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1、载体絮凝技术载体絮凝技术与高密度沉淀池与高密度沉淀池一、载体絮凝一、载体絮凝 载体絮凝载体絮凝是一种快速沉淀技术，其特点是在混是一种快速沉淀技术，其特点是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒（如细砂），利凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒（如细砂），利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长生长”及沉淀。与传统絮凝工艺相比，该技术具有及沉淀。与传统絮凝工艺相比，该技术具有占地面积小、工程造价低、耐冲击负荷等优点。自占地面积小、工程造价低、耐冲击负荷等优点。自20世纪世纪90年代以来，西方国家已开发了多种成熟的年代以来，西方国家已开发了多种成熟的应用技
2、术，并成功用于全球应用技术，并成功用于全球100多个大型水厂。多个大型水厂。二、载体絮凝的典型工艺二、载体絮凝的典型工艺 1、Actiflo工艺工艺Actiflo工艺是由工艺是由OTVKruger公司（威立雅水务集公司（威立雅水务集团的工程子公司）开发，自团的工程子公司）开发，自1991年开始在欧洲用于饮年开始在欧洲用于饮用水及污水处理。用水及污水处理。Actiflo工艺特点是以工艺特点是以45150m的细砂为载体强化的细砂为载体强化混凝，并选用斜管沉淀池加快固液分离速度，表面负混凝，并选用斜管沉淀池加快固液分离速度，表面负荷为荷为80120m/h，最高可达，最高可达200m/h，是目前应用最
3、，是目前应用最为广泛的载体絮凝技术。为广泛的载体絮凝技术。2004年上海浦东威立雅自来水有限公司临江水厂年上海浦东威立雅自来水有限公司临江水厂（20万万m3/d）工程项目中采用了）工程项目中采用了Actiflo快速沉淀工艺；快速沉淀工艺；北京市第九水厂针对原水低温、低浊、高藻的情况，北京市第九水厂针对原水低温、低浊、高藻的情况，在二期沉淀池（在二期沉淀池（34万万m3/d）改造工程中采用了）改造工程中采用了Actiflo高效沉淀池工艺。高效沉淀池工艺。Actiflo工艺分为混合、熟化、高速沉淀工艺分为混合、熟化、高速沉淀3个阶段。个阶段。（1）加入混凝剂）加入混凝剂(铁盐或铝盐铁盐或铝盐)的原
4、水进入混合池，的原水进入混合池，经快速搅拌后流入投加池；经快速搅拌后流入投加池；（2）在投加池中加入有机助凝剂和细砂载体促进）在投加池中加入有机助凝剂和细砂载体促进絮体的絮体的“生长生长”，经水力停留，经水力停留12 min后流入熟化后流入熟化池；池；（3）在慢速搅拌下，以细砂为核心的絮体进一步）在慢速搅拌下，以细砂为核心的絮体进一步凝聚生成粗大密实的絮状物，最后水体进入斜管沉凝聚生成粗大密实的絮状物，最后水体进入斜管沉淀池，在细砂絮体的重力沉淀作用下配合斜管的快淀池，在细砂絮体的重力沉淀作用下配合斜管的快速沉淀效应，达到絮体颗粒迅速沉降的目的。速沉淀效应，达到絮体颗粒迅速沉降的目的。含有细砂
5、的污泥回流至装置上方的水力旋流器，通含有细砂的污泥回流至装置上方的水力旋流器，通过离心力使泥浆与细砂分离，细砂重新进入絮凝池过离心力使泥浆与细砂分离，细砂重新进入絮凝池循环使用。循环使用。图图1 Actiflo工艺流程图工艺流程图2、DENSADEG工艺工艺DENSADEG高密度澄清池是由法国高密度澄清池是由法国Degremont公司开公司开发，可用于饮用水澄清、三次除磷、强化初沉处理以发，可用于饮用水澄清、三次除磷、强化初沉处理以及合流制污水溢流和生活污水溢流处理。及合流制污水溢流和生活污水溢流处理。该工艺现已在法国、德国、瑞士得到推广应用。该工艺现已在法国、德国、瑞士得到推广应用。随着近年
