高密池的组成及功能原理

  

高密度沉淀池（以下简称高密池）是一种基于斜管沉淀和污泥回流技术的新型澄清池，将多种药剂投加、污泥回流、机械混合、机械絮凝、接触絮凝、高效沉淀、污泥浓缩等功能有机结合在一起，实现了相互协调、高效处理的功能。高密池具有占地面积小，设备紧凑、机械自动化程度高等优点，被国内广泛应用于化学除硬、化学除硅、降低碱度等，作为超滤、反渗透预处理工艺路线。  
 

 

1   组成部分  

一般高密度沉淀池将池体分为 4 ～ 5 格，分别为混凝池、石灰投加池、苏打反应池、絮凝池、斜管沉淀池组成。附属机泵设施包括搅拌器、刮泥机、污泥循环泵、污泥排放泵、脱泥机，个别还设置撇渣器。分析及常规仪表包括： pH 计、泥位计、流量计等。还包括 混凝剂、石灰、液碱、絮凝剂、碳酸钠等药剂制备系统。混凝剂多选用聚合硫酸铁（PFS ）和聚合氯化铝（ PAC ），絮凝剂多采用阴离子聚丙烯酰胺（ PAM ）。  

 

2   化学除硬工艺原理  

硬度在水中的表现形式多数为Ca2+ 和 Mg2+ ，碱度在水中的表现形式一般为 HCO3- 。高密池除硬工艺可以有效降低 Ca2+ 、 Mg2+ 、 HCO3- ，出水一般采用硫酸回调 pH 至 6.5 ～ 8.2 。  

2.1  石灰软化法  

当碱度大于硬度，即暂时性硬度。采用石灰除硬法即可，化学方程式为：  

Ca2++2HCO3-+Ca （ OH ） 2===CaCO3↓  

Mg2++2HCO3-+2Ca （ OH ） 2===CaCO3↓+Mg （ OH ） 2↓+2H2O  

此法产生污泥密实、沉降性能好，可有效降低出水电导，通常采用浓硫酸回调 pH 。  

2.2  石灰纯碱法  

当硬度大于碱度，即永久性硬度。一般采用石灰纯碱法，化学方程式为：  

Ca2++2HCO3-+Ca （ OH ） 2===CaCO3↓  

Ca2++Na2CO3===CaCO3↓+2Na+  

Mg2++Na2CO3+Ca （ OH ） 2===CaCO3↓+Mg （ OH ） 2↓+2Na+  

2.3  石灰液碱法  

为了减少污泥的产生量、减少脱泥机压力 ; 降低石灰、碳酸钠制备的压力，部分工艺专利商采用石灰液碱法，其化学方程式为：  

Ca2++2HCO3-+Ca （ OH ） 2===CaCO3↓  

Mg2++2NaOH===Mg （ OH ） 2↓+2Na+  

 

3   工艺过程控制  

3.1  污泥回流比  

污泥回流有助于未反应充分的絮凝剂继续参与絮凝反应，有助于絮体变大，加速污泥沉淀。一般要求污泥回流比为进水量的3% ～ 7% 。当污泥沉降性能差，污泥絮体较小时，可以通过减少污泥回流比，提高底部污泥浓度进而改变沉降性能。  

3.2  泥位的确定  

泥位偏低会造成污泥回流清水，絮凝效果差 ; 泥位偏高，会造成刮泥机超负荷运行，电机或转耙等部件损坏。  

可以通过泥位计或污泥取样口确定。泥位计一般采用超声波泥位计，安装位置选择在泥水分界面清澈的位置，泥位计是准确的。当絮凝、沉淀效果差，泥位计显示数值偏大。污泥取样口自下而上布置，分别编号 1 、 2 、 3 、 4 、 5 ，取样口距离池底间隔 0m 、 0.5m 、 1m 、 2m 、 3m ，要求 2 号取样口近似清水为佳，也就是泥位计 0.5m 为佳。  

3.3  混凝剂和絮凝剂的量  

当来水浊度很低，可以不投加或间断投加混凝剂。当来水浊度较高需要投加混凝剂，将胶体混凝成悬浮物 ; 絮凝剂将悬浮物继续架桥、网捕，絮凝成絮体，加速沉淀。两者的投加剂量可以通过烧杯试验确定。石灰与碱度反应生成碳酸钙，而碳酸钙的表现形式就是悬浮物。絮凝剂在高 pH 的条件下利于水解、絮凝作用。  

3.4  石灰投加量  

高密池运行过程中，会出现石灰投加过量，导致出水 Ca2+ 超标。采用斜管出水检测全碱度和酚酞碱度，来判断石灰投加过量与否，一般要求两者差值在 100 ～ 300mg/L 之间为宜。  

当全碱度浓度约等于酚酞碱度浓度时， Ca2+ 浓度偏高，判定为石灰投加过量或碱度不足，需要投加碳酸钠 ; 当全碱度浓度大于酚酞碱度浓度时， Ca2+ 浓度偏高，判定为石灰投加量不足。  

3.5 pH 的控制  

为了保证 Mg2+ 的去除效率，需要将 pH 调整到 10.8 ～ 11.3 。根据沉淀容积常数，在高的 OH- 浓度下，方程式向右进行，有利于提高 Mg2+ 的去除率。  

Mg2++2OH-===Mg （ OH ） 2↓  

 

4   日常维护与运行  

（ 1 ）斜管需要定期冲洗， 3 个月冲洗一次。将斜管翻泥及出水三角堰的垢，有利于斜管均衡补水，防止局部积泥、飘泥，导致斜管压塌。  

（ 2 ）搅拌器的扇叶要定期清理，特别是石灰投加池。投加点，石灰与碳酸氢根反应生成碳酸钙垢，在搅拌作用及水压下，搅拌器叶片上的垢样会越来越坚硬、密实。 3 个叶片形成球状，失去搅拌作用，造成石灰反应不充分 ; 攪拌器负载加大，电机及减速器轴承损坏。  

（ 3 ）在线 pH 计，由于高密池污泥浓度较高，会导致 pH 计探头结垢，需要每 10 天清理一次，防止数据不准确造成酸碱浪费。  

（ 4 ）刮泥机底部刮板高度、间隙要定期检查，防止刮板损坏。一旦损坏，需要将整个池体进行放空交出。如果有积泥，刮泥机压死，交出难度更大。  

（ 5 ）高密池存在死泥区，特别是中心导流筒位置，需要每年交出清理。中心管污泥结垢后，会导致前后液位高差增大，过水量不足，需要每年高压清洗一次。  

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