ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术

作者:ag8亚洲游戏 | 2020-07-14 13:56

  ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术_电力/水利_工程科技_专业资料。’2005自来水厂、污水处理厂技术改造研讨会论文集 ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 ——北京第九水厂的沉淀池改造 龚宇苗1, 徐扬2, 张素霞3, 刘永康2, 解乃菊3, 吴 勤1, 邢

  ’2005自来水厂、污水处理厂技术改造研讨会论文集 ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 ——北京第九水厂的沉淀池改造 龚宇苗1, 徐扬2, 张素霞3, 刘永康2, 解乃菊3, 吴 勤1, 邢晋武1, 丁明亮1, 陈晓华1 (I.威立雅水系统北京代表处,北京100027;2.北京市自来水集团有限责任公司,北京100031; 3.北京市自来水集团有限责任公司第九水厂,北京100085) 摘要: 针对北京市第九水厂原水低温、低浊及高藻类浓度的水质情况和出水要求,综合考虑实际工程情 况和远期水质状况,采用法国OTV先进的ACTIFLO+高效沉淀池工艺对九厂二期A处理线沉淀池进行改 造,改造后处理能力由原来的25×104 m3/d提高到34×104 m3/d,工艺调试期间的运行记录表明,ACTI. FLO+高效沉淀池对难处理的密云水库低浊度,高藻类的原水有稳定且良好的处理效果。 关键词:ACTIFLO+高效沉淀池;微砂;斜板沉淀 1 ACllHD+工艺 沉淀技术是将可沉淀的悬浮物从水中分离出去的工艺。对每种悬浮物的沉淀都遵循了可计算悬浮物沉 降速度的斯托克斯公式。对斜板沉淀池来说,哈真速度和在沉淀池内的停留时间是计算沉淀池尺寸最常用 的参数。但是,每类斜板沉淀池都有镜向流速(表面负荷)和哈真流速的比率,因此可以说斜板沉淀池的大 小是根据镜向流速计算的。 通过投加混凝和絮凝剂可加速悬浮物的自然沉淀。在搅拌器的机械作用下,通过投加混凝剂可以打乱 水中胶体悬浮物的静电平衡。同样在在搅拌器的机械作用下,通过投加絮凝剂有利于悬浮物的附着并形成 较重的絮体,这样就更优化了沉淀。 在众多的沉淀技术中,ACTIFLO+沉淀技术结合了:a.重力絮凝将悬浮物附着在微砂上,然后在高分子协 助剂的作用下聚合成易于沉淀的絮凝物。b.斜板沉淀技术大大提高了水的循环速度,因此减少了沉淀池底 部的面积。 微砂絮凝和斜板(管)沉淀均以被法国OTV公司广泛运用,这两种技术原理的相互结合大大加快了沉淀 速度和减少了絮凝时间。 ACTIFLO+技术已被运用了数十年并被证明其工艺是行之有效和可靠的,包括应用在以下这些通常被 认为难于处理的特殊情况下:a.河水由于洪水而会导致突发的浊度和悬浮物浓度的升高,这种情况会在传统 的沉淀工艺和污泥层工艺中引发问题;b.低温而导致的絮凝困难;c.原水中有高色度和低浊度而引发的轻微 絮化;d.藻类生长旺盛的原水。 和污泥床工艺不同的是,ACTIFLO+工艺的性能不会受到温度的快速改变而受到影响;这点已经在加拿 大的两个并列的全规模的实际运行设施(微砂加速沉淀对比污泥层沉淀)中得到证明。 与气浮工艺相比较,ACTIFLO+工艺具有良好的去除藻类的能力。在英国的某应用实例中,藻类浓度高 达25 000个/mL,去除率根据不同原水为85%到95%。在巴黎的Neuilly sur Mame厂中,藻类的去除率为 l092.0~l093.5。