6、来国外各大水务公司进入中国市场，国内也随着近年来国外各大水务公司进入中国市场，国内也有个别水厂利用该技术对现有工艺进行了扩建改造。有个别水厂利用该技术对现有工艺进行了扩建改造。乌鲁木齐石墩子山水厂的扩建改造工程（乌鲁木齐石墩子山水厂的扩建改造工程（20万万m3/d）中采用了该项技术。中采用了该项技术。上海杨树浦水厂（上海杨树浦水厂（36万万m3/d）DENSADEG高密度澄高密度澄清池于清池于2008 年建成投产，效果显著。年建成投产，效果显著。DENSADEG工艺结合了混凝、斜管沉淀、污泥回流工艺结合了混凝、斜管沉淀、污泥回流等技术，从构造上主要分为反应区、预等技术，从构造上主要分为反应区、
7、预 浓缩区、斜管浓缩区、斜管澄清区。澄清区。DENSADEG工艺特点是絮凝污泥外部循环回流，可工艺特点是絮凝污泥外部循环回流，可起到载体絮凝的效果，加快了絮凝过程并保证了生成起到载体絮凝的效果，加快了絮凝过程并保证了生成絮体的质量。絮体的质量。反应区主要分为反应区主要分为快速搅拌反应池和慢速推流反应池快速搅拌反应池和慢速推流反应池，快速搅拌反应池快速搅拌反应池使原水与混凝剂充分混合，起到预混使原水与混凝剂充分混合，起到预混凝的作用；凝的作用；慢速推流反应池慢速推流反应池则通过慢速推流使絮体得则通过慢速推流使絮体得到充分的到充分的“生长生长”，整个反应区内可形成絮凝质量好、，整个反应区内可形成絮
8、凝质量好、密度高、分离性能好的混合体系。充分混凝后的混合密度高、分离性能好的混合体系。充分混凝后的混合液进入预沉浓缩区进行快速分离。液进入预沉浓缩区进行快速分离。上部的初沉水进入斜管澄清区以进一步去除水中的残上部的初沉水进入斜管澄清区以进一步去除水中的残留絮体，下部的泥浆经浓缩后被刮泥机刮入泥槽，部留絮体，下部的泥浆经浓缩后被刮泥机刮入泥槽，部分污泥回流至进水中，剩余部分则排人污泥处理系统。分污泥回流至进水中，剩余部分则排人污泥处理系统。图图2 DENSADEG高密度澄清池高密度澄清池 Degremont公司还开发了一种专门用于处理各种污水溢流公司还开发了一种专门用于处理各种污水溢流的的DEN
9、SADEG 4D澄清池，基本原理与澄清池，基本原理与DENSADEG工艺类似，工艺类似，主要是通过以下功能达到净化水体的目的：主要是通过以下功能达到净化水体的目的：去除砂砾、去除油脂、整体化的凝聚絮凝单元加斜管沉淀、污去除砂砾、去除油脂、整体化的凝聚絮凝单元加斜管沉淀、污泥稠化及浓缩。泥稠化及浓缩。其工作流程为已投加混凝剂的原水首先进入预混凝池，通过空其工作流程为已投加混凝剂的原水首先进入预混凝池，通过空气搅拌使无机电解质与水中颗粒充分接触反应，使水中的粗大气搅拌使无机电解质与水中颗粒充分接触反应，使水中的粗大砂砾直接沉降在池底排出；砂砾直接沉降在池底排出；预混凝后的出水进入絮凝池后与回流污泥
10、以及投加的高聚物絮预混凝后的出水进入絮凝池后与回流污泥以及投加的高聚物絮凝剂在机械搅拌下充分混合，形成密实的矾花；凝剂在机械搅拌下充分混合，形成密实的矾花；充分混凝后的水体最后进入斜管澄清池，在预沉区大部分絮体充分混凝后的水体最后进入斜管澄清池，在预沉区大部分絮体与水分离，剩余部分通过斜管沉淀池被除去。与水分离，剩余部分通过斜管沉淀池被除去。漂浮在水体表层的油脂通过刮油器收集而达到除油的目的；漂浮在水体表层的油脂通过刮油器收集而达到除油的目的；沉积在澄清池底的污泥部分回流，剩余部分则稠化浓缩。沉积在澄清池底的污泥部分回流，剩余部分则稠化浓缩。三、三、Actiflo工艺设计特点工艺设计特点 1、
11、工艺特点、工艺特点 Actiflo系统具有如下的特点：系统具有如下的特点：l（1）采用了高分子絮凝剂助凝，提高了絮凝效果。）采用了高分子絮凝剂助凝，提高了絮凝效果。l在在Actiflo工艺中使用聚丙烯酰胺工艺中使用聚丙烯酰胺PAM作为助凝剂，通过吸附架桥作为助凝剂，通过吸附架桥作用，可使形成的絮体粗大、密实，具有较好的沉降性能，有利作用，可使形成的絮体粗大、密实，具有较好的沉降性能，有利于在沉淀池内沉淀分离。投加量一般在于在沉淀池内沉淀分离。投加量一般在0.1mg/L左右。左右。l（2）投加微砂，提高了絮凝效果。）投加微砂，提高了絮凝效果。l微砂在该工艺中起到了重要的作用，首先微砂作为絮核，可
