高密度沉淀池污泥上浮原因及对策--高密度沉淀池的运行控制

高密度沉淀池污泥上浮原因及对策摘要： 对高密度沉淀池污泥上浮问题进行研究，结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，污泥上浮主要是由排泥水沉降性能变差、冲击负荷波动较大以及运行过程中操作不"-3等原因引起的。控制污泥上浮的主要 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 有改善排泥水的沉降性能、降低排泥水冲击负荷、合理投加混凝剂、有效控制回流比及排泥等。关键词： 高密度沉淀池,污泥上浮,冲击负荷,操作条件天津某净水厂排泥水处理系统的浓缩工艺采用高密度沉淀池技术，由于高密度沉淀池是将混合、反应、沉淀、浓缩和外部污泥循环集成于一体的构筑物，受多种因素影响，该处理系统在实际运行过程中会出现污泥上浮现象。上浮的污泥回流后不仅增加了净水工艺的处理负荷，而且经沉淀后还会再次进入高密度沉淀池，产生冲击负荷，形成恶性循环。造成污泥上浮的原因很多，及时发现并采取应对措施，对保证系统的正常运行具有非常重要的意义。1排泥水的沉降性能排泥水的沉降性能主要取决于排泥水(污泥)的性质，以下从污泥中的有机成分、药剂成分、粒径分布等方面 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 其对排泥水沉降性能的影响。1．1排泥水中有机物的影响地表水处理主要采用混凝／沉淀／过滤工艺，产生的污泥由原水中的悬浮物质、部分溶解性物质和药剂所形成的矾花组成，主要为无机物，而有机物主要来自色度、浮游生物和藻类等残骸，通常情况下有机物约占污泥质量的10％～15％，但近年来随着原水富营养化程度提高，有机物的比例呈上升的趋势。有机物比例的增加会对污泥的浓缩造成不良影响，如使矾花粒径变小、密度降低、污泥的含水率提高、浓缩速度减慢等J。高藻期的污泥难于处理，耗药量大，易发生污泥上浮现象，与有机物含量较高有很大关系。因此应从水源保护和原水输送等方面控制原水的有机物含量，进而降低排泥水中有机物所占比例。1．2排泥水中残留药剂的影响当净水工艺投加铁盐(或铝盐)混凝剂时，排泥水中会含有较多氢氧化物，形成亲水性的无机污泥，其含水率较高，保水性较好，不易成形，沉降浓缩困难。岳舜琳等人的研究指出，每份絮体中含有0．095份AI(OH)要比含有0．031份Al(OH)的絮体含水量高、沉降浓缩性能差。该水厂的净水工艺在不同时期相应调节了混凝剂的投加量，进、出水水质指标如表1所示。选取不同铁盐投加量时产生的浓度均为2．0g／L左右的排泥水，其sV，。对比如图1所示。由图1可以看出，混凝剂的投加量对排泥水的沉降性能影响较大。排泥水在投加6mg／L的Fe盐时SV。为32％，在投加18mg／L的Fe盐时SV。为73．5％。原水浊度变化不大，但是混凝剂投量却相差近3倍，导致污泥中Fe(OH)的含量相差较大。一般来讲，胶体的聚集稳定性并非都是由静电斥力引起的，胶体表面的水化作用往往也是重要的因素。尤其对于典型的亲水性胶体，虽然也存在双电层结构，但电位对胶体稳定性的影响远小于水化膜的作用。这种水化作用往往来源于粒子表面极性基团对水分子的强烈吸附，使粒子周围包裹一层较厚的水化膜，阻碍了胶体颗粒相互靠近，因而范德华力不能发挥作用。Fe(OH)胶体是亲水性胶体，当其在固体中含量过多时，形成大量的水化膜，使得污泥的沉降性能变差。因此，在保障沉淀池出水水质的前提下，应尽量控制混凝剂的投加量，以减少排泥水中氢氧化物的含量，提高污泥的沉降性能。1．3排泥水的粒径分布根据斯托克斯公式计算可得，粒径为100m颗粒的沉降速度为7．5mm／s，粒径为10m的沉速为7．5X10～mm／s，而粒径为1m的沉速为7．5×10I4mm／s_4J。虽然由公式计算得到的并非真实沉速，但可以看出，粒径大小对沉降性能影响很大。邓慧萍等人研究指出，粒径分布为l0～60m的排泥水沉降性能优于粒径分布为0．2—7tLm的排泥水。笔者在中试期问发现，排泥水经由浓浆螺杆泵提升后，沉降性能变差，如图2所示。