去除率高主要是因为: a.与带有微砂的浆液混合可以机械破坏(或打断)藻类细胞; ·72· 龚宇吉占,等:ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 b.微砂的加速沉淀可以使本可能漂浮的藻类(如一些青绿藻类)沉淀下来。 因为微砂的悬浮作用,ACTIFLO+工艺可以产生稳定的沉淀效果甚至在进水的水质变化非常剧烈的情 况下亦可。例如:Mame河水的浊度在洪水期可高达400 NTU,经过该工艺沉淀后(Neuilly—sur—Marne)的 水的浊度<1 NTU;在马来西亚的Selangor,当进水浊度在2 h内从500 NTu变化到1 500 NTU时,其沉淀后 出水的浊度保持在2—3 NTU。在相近的情况下,污泥层工艺可能需要数小时去产生反应,因为污泥层工艺 的凝聚性能需要一定的时间恢复。 采用ACTIFLO+工艺,只需要10 min就可以完成絮凝,只需要少于20 min的沉淀就可以获得良好的处 理水水质。 微砂加速沉淀工艺运行非常灵活,该工艺的开启和 关闭相对简单,可以应付处理流量有很大变化的情况。 对于处理水质,则可以通过调节微砂的回流率来迎合原 水水质的突变(如浊度峰值的产生)。调节微砂的回流率 可以通过调节回流泵工作的台数来实现。 2北京第九水厂改造工程 北京第九水厂处理能力为150 x 104 m3/d,是北京市 最为重要的饮用水水厂之一(见图1)。 第九水厂的水源来自北京市密云水库。考虑到北京 图1北京第九水厂 市水源紧缺的问题,第九水厂亦可定期引入河北水源,远期将处理南水北调水源。 密云水库6年的重要水质参数见表1。 表1密云水库水质参数 取样日期 浑浊度/NTU 水温/℃ 嗅和味 色/度 溶解性固体总量 /(mg·L一) 藻类/(104个·L。) 细菌总数/(CFU·mL。1) 总大肠菌群/(CFU·L‘1) 1998矩 1.96 7 土腥味2级 5 2ll 68.2 1999钷 1.38 6 土腥味2级 6 205 198.0 2000锭 1.07 8 土腥味2级 6 205 167.0 2001焦 1.10 11 土腥味2级 8 199 294.2 1l 0 2002焦 1.72 8 土腥味2级 7 215 249.2 25 O 2003正 2.8 10 土腥味2级 10 214 401.2 32 132 由表1可以得出:密云水库的原水是低温、低浊且藻类较多,属于处理难度较大的原水。第九水厂二期 A系列原有的侧向流斜板沉淀池的处理效果并不十分理想,对于浊度的去除率仅为20%~40%,个别情况 下甚至会出现原水通过沉淀池后浊度反而增加的现象。因此,为满足沉淀池出水的要求,第九水厂迫切需要 对原有沉淀池加以改造。另外,由于第九水厂采用预处理构筑物与后续滤池合建的方式,因此新的沉淀池可 使用空间受到限制,大大增加了改造的困难程度,并且新的工艺必须顾及所有的上游及下游的现有构筑物 (例如:进水分配井和煤滤池)。 本次第九水厂的改造工程针对的是二期A系列 的反应沉淀工序,综合考虑密云水库的原水水质,AC— TIFLO+沉淀池能够最大限度的满足所有的实际工程 情况,例如可使用空间有限、目前到未来的水质变化、 严格的出水水质要求、藻类的去除等。使用ACTI- FLO+工艺不需要对现有构筑物进行大规模的变动和 改造,并留有适当的挖潜发展的可能。 表2 ACTIFL0+出水保证值 进水浊度/NTU 0~100 100—500 500一1000 1 Ooo一2000 2 000~3 000 藻类去除率/% ACTIFLO+出水浊度/NTU <1 <2 <2 <3 <3 >95 ·73· 龚宇拮,等:ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 改建完成之后,第九水厂二期A系列的处理能力会从现有的250 000 In3/d增至340 000 m3/d,处理能 力增加36%,并保证处理后水质满足表2的规定。 