新型澄清池工艺与常规水处理工艺技术经济比较 KSYHPD

新型澄清池工艺与常规水处理工艺技术经济比较王刚，邱文慧（甘肃金桥水处理技术承包有限公司，甘肃兰州730000）中，比常规水处理工艺投资省、流程短、占地面积少、运行成本低。经试验和多项工程实践证明是集成解决沿黄流域高浊度水处理工艺中先进、适用、经济、可靠的处理工艺。

按沉淀的目的可分为预沉淀、滤前沉淀、*终沉淀及污泥浓缩四种类型锢淀常规被用于原水泥趾分子絮凝剂的使用保证出水水质。在大型特大型1概述1.1高浊度水处理常用的技术处理高浊度水常用技术有：预沉淀、混合、絮凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒等步骤。黄河具有夏季高含砂量、冬季低温低浊、有机物微污染三大给水领域的难题，泥沙含量之高、颗粒之细，堪称世界**，黄河水的净化处理一直是多年来给排水领域的难点。

1.2高浊度水的特点针对高浊度水为水源的水质状况，基本可将高浊度水分为：西南山溪河流，属砂多型高浊度水；西北黄土高原河流，属泥多型高浊度水。黄河流域以黄河为代表是典型的泥多型高浊度水源，泥砂颗粒直径小于0.05mm的占总量的77― 90%其中直径小于0.025mm的占70%如此细密的泥砂对絮凝、沉淀、排泥等处理工艺有很高的要求；同时，细密的泥砂又表现出高比表面积（可达700―800m2/g）高吸附性等特征。分析近十几年来我国各高浊度水处理厂的实际运行情况，由于在黄河流域沿线修建了大小各梯级水电站以及近几年水土保持整治力度的加大，致使进入净水厂前的源水浊度开始大幅下降，砂峰持续时间缩短，只有在暴雨期和上游水库排砂等多种不利因素结合的情况下，才会出现较长时间的砂峰。

2常规水处理工艺2.1目前水处理沉淀工艺从设计角度大致分类砂含量无法满足一次沉淀条件时，通过预沉淀处理，使水质能够达到进一步沉淀或澄清的要求；按是否投注混凝剂分类可分为自然沉淀和混凝沉淀两类；按沉淀池的水流分类可分为竖流式、平流式、辐流式、径流式等多种形式；按截除颗粒的沉降距离分类，可分为一般沉淀和浅层沉淀。

2.2滤前沉淀工艺大多数采用高效率的澄清工艺完成，现有各类澄清池的适用范围性较强，一般适用于进水浊度在3000NTU以下，*适宜的原水浊度在1000NTU以下，短时间内允许差，一般适用于进水浊度在2000NTU以下，短时间允许达到5000NTU的中、小型水厂。

时原水中不宜含有大量较粗颗粒的泥砂，一般适用于进水浊度在3000NTU以下，短时间内允许到达进水浊度在3000NTU以下时采用单层式；当进水浊度在3000―10000NTU时宜用双层式。一般在中小型水厂中采用。

现有处理高浊度工艺也是依据上述分类进行设置的，一般设预沉池+澄清池完成滤前水的处理。预沉池进水浊度可达100理后的水*大浊度不超5000NTU，―般按3000NTU进行控制，然后进入澄清池；同时辅以高黄河水源水厂还有采用自然沉砂池为一级处理工艺的水厂，如郑州反渗透水处理设备市第二水厂。

23常规技术在中小型水厂中应用及工艺革新的思路常规工艺广泛应用于沿黄流域高浊度水的处理，然而近十几年来黄河水在水质、水量、含沙量、有机污染等方面都发生了较大的变化，常规工艺是依据*不利状况*大进水含沙量（大于90kg/m3）进行设计，以此来保证供水安全性。但是，黄河水全年平均含沙量只有3―4kg/m3，大多数时间设施闲置。长期的工程实践及运行经验证明，用常规工艺设计中小水厂，必然造成工艺流程变长、占地增大、操作复杂、维修工作量大，成本和投资加大等弊端。

常规水处理工艺流程如下：预沉池澄清池滤池如果根据实际运行经验和数据，针对黄河水浊度变化的普遍性和特殊性选择工艺，同时采用沉砂池或适当加大清水池容量，使其承担调蓄避砂峰的任务，强化供水的安全性。对于水厂建设，依靠技术进步、压缩工艺流程、减少占地、节省投资和运行成本都具有非常重要的意义。

3新型澄清工艺介绍新型澄清池水处理工艺流程如下：澄清池滤池――清水池新型澄清池工艺是甘肃金桥水处理公司科研、设计人员经过多年来对国内外多种澄清沉淀池的分析研究，如机械加速澄清池、悬浮澄清池、水旋澄清池等，特别是综合分析80年代由铁道部专业设计院在兰州铁路水厂设计的水旋澄清池与XB―I型澄清池的种种优缺点，经过小试、中试、工程实践不断改进，研发成功的一项新型实用专利技术。

