凝劑和高分子助凝劑;推流式反應區至沉澱區之間慢速傳送,使礬花保持完整不易破壞,礬花沉澱速度快;汙泥循環係統提高水體的汙泥濃度增加水體的凝結中心,從而使得礬花緊密,加大沉澱速度:斜管沉澱機理。係統簡述如下:
  1.混合區 原水經過格柵後至混合配水構築物,混合配水構築物對原水進行均勻分配,在此處設有一混凝劑投加點,通過快速攪拌器進行快速混合,使得藥劑快速均勻的擴散於水中,以利於混凝劑快速的水解、聚合、顆粒脫穩並有助於布朗運動進行異向絮凝。因此混合快速劇烈,通常在10~30s內完成至多不超過2min完成攪拌器采用漿葉攪拌,攪拌不能過於劇烈,否則會使整個水流與漿板共同旋轉,水流紊流不足,影響混合效果。
  2.反應區
  反應區由兩部分組成,一是快速機械攪拌反應區,另一部分為慢速推流式反應區。
  預混凝的原水引入快速反應區底板中央,在該區設快速攪拌器,反應區主要依靠機械攪拌或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚,故屬同向絮凝階段,該區以機械攪拌為主。在該區設有一高分子助凝劑投加點,采用環行不鏽鋼管投加聚丙稀酰胺提高低溫水的混凝效果,通過加藥間計量泵投加。該機械反應池不同的是裝有一套鋼製反應室及導流板,通過渦輪攪拌使聚合物和水充分混合並提供聚合電解質所需的能量更有利於反應的進行,同時通過濃縮汙泥(主要來自汙泥濃縮區)的外部在循環係統使混合反應池中懸浮絮狀物的濃度保持在最佳狀態,以此來確保懸浮物的沉澱方式。最佳的沉澱方式為成層沉澱。然後進入推流式反應池
  慢速推流式反應池的其作用通過慢速輸送水流,使混凝反應進行的更加完全,並使礬花顆粒不斷的增大,即可獲得高密度、均質的礬花,使得沉澱區速度加快。
  3.斜管沉澱及汙泥濃縮區
  由於礬花從預沉區進入澄清區速度緩慢,礬花不會破壞或產生漩渦,使得大量的礬花在該區沉澱。沉澱方式有兩種:一是斜管下部深層阻礙沉澱,另一種是淺層斜管沉澱。礬花在澄清池的下部匯集成汙泥並濃縮,逆流式斜管將剩餘礬花沉澱。澄清水通過集水槽回收後進入V型濾池,運行情況表明澄清水濁度在10NTU左右(冬季一般在2個NTU左右)。
  經沉澱的礬花形成活性汙泥具有相當的接觸絮凝活性,因此采用汙泥循環係統使活性汙泥進行充分利用,同時又可以增加低溫低濁水的絮凝中心,提高處理效率。汙泥層分兩層:上層排泥鬥上部為再循環汙泥濃縮區,汙泥在該區間停留時間為幾小時然後排入汙泥鬥內,在特殊情況下,比如水負荷不同或水流速不同可調整再循環區高度,以便適應實際的運行情況。循環區汙泥由汙泥循環泵打出,循環至反應池入口處;下層產生大量濃縮汙泥,汙泥濃度一般大於20g/l,通過中心懸掛式刮泥機將沉積的泥刮入泥槽,由排泥泵抽至排汙管網。
  綜上所述高密澄清池是即混合、反應和分離為一體的綜合性工藝構築物,各部分相互牽製,相互關聯,相互影響,對運行的參數,自動化控製方麵要求非常高,必須經過運行積累相當的經驗和數據,才能達到最合理的運行效果。
  (二)、V型濾池
  V型濾池80年代引入我國,在我國各大中型水廠已得到普遍應用。本水廠中濾池水位的控製儀表為液位變送器和壓差變送器,這兩種儀表輸出4~20mA信號至PLC控製,然後PLC輸出4~20mAPID控製信號至濾池清水出口閥門。PID控製根據液位的變化平穩的調節清水出口閥從而使得濾池水位保持恒定。這種水位控製能夠對每一個細小的流量變化自動調節,實現濾池的等水頭過濾。V型濾池采用氣水反衝,表麵掃洗,因其反衝洗強度小,濾料不會膨脹。整個濾層在深度方向粒徑比較均勻,不會發生水力分級各,整個濾層的含汙能力強,過濾周期長,衝洗水量較小,自動化程度高,運行可靠。
  另外,還有消毒技術,主要采用液氯消毒,在本廠有兩處加藥點,一是濾前預氯化,二是氯後加氯消毒。
  三、運行效果
  從水廠近年的運行試運行效果來看,
  1. 冬季低溫低濁水的情況下,通過此工藝處理後水質100%達到1NTU以下,滿足國家飲用水的水質標準。由此可見此工藝對於低溫低濁水 來說比較適宜。
  2. 夏季原水受環境影響較大上,原水濁度會驟然增至5000NTU(最高增至1萬NTU左右)采用減水及人工排泥,在高濁度短時間持續的情況下,高密池及濾池的的性能良較穩定,能夠生產述合格的生活飲用水。但存在安全隱患,不宜長時間運行。後期應對此改造。
  3. 在正常情況下,水濁度一般在30~500NTU,水處理工藝穩定,形成的礬花密實,用藥量合理,出水達到飲用水水質標準。
  4. 工藝先進,操作較為複雜,對工作人員的技術素質要求較高,儀表、設備的維護要求高。運行中還存在許多問題,有待於在實踐中改進。

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