高密度沉淀池在高浊度海水预处理中的应用

韩建民

（浙江省电力设计院 浙江杭州 310012）

1 前言

浙江沿海地区水资源紧缺，电厂淡水需要通过海水淡化工艺制取，海水需在预处理设施中去除浊度后才能供海水淡化装置制取淡水。浙江沿海海水的浊度高，随着潮涨潮落，海水的浊度也瞬息万变，从潮息到高潮，浊度会从50mg/L提高到3000mg/L，对预处理工艺提出了较高要求。

2 高密度沉淀池构造和工作原理

高密度沉淀池最早是由法国德利满公司开发，是在传统的平流沉淀池的基础上，利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜板沉淀三个过程进行优化，污泥通过外循环使絮状物更均匀密实，具有常规技术无法比拟的性能，达到较高的负荷。高密度沉淀池由凝聚混合区、凝聚反应池、预沉池-浓缩区、斜管分离区及泥渣回流系统和剩余泥渣排放系统组成，把混合、絮凝反应池、沉淀池、浓缩池合成在一个池中。

2.1 凝聚混合区

设有快速机械搅拌器，用以快速混合投加的絮凝剂，絮凝剂采用PAC或常用混凝剂。凝聚剂投加在凝聚区中，通过凝聚搅拌机的快速、强力搅拌，使药剂与水体充分混合并发生凝聚反应，生成小颗粒矾花。凝聚搅拌机采用变频装置调速改变池体水利条件，以适应原水水质和水量的变化。

2.2 凝聚反应池

反应池分两部分，中部絮凝速度快，由一个轴流叶轮进行搅拌，使水流在反应器内循环流动，周边区域的活塞流状况使絮凝速度缓慢。

反应池独特设计的结果，即能够形成较大块的、密实的、均匀的矾花，快速进入预沉区。

污泥的浓度通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部循环得到保证。回流经絮凝强化转置活化处理，混凝效果更优越。

所设计的外部区域，因耗能量低，保证了矾花的增大和密实。

2.3 预沉池-浓缩区

当进入面积较大的预沉区时矾花的移动速度放缓。这样可以避免造成矾花的破裂及避免涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓缩。泥斗设有锥状刮泥机。

部分浓缩污泥在浓缩池抽出并泵送回至反应池入口。浓缩区分为两层：一层在锥形循筒上面，一层在锥形循环筒下面。从预沉池——浓缩池的底部抽出剩余污泥。污泥回流泵采用变频螺杆泵，可自动在线调节回流污泥量，适应水质的变化。

2.4 斜管分离区

在斜板沉淀区除去剩余的矾花。精心的设计使斜板区的配水十分均匀。使得沉淀在最佳状态下完成。

沉淀水由一个收集槽系统收集。矾花堆积在沉淀池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。污泥靠自重收集或刮除或被循环至反应池前部。

沉淀的污泥沿着斜板下滑然后跌落至池底，污泥在池底被浓缩。刮泥机上的栅条可以提高污泥浓缩效果，慢速旋转的刮泥机把污泥连续地刮进中心集泥坑。浓缩污泥由泥位计来控制以达到一个优化的污泥浓度，然后间断地被排出到污泥处理系统。

沉淀区上升流速可达20 m/h~30m/h，原水浊度最大可达10000NTU，整座池的总表面负荷一般为6.5m3/m2·h，浓缩池已整合在沉淀池下部，排泥浓度达3%~5%，不需另设浓缩池。

3 高密度沉淀池的应用

高密度沉淀池在混凝沉淀基本原理的基础上进行了优化，强化了絮凝、沉淀、污泥浓缩效果，运用变频技术在线调节搅拌机转速、污泥回流泵流量，不仅出水水质好，表面负荷高，排泥量少，对水质、水量变化的适应好，较适用于沿海电厂海水水质情况。

舟山某电厂海水浊度为0.3~2.45NTU，随着大潮、小潮、潮涨、潮落、潮息，浊度都会随着变化，水质复杂，水量变化也大，该电厂海水淡化工程采用了高密度沉淀池海水预处理工艺，设计出力为2×1500m3/h，设计凝聚区水力停留时间1.77min，絮凝区水力停留时间8.76min，沉淀池表面负荷8.63m/h，沉淀/浓缩区总停留时间为50.38min，搅拌计采用变频控制，每套高密度沉淀池配2台污泥回流泵，污泥回流泵采用卧式螺杆泵，变频控制，出水浊度≤5NTU。

4 结论及建议

通过对高密度沉淀池的构造和工作原理的研究，高密度沉淀池通过污泥回流、强化絮凝，运用变频技术，具有对原水水质、水量变化适应性好、效率高、占地省，在沿海电厂海水淡化预处理中具有广泛的应用前景。

[1]GB50013-2006，室外给水设计规范[S].

[2]上海市政工程设计研究院． 给水排水设计手册第3册城镇给水[M]．北京：中国建筑工业出版社,第二版，2004．518-571.