12、以加微砂在该工艺中起到了重要的作用，首先微砂作为絮核，可以加速絮凝体的形成；其次微砂在絮凝搅拌过程中会在其移动路径的速絮凝体的形成；其次微砂在絮凝搅拌过程中会在其移动路径的后方形成微小涡旋，可增加的水中颗粒的有效碰撞几率，强化了后方形成微小涡旋，可增加的水中颗粒的有效碰撞几率，强化了絮凝作用；另外，微砂大大增加絮凝体的有效密度和沉降速度。絮凝作用；另外，微砂大大增加絮凝体的有效密度和沉降速度。l（3）沉淀部分采用斜管沉淀池，提高了沉淀效果。）沉淀部分采用斜管沉淀池，提高了沉淀效果。l含微砂的高密度絮体和斜管的高效沉淀相结合，使得沉淀池上升含微砂的高密度絮体和斜管的高效沉淀相结合，使得沉淀池上升
13、流速能够达到流速能够达到3070m/h以上，沉淀时间短，占地面积省。以上，沉淀时间短，占地面积省。l（4）Actiflo系统还具有出水水质好，运行稳定，耐冲击负荷等优系统还具有出水水质好，运行稳定，耐冲击负荷等优点。据报道，处理后出水浊度可以控制在点。据报道，处理后出水浊度可以控制在1NTU以内，原水的水质以内，原水的水质波动对该工艺的影响不明显，仍然能够保持良好的出水水质。波动对该工艺的影响不明显，仍然能够保持良好的出水水质。2、Actiflo工艺设计参数工艺设计参数lActiflo工艺应用于给水处理以及污水处理工程中有其不同的设工艺应用于给水处理以及污水处理工程中有其不同的设计参数，具体见
14、表计参数，具体见表1，典型的池型布置见图，典型的池型布置见图3。图图3 典型的典型的Actiflo 工艺池型布置工艺池型布置3、Actiflo工艺设备选择工艺设备选择（1）细格栅）细格栅lActiflo工艺中砂水分离器的底部微砂排放口容易被除工艺中砂水分离器的底部微砂排放口容易被除微砂外的大颗粒污染物堵塞，必须在微砂外的大颗粒污染物堵塞，必须在Actiflo的进水前的进水前通常设有自动细格栅，去除大颗粒的悬浮物。通常设有自动细格栅，去除大颗粒的悬浮物。（2）搅拌器）搅拌器lActiflo工艺需设置混凝池、注射池及熟化池搅拌器，工艺需设置混凝池、注射池及熟化池搅拌器，除了具备普通混凝絮凝反应搅拌
15、器的参数外，除了具备普通混凝絮凝反应搅拌器的参数外，Actiflo工艺的搅拌器还要着重考虑搅拌器的提升能力，即能工艺的搅拌器还要着重考虑搅拌器的提升能力，即能将池中微砂与水完全混合，不发生微砂沉积的能力。将池中微砂与水完全混合，不发生微砂沉积的能力。这就要求这就要求Actiflo工艺的搅拌器具有更高的功率。工艺的搅拌器具有更高的功率。l一般来说，混凝池的搅拌器功率最大应达到一般来说，混凝池的搅拌器功率最大应达到150 W/m3，注射池注射池70 W/m3,熟化池熟化池40W/m3，且需变频控制。，且需变频控制。（3）刮泥机）刮泥机lActiflo工艺沉淀池需设刮泥机，将沉淀于池底的微砂及污泥混
16、工艺沉淀池需设刮泥机，将沉淀于池底的微砂及污泥混合液刮至中心集泥斗，再由微砂循环泵抽出，经砂水分离器后合液刮至中心集泥斗，再由微砂循环泵抽出，经砂水分离器后对微砂循环利用。这必然要求刮泥机具有更高的强度。对微砂循环利用。这必然要求刮泥机具有更高的强度。lActiflo工艺沉淀池刮泥机通常是四只刮臂或框架式结构，具有工艺沉淀池刮泥机通常是四只刮臂或框架式结构，具有较高的机械保护扭矩。在刮刀底部需安装硬橡胶，尽可能地将较高的机械保护扭矩。在刮刀底部需安装硬橡胶，尽可能地将池底微砂全部刮至中心集泥斗并防止磨损。池底微砂全部刮至中心集泥斗并防止磨损。l图图4为为Actiflo工艺沉淀池刮泥机。工艺沉淀池刮泥机。图图4Actiflo 工艺沉淀池刮泥机工艺沉淀池刮泥机（4）微砂）微砂l微砂是微砂是Actiflo工艺的核心，通常要求微砂为圆形石英砂，工艺的核心，通常要求微砂为圆形石英砂，其硅含量其硅含量 95%，均匀系数，均匀系数(d60/d10)1.7，微砂的有效，微砂的有效粒径粒径d10=0.12mm。l98%-99%的细砂通过水力旋流器的有效分离得到循环使用，的细砂通过水力旋流器的有效分离得到
