高效混凝设备 2015 3 23 目录 微砂絮凝新工艺 Actiflo澄清池微涡流混凝技术 微涡流反应池 普通混凝 澄清设备 高效混凝 澄清设备 总结 工程实例 普通混凝 澄清设备 亟待解决的问题 低温低浊水 低温低浊水 一般认为水温在4 左右 浊度为20NTU上下的水都可以称为低温低浊水 水温低 使得水的粘滞性大 热运动缓慢 胶体颗粒 电位高 相互碰撞机率少 胶体稳定性增强浊度低 使得水中杂质浓度小 不利于颗粒碰撞聚并 另外 水温低也不利于药剂的水解 使混凝效果不佳 絮体体积较小而且松散 高效混凝设备 Actiflo澄清池 Actiflo微砂加重絮凝高效沉淀工艺是法国VeoliaWater 威立雅 集团在上世纪90年代初开发的一项用于给水及污水处理的专利技术 主要用于去除水中的悬浮物 浊度 铁 锰以及颗粒态有机物等 该工艺通过投加微砂 使水中的颗粒物和胶体在高分子絮凝剂的作用下与微砂聚合成大颗粒的易于沉淀的絮体 从而加快了污染物在沉淀池中的沉淀速度 又结合斜管 板 沉淀的原理 大大减少了沉淀池的面积及沉淀时间 并能得到良好的出水效果 Actiflo工艺流程分为混合 加注 絮体熟化 高速沉淀 污泥回流5个阶段 工艺流程 Actiflo澄清池 1 混合原水进入混凝池前投加铝盐或铁盐混凝剂 进入混和池进行快速搅拌混合 使悬浮物及胶体颗粒脱稳 停留时间约为1 2min 工艺流程 Actiflo澄清池 2 絮凝将粒径为60 140 m的微砂和PAM投到加注池中 微砂为絮凝反应提供核心 通过PAM的吸附架桥作用 加速了絮体 悬浮固体和微砂之间的聚结 形成高密度絮体 停留时间约为1 2min 工艺流程 Actiflo澄清池 3 絮体熟化絮体进入絮体熟化池 熟化阶段的作用是为了形成更大的絮凝体 以利于后续沉淀池的快速分离 熟化阶段搅拌强度降低 在保持絮体悬浮状态的前提下 又能防止破坏絮体 停留时间约为4 6min 工艺流程 Actiflo澄清池 4 高速沉淀水流进入上流式斜管 板 沉淀池 悬浮物及胶体通过沉淀分离 沉淀区的分离速度可达30 40m h 所需沉淀面积是传统斜管沉淀池的1 4 工艺流程 Actiflo澄清池 5 微砂循环系统沉淀池底部细砂和污泥由循环污泥泵抽送至水力泥砂旋流分离器 在水力旋流器通过离心作用进行泥砂分离 泥从旋流器的上部排除并进入污泥处理系统 细砂则由旋流器的下部再次进入絮凝池中循环使用 工艺流程 Actiflo澄清池 5 微砂循环系统细砂和污泥的回流量取决于进水水质情况 一般控制在3 6 左右 进水浊度增加时回流量也会相应提高 水力旋流器溢流损失的微砂量最多不超过2g m3 一般在1g m3以下 通常需要定期补充损失的部分 工艺流程 Actiflo澄清池 1 采用了高分子絮凝剂助凝 提高了絮凝效果 与高密度澄清池相同2 投加微砂 提高了絮凝效果 增加絮体密度及沉速3 沉淀部分采用斜管沉淀池 提高了沉淀效果 分离速度高于高密池 工艺特点 Actiflo澄清池 微涡流反应器是方永忠等提出的一种微涡流混凝新工艺 属于水力絮凝工艺之一 该工艺中水流通过涡流反应器时流速 流向变化 使水流产生微涡旋扰动 其技术同网格絮凝工艺相比 微涡流技术能够产生更小的涡旋流动 不易堵塞 因而较好地克服了网格絮凝池的缺点 微涡流反应器 1 空心球型结构 直径根据处理水的性质和工艺需要确定 打毛内外表面 2 反应器的表面开有小的孔洞 孔径和开孔率根据工艺和处理水质的需要确定 3 以ABS塑料为材料 其比重略微大于水 大概在1 05左右 壁厚由结构强度设计来确定 水力特性 微涡流反应器 1 涡流反应器可以直接投入到被处理的水质中使用 投加无方向性 无需固定安装 2 设备中的水流经过涡流反应器表面时水力条件被改变 水流的流速 流向均发生了变化 加之反应器内外壁面打毛所产生的磨擦阻力 使水流产生微涡旋流动 3 在上向水流中涡流反应器会浮动和转动 因其比重 不会漂浮于水面 同时因为其不断地在水流下的微小运动漂浮物也不易堵塞涡流反应器壁孔 工艺机理 微涡流反应器 微涡流反应器混凝作用示意图 微涡流凝聚 立体接触絮凝 Kolmogoroff局部各向同性紊流理论 涡流形成流层之间较大的流速差涡流的旋转作用形成离心惯性力 絮凝区域更多 絮体成长质量更高 微涡流反应器混凝作用示意图 混凝效率高 水质水量适应性强 反应时间可以缩短到5 8min 这就意味着与传统工艺相比 