同样浓度的污泥，螺杆泵出口污泥的sV∞是进口的2倍多。分析认为当排泥水通过螺杆泵时，已经脱稳聚集的颗粒被打碎，虽然干固体含量相同，但是由于颗粒细小的污泥比表面积大，更容易形成水化膜，水化作用增强，从而导致沉降性能的下降。因此在输送过程中要尽量避免将排泥水颗粒打碎，从而降低其沉降性能。2排泥水对系统的冲击负荷排泥水对高密度沉淀池的冲击负荷主要包括流量负荷和浓度负荷两个方面。2．1流量负荷排泥水的流量负荷变化是影响高密度沉淀池处理效果的重要因素之一。较大的流量波动，一是引起混凝反应过程中水力条件的变化，二是影响到沉淀区的絮体沉降和泥位波动，进而影响到整个处理系统的稳定运行。高密度沉淀池的单池 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 流量为300～960m／h。当系统在300m／h左右的较小流量下运行时，排泥水的停留时间较长，形成的絮体易在折板前的导流区沉积，加上后续进入的排泥水导致该区域污泥浓度越来越大，而较低的流速仅能将少量的絮体推进沉淀区，使污泥在该区域内恶性循环；当系统在接近10001TI／h的较大流量下运行时，排泥水的停留时间过短，混合和凝聚反应不充分，形成的絮体捕捉性能和沉降性能都较差，直接导致出水水质变差和泥位壅高速度加快，造成沉淀空间越来越小，再加上较大的流速作用，最终引起沉淀区污泥上浮。另外，发现生产系统一天内的流量分布很不均匀，经常发生进泥流量的突变。这种突变会对高密池产生瞬时冲击，破坏原本的动态平衡，尤其是当泥位较高时，底层原本脱稳的污泥会被搅起，充满整个沉淀池，进而发生污泥上浮现象。根据对不同流量下高密度沉淀池的运行状况和处理效果的分析对比，建议尽量将排泥水的流量负荷控制在500～700in／h；同时，在对流量进行调整时，应该逐步增加或减小进水流量，使高密度沉淀池有足够的缓冲时间。2．2浓度负荷通过对生产系统的实时监测发现，高密度沉淀池每日处理的排泥水浓度负荷在较大范围内波动，最低时仅为0．3g／L，最高时超过2．0g／L。排泥水浓度负荷的波动主要从以下两个方面影响处理系统的稳定运行：①混凝剂的投加量没能随排泥水浓度波动及时调节，造成进泥水浓度较高时投药不足和浓度较低时投药过量，这两种情况都会影响到沉淀区的絮体颗粒沉降效果，间接引起污泥上浮。②沉淀区排泥情况仅仅根据流量和泥位来设定，造成进泥浓度较低时排泥过量和进泥浓度较高时排泥不足，使得沉淀区的泥位在较大范围内波动，降低了高密度沉淀池的耐冲击负荷能力。在实际生产过程中，可以通过调节净水工艺沉淀池的排泥方式、充分利用回收调节池的缓冲作用，将进泥浓度维持在平均值范围内，以此来减小排泥水对处理系统的冲击负荷。3运行过程中的控制条件3．1加药控制该水厂排泥水处理系统选用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)作为助凝剂，从生产实际来看，PAM投量不当对系统的处理效果影响较大。PAM投加量不足时，会导致反应区絮体细小，沉降性能下降，容易引起污泥上浮；而过量投加PAM会造成污泥浓缩性能变差和浪费药剂等问题。笔者通过中试研究了排泥水浓度与PAM最佳投药量的关系，结果如图3所示。由图3可以看出，该水厂单位浓度排泥水(g／L)的PAM最佳投药量为1．0mg／L左右。3．2回流控制污泥回流的目的在于加速絮体的生长以及增加絮体的密度。由于回流污泥含固量较大，且经过一定时间的压缩，沉降性能较好。当排泥水浓度较低时，通过回流可以增加颗粒浓度，提高絮凝效果J。当进水浓度较高时，沉淀区泥床位置较高，回流浓度增加，回流污泥与较高浓度进泥水混合后，可能造成高密度沉淀池超负荷运行，增加了污泥上浮的风险。由此可见，回流污泥在合适的比例下才能发挥较好的回流作用，增加系统处理效果。笔者利用中试装置开展了污泥回流效果的研究，并提出了回流污泥的控制条件：当进泥水浓度<0．8L时，尽量控制回流干固量在进泥干固量的50％以下；当进泥水浓度>1．0g／L时，将回流干固量尽量控制在进泥干固量的20％以下。