第九水厂的改造工程采用4组ACTIFLO+沉淀池,其原理见图2。 每组ACTIFLO+均由下列部分组成: ①混凝池。混凝过程的动力学过程非常短,铝盐 和氯化铁投加到混凝池中因为搅拌的能量从而可以保证 一个快速和完全的扩散作用。混合池的容积可以保证在 最大流量时的停留时间为3 min。 ②投加池。粒径大约为80—100斗m的微砂投到 池中,微砂持续更新已达到:增加凝聚的几率;保证合适 的片状体以增加它们的增长速率和质量。 另外,对于通常由于低温水或泥浆水而导致的絮凝 图2 ACTIFLO+沉淀池原理图 困难,微砂可以显著的增大反应范围而得到良好的处理效果。由于在投加池中水的搅拌是迅速和猛烈的,投 加池的尺寸可以保证在最大流量时停留时间为3 min。 ③熟化絮凝池。熟化阶段的作用是为了形成大的絮凝体(见图3)。 絮凝是一个物理机械过程,该过程由于分子间的作 用力和物理搅拌作用而增强絮凝体的生长。食品等级阴 离子高分子电解质的投加可以通过吸附、电性中和及颗 粒之间的架桥作用来促进絮凝体生成。得益于微砂的加 速絮凝,在相同的沉淀性能下,其速度梯度相当于10倍 的传统的絮凝工艺。高的絮凝动力效用导致在搅拌时间 有限和絮凝体积的有限的情况下颗粒间碰撞机率的增 加。柔和的搅动水体防止打断絮体。在该阶段中尽管其 搅动强度小于先前的混凝阶段,但也足够能保持絮体的 悬浮。熟化池的尺寸能满足在最大流量时其停留时间为 8 min。 ④沉淀池。沉淀效果的提高是基于微砂加速沉淀 和斜板的逆向流系统。每格沉淀池都安装有塑料(食品 图3熟化池中的絮体 等级)蜂窝状的斜管模块(见图4)。 在絮凝后,水进入沉淀池的底部然后从斜板底部向上方流动至渠道,颗粒和絮体沉淀在斜板的片板上由 于重力的作用滑下。由于大的镜向速率和斜板的60。倾 斜可以形成一个连续自刮的过程,所以在斜板上没有絮 体的积累。由于很好的水力条件,经验成熟的斜管尺寸 及材质的选择,由熟化池产生的矾花质密易沉淀,由于沉 淀池内污泥收集区的独特设计,大部分污泥在未进入斜 管区时已沉淀下来,污泥不会大量的累积以至堆积在斜 管内,会自滑至沉淀池的底部,所以ACTIFLO+沉淀池的 斜管不需要如普通斜管沉淀池那样经常的停产冲洗。沉 淀后的上清液经由分布在斜板沉淀池顶部的集水槽收集 后,进入后续滤池进行进一步处理。北京第九水厂的沉 淀区表面负荷为42.5 m’/(nl‘·h“) ⑤微砂和污泥的排除以及泥沙分离。微砂加速沉 图4斜板模块 ·74· 龚宇拮,等:ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 淀的污泥沉淀在斜板沉淀池的底部。一个旋转的带有刮板把沉淀的微砂和污泥混合物刮向中心坑中。污泥 循环泵一天24 h连续抽取集中在中心坑中的污泥以防止堵塞。 排除的流量的多少依赖于进水水质的情况。循环泵把微砂和污泥输送到水力旋流分离器(见图5)中。 在离心力的作用下,微砂和污泥进行分离:微砂从下层流中得到收集(见图6),污泥从上层流中溢出然后通 过重力流流向污泥浓缩池。水力旋流分离器分离出来的微砂直接投加到投加池中继续参与反应。 微砂的粒度系数和水力旋流分离器的选择性能保证了微砂的分离和循环。通过水力旋流分离器的溢流 损失的微砂不超过3 g/m3处理水,这个损失可以每周进行投加补充。 