3.1新型澄清池工作原理工艺流程包括：混合、反应、絮凝、旋流沉淀、悬浮泥渣过滤、澄清分离在同一池体内进行，内外层共用池壁。

进水经管道混合器，混凝剂与源水充分混合后沿切线旋流式进入中筒，在I区反应，并进行**次沉淀。当源水浊度超过15000NTU时，投加3投加点与混凝剂投加点相同。在I区旋流沉淀的较此阶段除浊率可达30―水流经导水板进入悬浮区，同时源水与混凝剂进一步反应，随着导流区体积的不断增大，水流速度降低，很平缓的进入悬浮区。由于导水板与伞形板的合理设置，使该区域絮体碰撞次数加剧，同时保持泥渣浓度在1900―2500mg/L的高浓度，应用泥渣层的吸附能力，对杂质过滤吸附网捕，使源水经过了第二次澄清。

水流进入澄清区IV后，因上升流速骤减，一般取0.8―1.2mm/s，在此区间粒子间没有干扰，处于自由沉淀状况，控制一定的上升流速能很好达到分离的效果，此时出水浊度可达20NTU以下。

为了更进一步降低出水浊度，利用现有空间在澄清池增设斜管，使挟带细小颗粒的澄清液进入斜管后进一步澄清，并有效控制悬浮泥渣的高度，避免翻池现象，即可保证出水质量，降低操作难度。由于需澄清的颗粒很细小，故要求选择较小直径的斜管，增加斜管后，一般出水浊度可在10NTU以下。

排泥是黄河水处理又一难点，由于泥砂颗粒较细。所以，沉淀泥容易产生板结现象。而新型澄清池底部设45°锥体泥斗，底部设排泥管，由于静水压强很大，当打开排泥阀时，底部产生很高的流速，使积泥很容易的排出。实践中发现，当打开排泥阀时排出浓度很高的污泥，含砂量约130kg/m3，一段时间后排水变清，关阀静置约30min后，再打开排泥阀，同样排出大量高浓度的污泥，反复二、三次后，排水变清。经过5年的工程运行实践证明：新型澄清池底部排泥从未发生过板结、堵塞、排泥不畅的现象。45°排泥斗有利于沉泥的流动，同时，水旋搅动和排泥时产生的吸力和搅动都是排泥顺畅的原因。3.2新型澄清池技术创新点1）压缩工艺流程。将预沉、混合、澄清集于一个池体中，缩短了处理工艺流程，减少了处理高浊度水的预沉池等构筑物，节约了占地、节省了投资。

只有集成才能节省投资。根据高浊度水静态实验，由于源水与混凝剂混合后，5―15min内能沉淀40―50%的泥砂，故吸取多种澄清池的作法，我们将新型澄清池结构设计中将中部设为一次沉淀区，中筒外层设悬浮澄清区，共用池壁建设。澄清池的进水浊度范围，单个池体进水可达500―30000NTU，出水达到20NTU以下。2）新型澄清池底部采用45°锥体结构，重力排泥，不仅排泥通畅，且省略了刮泥机械。大体积的絮凝体在厉斗内沉淀通经笕脱水gH）池体内部导流筒采用踹角保证源水与混凝剂有足够的反应时间和反应强度要求。

4）在池体结构设计中，延长导流板，增大导流区，使导流板与伞形板配合作用，从而保证了源水不强悬浮泥渣层吸附网捕作用，保证了出水质量。同时对低浊度运行有利，提高悬浮澄清区泥渣浓度。

在悬浮澄清区底部设排泥管，人工或自动定时排泥，维持泥渣层高度。

综上所述，新型澄清池工艺与结构设计的创新点，使新工艺与常规工艺相比在保证流程运行安全可靠、保证出水稳定、保证水质达标的前提下大幅度降低了运行费用、缩短了工艺流程、设备及建构筑物数量减少、减少了占地面积、节省了大量的工程投资。兰州铝业股份有限公司水厂、酒钢集团榆中钢厂水厂等十多项工程项目的运行实践，充分证明此项新工艺的先进性与可靠性。

4中小水厂工艺设计实例比较以某项目供水净化工程为例：工程概况：源水系黄河水，原有取水口泵房距上游水文站约4km处。泵站供水能力及扬程均满足生产所需。供水净化厂厂址选择在厂区以南，取水口上游约600m的河边果园内，自备铁路线以东靠近黄河的区域。设计产水量2000m3/h，作为电厂锅炉水预处理工序。

设计过滤水量：200m3/h（此水量包含在2000m3/h澄清池总产水量之中）。新型澄清池工艺与常规工艺见表1.表1新型澄清池与常规工艺比较表项目新型澄清池幅流式沉淀池+机械加速澄清池1、适应源水浊度范围低浊度源水也有很好处理效率。

两级处理进水含砂量可达100- 2工艺流程流程短、装置少流程长、装置多3、占地54亩（征地费10000/亩）4固定资产投资4800万元5、单位经营成本6、总经营成本7、年运营成本8、人员配置8人13人9对水量变动的适循环水设备应性较好10、几何尺寸500m3/h.座辐流沉淀池：D100m机械加速澄清池：D29m 11、池内有无机械设备不设任何机械，不耗电设有刮泥机、搅拌机械；辐流沉淀池配用电机7KW5机械加速澄清池配用电机10KW 12、出水水质情况源水水质变化较大情况下能保持很好的出水水质。

要求进水水质相对稳定，才能达到出水水质要求。

13.维修、呆养不需要维修维修、保养费用较高14.缺点池体较高业出版社，2002 1上海市政工桃计院。给7水水设计手册。北京Ie中国建筑blishingH（工业出社遇2；reserved，http://www.cnki.net

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