浅谈高效絮凝沉淀池工艺原理及运行管理

作者:快彩平台网站 | 2020-05-31 03:57

  浅谈高效絮凝沉淀池工艺原理及运行管理_电力/水利_工程科技_专业资料。中国科技期刊数据库 工业 C 浅谈高效絮凝沉淀池工艺原理及运行管理 王 涛 宁夏长城水务有限责任公司,宁夏 银川 750000 摘要:简要阐述高效絮凝沉淀池的特点、工作原理,高效絮凝沉淀池工艺参数调

  中国科技期刊数据库 工业 C 浅谈高效絮凝沉淀池工艺原理及运行管理 王 涛 宁夏长城水务有限责任公司,宁夏 银川 750000 摘要:简要阐述高效絮凝沉淀池的特点、工作原理,高效絮凝沉淀池工艺参数调整原则,运行管理要求。 关键词:集成式絮凝区;沉淀区;浓缩区;污泥循环;污泥百分比;泥位控制 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)59-0071-02 高效絮凝沉淀池主要有三个技术组合模块:集成式絮凝 区、沉淀区、浓缩区。高效絮凝沉淀池具有以下特点: (1)设有外部污泥循环系统把污泥从污泥浓缩区提升 到反应池进水管与原水混合。 (2)混凝-絮凝在集成式絮凝 区中进行,首先通过搅拌的混合反应区,接着进入推流式反 应区。 (3)采用合成有机高分子絮凝剂 PAM。 (4)从低速反 应区到斜管沉淀区矾花能保持完整,并且产生的矾花质均、 密度高。 (5)采用高效的斜管沉淀,沉淀池斜管段页面负荷 20-30m3/m2.h,高密度矾花在此得到很好地沉淀。 能有效地完成污泥浓缩,出水水质稳定。 1 工作原理 集成式絮凝区包括带有污泥回流的快速絮凝和矾花增 长所需的慢速絮凝,由两个连续的区域构成。第一级絮凝在 一个筒状区域内进行并由一个轴流推进器进行搅拌,以确保 快速絮凝及絮凝所需能量,絮凝剂投加在搅拌器的下方(混 凝剂投加在高密池上游) ,从污泥浓缩区到第一级絮凝区进 行连续的外部泥渣回流,极高的污泥浓度提高了絮凝效果, 在第二级絮凝区域中进行慢速絮凝,生成的矾花具有较高的 密度,然后慢速流至沉淀区以保证矾花的完整性。 第一级絮凝区的工作原理是: (1)已经过预凝聚的原水与循环污泥混合后进入到一 级絮凝区。 (2)絮凝区搅拌机位于圆筒式缓流板的中央,该 搅拌机的作用是使反应区内原水、絮凝剂、泥均匀混合,并 为聚合电解质的分散和絮凝提供需要的能量,达到快速凝聚 的效果。来自污泥浓缩区中的浓缩污泥通过外部再循环系统 使池中污泥浓度得以保证。 第二级絮凝区的工作机理是: (1)此区为上升式水流慢速絮凝反应区,使矾花的尺 寸在此增大。 (2)整个反应区可获得大量高密度均质的矾花, 这种高密度的矾花允许沉淀区的沉速较大, 而不影响出水水质。 沉淀、浓缩区工作原理是: (1)矾花慢速地从一个大的预沉区进入到沉淀区,可 避免破坏矾花和产生漩涡, 使大部分矾花在预沉区沉淀。 ( 2) 逆向流斜管沉淀增大了沉淀面积将剩余的矾花沉淀,并通过 在池宽方向均匀设置若干出水槽,以增加出水堰长度和减小 单位堰宽的出水负荷。 (3)矾花在沉淀区下部累积成污泥并 浓缩,浓缩区分为两层,一层位于排泥斗上部,一层位于排 泥斗下部。上层为用于循环的污泥,污泥在该层的停留时间 为几个小时, 然后进入排泥斗。 在特殊情况下(流量发生变化 时) ,可调整污泥循环区的高度,污泥停留时间及污泥浓度。 高效絮凝沉淀池简图: 2 絮凝剂投加 A 原水进水 3 反应池 B 澄清水出水 4 斜管 C 污泥回流 5 澄清水槽 D 污泥排放 6 栅形刮泥机 7 出水渠 2 运行管理 2.1 准备工作 (1)对于新建池组运行前确认已充分完成清洁工作, 尤其是污泥浓缩池底部、沉淀池底部、斜管模块及絮凝池, 以避免阻塞回泥循环泵、 斜管、 排泥管及放空阀的现象出现。 (2)检查斜管模块的安装情况,检查是否按照安装图 纸正确定位及行间距(不能大于 5mm) ,尤其检查斜管模块与 模块之间搭接处及斜管模块与池壁接触处一定不能留有缝隙。 (3)检查刮泥机的转向和刮泥效果,确保刮泥机于池 底间距不要过大。 (4)检查搅拌机、循环泵电机转向,特别是反应池搅 拌机转向(导流筒内的水流应为向上流) 。 (5)检查污泥回流及排放管路是否安装正确。 (6)检查集水槽安装是否水平、泥测量仪表能准确工 作。 (7)确认加药装置、流量计能准确正常工作。 2.2 制备活性泥 泥渣层的形成,主要是在池子开始运转时,原水中加入 较多的混凝剂,并适当降低负荷,经过一段时间运转后,逐 步形成泥渣层。当原水浊度较低时,为加速形成泥渣层,可 人工投加黏土。黏土的选择必须保证与水中胶体颗粒有一定 吸附作用,泥土中不能有大块颗粒及各种杂质影响絮凝效 果。人工投加黏土时关键是要保证混凝剂足量,投加黏土时 保证混凝剂量是正常投加的 3-5 倍, 如果污泥不连续运行暂不 需要投加助凝剂。 (此时必须保证搅拌机、刮泥机正常运行) 为了保持稳定的泥渣层,必须控制池内活性泥渣量,不 断排除多余的泥渣,使泥渣层处于新陈代谢状态,保持接触 絮凝的活性。 2.3 聚丙烯酰胺(PAM)的作用与选择 聚丙烯酰胺在水中具有强化絮凝沉淀作用,强化絮凝沉 淀包括两个过程:混合过程和絮凝过程。 2.3.1 混合过程 混合是反应第一关,也是非常重要的一关。在这个过程 中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水中的每一个细部,使 所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚,这样才能得到好 的絮凝效果。因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱稳与凝 聚,可以把这个过程称为初级混凝过程。但这个过程的主要 作用是混合,因此一般称为混合过程。混合问题的实质是混 凝剂水解产物在水中的扩散问题。使水中胶体颗粒同时脱稳 产生凝聚,是取得好的絮凝效果的先决条件,也是节省投药 量的关键。 2.3.2 絮凝反应过程 絮凝反应是强化絮凝沉淀过程中最重要的工艺环节。其 作用原理是,通过高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺(PAM)来 吸附污水中的悬浮粒子,使高分子链互缠交联,形成架桥, 从而使絮凝结构增大变粗,最后形成沉淀。而在此过程中, PAM 选择的正确与否关系到该工艺环节处理效果的好坏。 (下转第 73 页) 2015 年 59 期 71 1 混凝剂投加 中国科技期刊数据库 工业 C 3.2.3 控制阀 由于 LNG 易气化,LNG 加气机为储气罐加气过程前期, 流量计及管道处于空气中,温度较高。同时由于热交换的原 因,部分天然气发生气化,流过液相流量计的天然气处于气 液两相状态,质量流量计处于测不准状态。因此,测量数据 为非有效数据,无法保证加气机计量准确。为了保证加气机 能够正确计量,采用控制阀 CV1 和 CV2 控制流体走向。通过 调节 CV1 和 CV2 的开启顺序,使在计量过程中流过液相流量 计的天然气一直处于液态,这样能够有效地保证 LNG 加气机 的计量准确性。具体工作原理为,当加气机开始加气时,CV1 关闭,CV2 打开,此时流量计测量流体状态,但不参与计量; 当流体状态达到测量要求时,CV2 关闭,同时打开 CV1,测 试流量计开始计量;当加注完成后,CV1 关闭,CV2 打开, 完成加注任务。 4 结语 LNG 属于低温介质,容易出现泄漏问题。天然气易燃易 爆, 当 LNG 加气站出现泄漏时, 其安全运行将受到极大威胁。 本系统充分考虑了安全运行这一要素,实现了自动运行和故 障监测功能,能够充分保障系统运行过程中人员及现场安 全。实践表明,本系统安全可靠。LNG 加气站的不断建设将 推动 LNG 汽车的大量出现,为节约能源实现可持续发展和改 变城市大气质量做出重要贡献。 参考文献 [1]鲍芳, 李军, 胡荣.LNG 气化站站控系统的设计与实现[J]. 石油天然气学报,2012(4) :158-160. [2]杨修杰,赵普俊,张宗平,等.LNG 加气机现场检定方法 的研究[J].天然气工业,2011(11) :96-99. 图 3 瞬时流量与密度关系图 3.2.2 加气流程 当 LNG 加气机为 LNG 汽车加气时, 图 3 中加液枪插在 LNG 汽车储气瓶的加液口上,回气枪插到 LNG 汽车储气瓶的回气 口上。LNG 通过液相流量计 CV1 加液枪加注到 LNG 汽车内, 完成加注任务。