根据进泥水和回流污泥的浓度，适当调节回流比例，以达到较好的助凝效果。3．3排泥及泥位控制高密度沉淀池的排泥情况也直接影响系统的稳定运行，排泥不及时将造成沉淀池内泥位壅高速度加快，容易发生短流现象J，引起污泥上浮。实际运行情况表明，当沉淀区泥位低于高泥位报警值(对应泥位高度为1．44m)时，高密度沉淀池抗冲击负荷能力较强，不易发生污泥上浮现象。因此，建议在由PLC中央控制系统设定排泥泵启停的基础上，引入泥位和排泥浓度两项参数来控制排泥，将沉淀区泥位控制在高泥位报警值以下，以保障排泥水处理系统安全稳定运行。4结语综上所述，为使高密度沉淀池在安全稳定的状态下运行，防止污泥上浮现象发生，生产中应及时采取如下措施：①从降低有机物含量、合理投加混凝剂和避免打碎排泥水颗粒等方面提高排泥水的沉降性能，并定期检测排泥水的性质变化情况，及时采取相应措施。②应将排泥水的浓度和流量调节在较佳的范围内，以此减小排泥水对高密度沉淀池的冲击负荷。③根据排泥水的浓度，以单位浓度(g／L)排泥水投药量为1．0mg／L及时调节PAM的投加量。④根据进泥水和回流污泥的浓度，适当调节回流比例，以达到较好的助凝效果。⑤及时控制排泥，将沉淀区泥位控制在高泥位报警值以下，以保障排泥水处理系统安全稳定运行。参考文献：[1]何纯提．净水厂排泥水处理[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006．[2]岳舜琳，陆在宏，周云，等．水厂排泥水浓缩性能研究[J]．净水技术，2003，22(5)：1—5．[3]严煦世，范瑾初．给水 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 [M]．北京：中国建筑工业出版社，1999．[4]许保玖．给水处理理论[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000．[5]邓慧萍，梁超，许建华．PAM在给水厂排泥水处理中的调质作用及机理探讨[J]．给水排水，2004，30(6)：31—33．[6]刘杨，赵建伟，杨兴涛，等．水厂排泥水处理系统优化运行研究[J]．供水技术，2007，1(5)：56—57．来源：中国给水排水作者:赵建伟，何文杰，黄廷林，徐正，方林，陈文杰高密度沉淀池的运行控制摘要: 通过对高密度沉淀池运行指标的监测，探讨了高密度沉淀池运行的合理工况。结果表明:可以用浊度快速估测混合区进泥水浓度;加药和回流都应该根据反应区污泥的浓度进行控制和调整;高密度沉淀池的进水流量对出水浊度影响较大，可以在保持处理干固量一定的情况下，尽量降低进泥流量。关键词: 高密度沉淀池,运行工况,排泥水,回流,沉淀天津市新开河水厂排泥水系统浓缩工艺中的高密度沉淀池(以下简称高密池)由混合、反应、浓缩/沉淀、外部污泥循环4部分组成，单池设计最大进泥量为960m3/h，设计进泥浓度为2.0g/L。在运行中发现当进泥浓度高于1.5g/L时，高密池就会发生污泥上浮现象。为了解决这一问题，笔者对高密池的各区域分别进行了定时取样监测，以探求其最佳的运行工况。1高密度沉淀池的运行控制1.1混合区经过测定混合区的进泥水浓度，发现仪表显示的读数失准，虽然表值与实测值之间没有确切的线性对应关系，但实测浓度为仪表读数的1.5-2.5倍，实测浓度的平均值为0.74g/L，明显小于设计值2.0g/L。这是因为在高密池实际应用中发现，当进泥水的浓度高于1.5g/L，高密池就会发生污泥上浮现象，使出水浊度升高，对净水工艺产生冲击，所以在生产过程中人为缩短了净水工艺中沉淀池的排泥周期，延长了排泥历时，使进人高密池的排泥水浓度过低。较低的进泥浓度不仅增加了污泥处理系统的流量负荷，还延长了污泥在沉淀区的浓缩时间川，未能充分发挥高密池的效能。采用干燥箱恒温烘重测量排泥水浓度的方法操作繁琐，存在实用滞后问题，且当进水浓度低时，用烘干称重的方法测得的浓度值失准。通过多次试验，比较了采用烘干称重和用浊度估测的方法测定排泥水浓度的数值，结果表明，在同一水质期内排泥水的性质差别较小时，可以用浊度估测进人高密池的排泥水浓度。