排除的污泥中含有很少量的微砂,按照经验,污泥中含有的微砂不会对污泥的性质和处理产生特别的影 响,其污泥可以按照通常的给水厂中产生的污泥来进行处理而不需要特殊的要求。 圈5水力旋流分离器 3 AC哪LO+调试运行结果 图6澄清水收集槽 为了突出ACTIFLO+工艺善于处理低浊水的特性,对于调试运行结果的分析将重点针对密云水库原水 和ACTIFLO+沉淀池出水的浊度值进行比较。 第九水厂二期原水浊度与ACTIFLO+沉淀池出水浊度通过分别设置在处理线进水井和ACTIFLO+沉淀 池出水渠的三台浊度仪进行测定,浊度仪每秒钟取一次读数,每小时由人工记录一次进出水的浊度。 第九水厂8月11 13调试运行结果如图7、8所示。当13调试水量为25 X 104 m3/d,}昆凝剂PAC的平均投 率为lo.5 mg/L,高分子絮凝剂的平均投率为0.13 mg/L。图7比较了8月11日当天的进、出水浊度值,图8 则进一步显示了ACTIFLO+沉淀池浊度的去除率。如图所示,8月1 1日当天第九水厂的进水浊度大致分布 在1.6 NTU到2.2 NTU的区间内,经过ACTIFLO+沉淀池预处理后,出水的浊度<0.8 NTU且出水水质较为 平稳,一天大部分时间内对浊度的去除率>50%。 图7 8月11日进、出水浊度值 蚤 鑫 帆: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 £,}l 图8 8月11日ACTIFL0沉淀池浊度去除率 ·75· 龚宇苗,等:ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 图9和图10显示了整个调试运行期间内,ACTIFLO+沉淀池对于浊度的去除效果的日平均值。值得注 意的是,尽管调试期间处理水量和药剂投加量是变化的且不规律的,ACTIFLO+沉淀池对于浊度的去除效果 却相对稳定,浊度的去除率为50%~70%,出水浊度在0.5 NTU左右,满足了沉淀池出水浊度的要求。 80 70 60 堡i: 瓣30 篮20 求10 O 1 2 3 4 5 67 8 9 t/d 图9调试期间ACTIFLO沉淀池进、出水浊度 图10调试期间ACTIFLO沉淀池浊度去除率 对于原水与处理后水中藻类的检验采用传统的视野法,所得部分数据如表3所示。 由于今年密云水库入库量大,因此第九水厂原水 中的藻类浓度相对较低,从而增加了处理的难度,另 外,ACTIFLO+沉淀池仍处于调试阶段,有关工艺还可 以进行进一步的优化从而提高藻类的去除率,第九水 厂也认为,在没有任何附加除藻措施的情况下,藻类的 去除率能够达到85%以上,对于沉淀池出水来说,也 表3藻类检测结果 进水藻类 /(104个·L。) 25.8 27.0 23.0 处理后水藻类 /(104个·L’1) 2.9 2.9 3.0 去除率/% 88.8 89.3 87.0 是相当理想的。 4结论 第九水厂的调试运行结果表明,原水经ACTIFLO+沉淀池预处理后,浊度降到0.8 NTU以下,在不加高 锰酸钾强氧化剂和没有前加氯的情况下,对藻类的去除率大于85%。对比传统的饮用水预处理工艺,ACTI. FLO+沉淀池对于处理低浊度、高藻类的原水有更理想的效果,并且由于ACTIFLO+沉淀池构造紧凑,占地面 积小,在空间有限的条件下具有良好的适用性。 r‘+。+‘。+。+”+”+’‘+ + 一+ + + + + + + + + + 十 《中国俭水撕水》袭专互程僧垂中 心 、。十;.+●;+ + 征稿启事 十亲爱的读者: j 《中国给水排水》杂志感谢多年来您的支持与帮助,现我刊正在筹建工程信息库,希望您能帮助我们搜集一些工程T l信息。只要是您知道的或贵单位正在规划、设计的工程信息均可通过E—mail、传真或邮寄的形式寄至我刊,采用后酌致; 十稿酬。