产水量可以提高1 2倍 占地少 投资省 工艺特点 微涡流反应器 出水水质优 长期使用 运行简便 运行稳定 药耗低 实施简便 有利于高 低浊度水处理 水力条件不主要依赖水流的宏观速度 既适于新建水厂 也适于老水厂传统工艺的改造 改造施工简单 安装方便 而且反应器寿命长 工程应用实例 醴陵铁路水厂设计规模 0 8万吨 d工艺流程 原水 沉砂池 网格反应池 斜管沉淀池 改进型无阀滤池 清水池原水水质 浊度较低 但变化幅度较大 最高浊度为200NTU左右 处理问题 1 低温 8 低浊处理效果较差 2 原水浊度变化 高浊度季节 水处理效果不稳定 引起出水浊度较高 3 丰水期原水中含大量杂质 致使反应池中沉淀较多泥渣 需定期清除反应底部泥渣 除渣工作量较大 清洗周期缩短 运行维护工作量加大 运行成本上升 醴陵铁路水厂 微涡流混凝技术改造实例 醴陵铁路水厂设计规模 0 8万吨 d工艺流程 原水 沉砂池 网格反应池 斜管沉淀池 改进型无阀滤池 清水池 醴陵铁路水厂 微涡流混凝技术改造实例 投入微涡流反应器 考虑到峰水时含砂量较大 建议第一格反应池作沉砂池作用 其余9格作涡流反应池 第n格不放 网格反应池示意图 醴陵铁路水厂 微涡流混凝技术改造实例 反冲洗水量节省30 工作周期延长 反冲洗次数降低 水厂改造前后各技术指标对比 醴陵铁路水厂 微涡流混凝技术改造实例 施工简单 施工 安装方便 只须往池中投加微涡流反应器 而且反应器寿命长 可达到三十年 对于水温等各种指标变化反应不敏感即其适应能力强 在该水厂的改造中 每万吨水反应池的综合造价 包括涡流反应器材料费 安装费 土建费等各种费用 大约为10万元 改造投资低 维护方便 只须打捞起来即可进行更换 北京第九水厂 Actiflo沉淀池改造实例 北京第九水厂设计规模 150万吨 d工艺流程 原水 机械搅拌混合 折板水力反应池 波形板侧向流沉淀 煤滤池过滤 活性炭滤池吸附 清水池原水水质 水温6 12 浊度较低 1 07 1 97NTU 处理问题 1 原斜板沉淀池对浊度去除率仅为20 低温 8 低浊处理效果较差 2 原斜板沉淀池对浊度去除率仅为20 3 藻类含量较大 可达104个 L 4 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 改造比较困难 北京第九水厂 Actiflo沉淀池改造实例 北京第九水厂设计规模 150万吨 d工艺流程 原水 机械搅拌混合 折板水力反应池 波形板侧向流沉淀 煤滤池过滤 活性炭滤池吸附 清水池 北京第九水厂 Actiflo沉淀池改造实例 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 8NTU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 85 调试期间ACTIFLO沉淀池浊度去除率 施工简单 对比传统的饮用水预处理工艺 ACTIFLO沉淀池对于低浊 高藻原水处理有更理想的效果 构造紧凑 占地面积小 在空间有限的情况下有良好的适应性 构造紧凑 北京第九水厂 Actiflo沉淀池改造实例 结论 Actiflo澄清池 Actiflo澄清池作为高效沉淀工艺的一种 采用了微砂加重分离的技术 具有非常高的分离速度 因而可以缩小池体的占地面积 并且Actiflo澄清池对于原水水量水质的变化具有很强的耐受能力 并且尤其适合于低温低浊水以及高藻水的处理等 微涡流混凝技术具有较低的投资成本 施工周期较快 同传统水力絮凝工艺相比水量水质的提升效果较为明显 因而比较适合于老水厂的改造 从而在较短的时间内快速提高产水量 适合高浊 低浊水 不适宜低温水 微涡旋混凝 1 卢普平 微涡流絮凝技术的实验研究及其应用 D 南昌大学 2011 2 路光杰 黄柱崇 段杰辉 新型高效强化絮凝法的原理与应用 J 清华大学学报 自然科学版 2000 S1 114 116 2 周大农 杨友春 ACTIFLO 微砂沉淀技术在北京第九水厂的应用 J 城镇供水 2006 06 26 29 3 张素霞 徐扬 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 J 中国给水排水 2006 08 26 31 4 张顺 微砂絮凝新工艺优化试验研究 D 华中科技大学 2007 参考文献 Thanks