CV2 的存在是由 LNG 的超低温和易气化特性 决定的。LNG 加气机在工作过程中,当 LNG 从加液通路上流 过时,将有热交换产生,少量液体气化,升高汽车储气罐压 力。如果没有回气通路,储气罐内部压力将不断上升。当加 气机输出的压力与汽车储气罐压力达到平衡时,加气工作将 无法继续进行。回气通路的作用即为将储气罐中的气态天然 气回流到加气站,降低汽车储气罐内部压力,确保加气机能 够顺利为汽车加注液态天然气。试验表明,一次加注过程回 气量约为总加气机量的 5%-10%左右。 为了确保加气机的准确 计量,回气通路上同样装有质量流量计,气相流量计负责计 量从汽车储气罐中回流到加气站的气态天然气的质量,两者 计量结果之差即为加气站实际加注到汽车储气罐中的天然 气质量,该值作为贸易结算使用。 (上接第 71 页) PAM 的选择。通过多次实验和实际应用可以作出下列结论: 阴离子型 PAM 适用于浓度较高的带正电荷的无机悬浮物, 以及悬浮粒子较粗(0.01-1mm) ,pH 值为中性或碱性溶液。 阳离子型 PAM 适用于带负电荷、含有机物质的悬浮物。 非离子型 PAM 适用于有机、 无机混合状态的悬浮物分离, 溶液呈酸性或中性。 2.4 污泥百分比 高效絮凝沉淀池的关键工艺要求就是要有活性污泥回 流至反应池,与原始中杂质颗粒相互接触、吸附、沉淀,以达 到泥水分离目的,但回流污泥量如何控制是关键也是难点。 回流污泥比率的控制原则:污泥在 1 升的带有刻度的量 筒中沉淀 10 分钟后的污泥高度即污泥百分比(以%表示) 。 一般情况下刻度量筒中沉淀污泥的量应该是 30~150ml,也 就是说性能良好的污泥百分比一般是 3%~15%。如果没有足 够的污泥,沉淀池出水效果会比较差。如果污泥量过多,就 会超出固体负荷的限制,泥床有上升的危险,澄清区斜管侧 可能会有大面积跑矾现象,甚至会出现跑泥现象。 污泥回流调节主要通过调节回流泵流量完成。各池组性 能不一样,所要求污泥百分比也有偏差。最佳的调节是在流 量最大的情况下完成的,如果初期调试不具备条件,在满足 设计水量的 1/2 条件下调节污泥百分比得到的数据准确度更 高、更合理。 初次投运池组时,由于污泥量不够应从池底锥底部进行 污泥回流,当泥床高度上升到 1 至 1.5 米时,恢复从池锥部 进行回流。运行期间一定要记录好运行数据,通过长期数据 积累,做出一条流量→回流泵频率→沉降比曲线,依据沉淀 池最佳出水,确定最佳污泥回流百分比。一旦运行稳定后, 可通过自动化调节,以实现水量变化转子泵频率改变,满足 污泥回流比,保证最佳出水。 2.5 反应池搅拌机速度控制 搅拌机转速必须确保聚合物搅拌充足和絮凝良好。如果 转速过高,那么矾花就有被打碎的危险;如果转速过低,那 么小的颗粒不能充分碰撞减少了碰撞机会。可以简单理解, 最大转速;不把矾花打碎的最大转速。最小转速:不允许矾 花、污泥沉淀在反应池底的最小转速,反应池在接近设计负 荷运行时,池底正常情况下是不会有沉淀污泥堆积,如果池 底有大部分污泥堆积,则可判断为搅拌机转速过低。 搅拌机转速控制原则: 2.5.1 提高转速 (1)水温变低。 (2)絮凝比较困难时。 2.5.2 降低转速 (1)因原水特性发生改变或药剂的改变使矾花变得易 碎。 (2)在低流量时导流筒中的水流变得不对称时。 2.6 泥位控制 泥床的作用在于为回流积攒足够的污泥并提高污泥的 浓度。泥位的稳定性是一个判断高密池运行状况的一个指 标。通过一系列的仪表监测污泥界面并以此为依据对排泥进 行控制和调节。所有监测排泥过程能通过自动化稳定、准确 完成,对泥位的控制更加稳定。泥位的控制,必须根据运行 情况确定池组高低泥位的界限。 参考文献 [1]张力,戴婕,王海亮.威立雅水务技术公司水处理工艺用 于上海浦东临江水厂[J].中国给水排水,2011,27(04) : 41-46. [2]周军,李钟珮,王晏.高效澄清池(Densadeg)用于老水 厂工艺改造[J].中国给水排水,2008,24(18) :40-42,46. 2015 年 59 期 73


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