該城市用水的主要來源為雪山融水,日設計產(chǎn)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(xù)半年左右,冬季濁度在10個NTU以下)低濁度水的產(chǎn)生主要是由膠體顆粒引起。膠體由于顆粒細小,長期靜置不會下沉。只有投加合適的混凝劑和助凝劑才可使其降沉,而由于低溫對于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,絮凝顆粒小且松散,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。基于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(采用斜管沉淀及污泥回流技術)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、污泥回流、斜管澄清等技術對于低溫低濁水的處理效果較好,同時占地面積小,水流條件好,反應效率高,耗藥量少,可以節(jié)約投資資金。
高密度澄清池基于以下原理設計: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(qū)至沉淀區(qū)之間慢速傳送,使礬花保持完整不易破壞,礬花沉淀速度快;污泥循環(huán)系統(tǒng)提高水體的污泥濃度增加水體的凝結中心,從而使得礬花緊密,加大沉淀速度:斜管沉淀機理。系統(tǒng)簡述如下:
1.混合區(qū) 原水經(jīng)過格柵后至混合配水構筑物,混合配水構筑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于水中,以利于混凝劑快速的水解、聚合、顆粒脫穩(wěn)并有助于布朗運動進行異向絮凝。因此混合快速劇烈,通常在10~30s內(nèi)完成至多不超過2min完成攪拌器采用漿葉攪拌,攪拌不能過于劇烈,否則會使整個水流與漿板共同旋轉(zhuǎn),水流紊流不足,影響混合效果。
2.反應區(qū)
反應區(qū)由兩部分組成,一是快速機械攪拌反應區(qū),另一部分為慢速推流式反應區(qū)。
預混凝的原水引入快速反應區(qū)底板中央,在該區(qū)設快速攪拌器,反應區(qū)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(qū)以機械攪拌為主。在該區(qū)設有一高分子助凝劑投加點,采用環(huán)行不銹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制反應室及導流板,通過渦輪攪拌使聚合物和水充分混合并提供聚合電解質(zhì)所需的能量更有利于反應的進行,同時通過濃縮污泥(主要來自污泥濃縮區(qū))的外部在循環(huán)系統(tǒng)使混合反應池中懸浮絮狀物的濃度保持在最佳狀態(tài),以此來確保懸浮物的沉淀方式。最佳的沉淀方式為成層沉淀。然后進入推流式反應池
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,并使礬花顆粒不斷的增大,即可獲得高密度、均質(zhì)的礬花,使得沉淀區(qū)速度加快。
3.斜管沉淀及污泥濃縮區(qū)
由于礬花從預沉區(qū)進入澄清區(qū)速度緩慢,礬花不會破壞或產(chǎn)生漩渦,使得大量的礬花在該區(qū)沉淀。沉淀方式有兩種:一是斜管下部深層阻礙沉淀,另一種是淺層斜管沉淀。礬花在澄清池的下部匯集成污泥并濃縮,逆流式斜管將剩余礬花沉淀。澄清水通過集水槽回收后進入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(jīng)沉淀的礬花形成活性污泥具有相當?shù)慕佑|絮凝活性,因此采用污泥循環(huán)系統(tǒng)使活性污泥進行充分利用,同時又可以增加低溫低濁水的絮凝中心,提高處理效率。污泥層分兩層:上層排泥斗上部為再循環(huán)污泥濃縮區(qū),污泥在該區(qū)間停留時間為幾小時然后排入污泥斗內(nèi),在特殊情況下,比如水負荷不同或水流速不同可調(diào)整再循環(huán)區(qū)高度,以便適應實際的運行情況。循環(huán)區(qū)污泥由污泥循環(huán)泵打出,循環(huán)至反應池入口處;下層產(chǎn)生大量濃縮污泥,污泥濃度一般大于20g/l,通過中心懸掛式刮泥機將沉積的泥刮入泥槽,由排泥泵抽至排污管網(wǎng)。
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筑物,各部分相互牽制,相互關聯(lián),相互影響,對運行的參數(shù),自動化控制方面要求非常高,必須經(jīng)過運行積累相當?shù)慕?jīng)驗和數(shù)據(jù),才能達到最合理的運行效果。
?。ǘ?、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制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控制,然后PLC輸出4~20mAPID控制信號至濾池清水出口閥門。PID控制根據(jù)液位的變化平穩(wěn)的調(diào)節(jié)清水出口閥從而使得濾池水位保持恒定。這種水位控制能夠?qū)γ恳粋€細小的流量變化自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)濾池的等水頭過濾。V型濾池采用氣水反沖,表面掃洗,因其反沖洗強度小,濾料不會膨脹。整個濾層在深度方向粒徑比較均勻,不會發(fā)生水力分級各,整個濾層的含污能力強,過濾周期長,沖洗水量較小,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,二是氯后加氯消毒。
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,通過此工藝處理后水質(zhì)100%達到1NTU以下,滿足國家飲用水的水質(zhì)標準。由此可見此工藝對于低溫低濁水 來說比較適宜。
2. 夏季原水受環(huán)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(xù)的情況下,高密池及濾池的的性能良較穩(wěn)定,能夠生產(chǎn)述合格的生活飲用水。但存在安全隱患,不宜長時間運行。后期應對此改造。
3. 在正常情況下,水濁度一般在30~500NTU,水處理工藝穩(wěn)定,形成的礬花密實,用藥量合理,出水達到飲用水水質(zhì)標準。
4. 工藝先進,操作較為復雜,對工作人員的技術素質(zhì)要求較高,儀表、設備的維護要求高。運行中還存在許多問題,有待于在實踐中改進。
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