1.2反应区反应区的污泥为来自混合区的排泥水与循环系统回流的高浓度浓缩污泥的混合污泥，其浓度可以根据进泥水浓度和回流浓度计算得出。实际监测中发现反应区污泥最高浓度可达3.5g/L，此时回流比和回流浓度都高，但此时投药量仍然根据进泥水浓度表值0.74g/L进行投加，投加量为1.0g/L。由于投药量不足，反应区产生的絮体碎小，这种污泥颗粒的沉降性和浓缩性都不如大絮体颗粒。根据小试得到最佳投药量为1.3%。(按混凝剂占污泥干重的比例)，但是加药量的不足却未导致污泥上浮的发生，这是因为此时的进泥量仅有300m3/h，远远低于设计最大流量960m3/h。在设计最大流量下的上升流速为17.8m/h，而在300m3/h的流量下的上升流速为5.56m/耐h，使得颗粒有足够的沉淀时间，而且布设在沉淀区上部的斜管还有较好的截留小絮体的作用。反应区污泥浓度为3.5g/L时高密池仍能正常运行，这说明高密池有处理高浓度进泥水的能力，高于1.5g/L就会发生上浮的现象则可能是由于其他原因而并非高进泥浓度造成的。静水沉降中污泥浓度与高度成正比例，为了确定沉降比与反应区污泥浓度的关系，多次取样测定污泥沉降比，并与根据物料平衡算出的浓度值进行线性回归，结果表明两者有良好的线性关系。可以根据沉降比估计反应区内污泥的浓度，从而进行投药量、回流比等指标的调整。1.3外部污泥循环区污泥回流能加速矾花的生长并增加矾花的密度，以维持均匀絮凝所要求的高污泥浓度。但是由于泥位变化的不稳定和回流泵吸泥口附近对泥层的抽吸作用，回流污泥的浓度很不均匀，在0-28.7g/L之间，且大多数情况下污泥浓度较低。实际运行中的回流量始终为300m3/h，并未考虑回流浓度和进泥水浓度的大小。回流清水对反应区的影响不大，只是使进水浓度降低5%;但当回流污泥浓度大时，进水浓度会提高数倍，出现加药不足导致絮体细小的情况。因此应根据进泥浓度、进泥流量、回流的浓度适度调整回流量。回流浓度和泥床高度有关，当回流污泥浓度大时说明泥位较高，应降低回流量，减缓沉淀区的泥层增高速度。也可据反应区的沉降比来调节回流量，当沉降比大(>15)时，应该降低回流量，这是因为反应区污泥浓度足够大，能保证絮凝效果，没有必要再回流以增加浓度，也避免了药剂的浪费和泥层增高的加快。1.4沉淀区高密池底部刮泥机的连续刮扫促进了沉淀区污泥的浓缩。斜板放置在沉淀池的顶部，用于去除残留的矾花并产生水质合格的出水。沉淀区的上清液回流到配水井，如果上清液浊度较高则会影响净水工艺，同时也浪费混凝剂川。经过监测发现，流量对出水浊度的影响较大，如表1所示。试验中发现，无论在混合区投加FeC13与否，在流量较大的情况下，出水上清液浊度都较大;而在小进水流量时，出水上清液浊度也较小。在监测过程中出现过一次PAM投药泵故障，共持续了5h。在进水流量为300m3/h，进泥浓度为0.6g/L时，高密池反应区内絮体非常小，但是出水的最大浊度为2.4NTU。此外，在进水实际浓度为0.5g/L，加药系统正常运行时，高密池沉淀区出现了局部上浮现象，而在上浮的前几分钟进水流量由300m3/h突然升高到600m3/h，可以断定是流量冲击造成的上浮。因此，流量对沉淀区的出水浊度影响较大，根据斯托克斯公式计算出0.5mm的絮体其下沉速度为12.67g/h，远大于5.56g/而h(当流量为300m3/h时)的上升流速。为了保证出水浊度，在适当的投药量下应该控制进水流量;同时，为了防止污泥上浮现象的发生，应该防止流量的突然变化。2结论①可用浊度快速估测高密度沉淀池混合区进泥水浓度，在同一水质期内两个指标有很好的线性关系。②回流比和回流浓度对进水污泥浓度影响较大，应严格控制回流过程，保证絮体的形成与沉淀。③应根据反应区的污泥浓度调节加药量，尽可能地降低药耗并获得较好的沉降絮体。④实际操作中，可以用沉降比估计反应区污泥的浓度，并以此调节投药量和回流比。⑤流量对出水浊度影响很大，应尽量在合适的进泥流量下工作。应缓慢调整流量，以防止流量突变可能造成的上浮。来源：供水技术作者:徐正，赵建伟，孙颖，刘杨，李名锐