具体要求:工程名称(需将工程的具体到市、县)、工程内容(应包括污水厂、给水厂、输水管网、垃圾处理等环保项t j目)、工程规模、处理工艺、主要设备、占地面积、服务面积、投资额、设计单位、建设单位、建设周期、目前该工程的进展情j t、竹 了 }况。 { {地址:天津市和平区新兴路52号都市花园大厦2l层《中国给水排水》杂志社 { {邮编:300070 { i电线 { 十传线 t 弋‘.“巴+二·粤·.+·a+·il+。”:++”cn+。”w++”a。+”t++e”r!+娅·+1·6。+-3++”.+c”.++om。*++。一+-+联n-+-” 6-!+肇“譬+三一:+!“!除+。”妻++“。+堡.+n郑+*.十.”+-”4-+”.十.”文+”。十+“。十+。‘十+。。十+。“+十。“+十.”+‘。。+r。”+十。”+—。’+P。”+1。+”+—。。+r。”+—。r”+.1’.r”+。—’+.r’二 ·76· ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术--北京第九水厂的 沉淀池改造 作者: 作者单位: 龚宇喆, 徐扬, 张素霞, 刘永康, 解乃菊, 吴勤, 邢晋武, 丁明亮, 陈晓华 龚宇喆,吴勤,邢晋武,丁明亮,陈晓华(威立雅水系统北京代表处,北京,100027), 徐扬,刘永 康(北京市自来水集团有限责任公司,北京,100031), 张素霞,解乃菊(北京市自来水集团有 限责任公司第九水厂,北京,100085) 本文读者也读过(10条) 1. 张素霞.龚宇喆.徐扬.刘永康.解乃菊.吴勤.邢晋武.丁明亮.陈晓华 ACTIFLO(R)微砂加重絮凝斜管高效沉淀技术 -北京第九水厂的沉淀池改造[会议论文]-2008 2. 龚卫俊.郑燕.吴志超.GONG Wei-jun.ZHENG Yan.WU Zhi-chao ACTIFLO高效沉淀工艺用于污水处理[期刊论文]中国给水排水2005,21(10) 3. 罗启达.周克明.陈伟.孙家熊 ACTIFLO--一种新型高效水处理澄清工艺[期刊论文]-净水技术2004,23(1) 4. 李欣 FiltrafloTMTGV快速砂滤池的应用及改进[学位论文]2007 5. 潘旭东.徐海波.魏文宇.PAN Xu-dong.XU Hai-bo.WEI Wen-yu 载体絮凝技术的应用与发展现状[期刊论文]-中国 给水排水2007,23(8) 6. 由小卉.平文凯.陈晓华.YOU Xiao-hui.PING Wen-kai.CHEN Xiao-hua Actiflo(R)高效沉淀工艺在CSO处理中的 应用[期刊论文]-中国给水排水2010,26(20) 7. 陆晓如.周雅珍.黄竹君 高效澄清池在黄浦江原水中的应用试验[期刊论文]-净水技术2002,21(2) 8. 周云.王海亮Hai-Liang 上海世博园区优质安全供水[期刊论文]-净水技术2010,29(3) 9. 李天琪.Li Tianqi Actiflo(R)微砂加重絮凝高效沉淀工艺设计介绍[期刊论文]-给水排水2009,45(4) 10. 曹志强.李勇丹.李颜秋.Cao Zhiqiang.Li Yongdan.Li Yanqiu 铁合金煤气洗涤污水处理方案探讨(Ⅰ)[期刊论 文]-铁合金2010,41(3) 引用本文格式:龚宇喆.徐扬.张素霞.刘永康.解乃菊.吴勤.邢晋武.丁明亮.陈晓华 ACTIFLO+微砂加重絮凝斜管高 效沉淀技术--北京第九水厂的沉淀池改造[会议论文]


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