高效綜合澄清池ECC（SMEDI）

陳寶書 許嘉炯

1 前言

　　本世紀(jì)初，法國(guó)得利滿水公司推出了名為高密度澄清池（Densadge）的沉淀/澄清新凈水構(gòu)筑物，這一工藝在上海市南市水廠進(jìn)行了為期三個(gè)月的半生產(chǎn)性試驗(yàn)，隨之為一些水廠進(jìn)行了設(shè)計(jì)。我國(guó)新疆烏魯木齊市自來(lái)水公司也建造了這種池子。該廠總規(guī)模為20萬(wàn)m³/d，單池規(guī)模5萬(wàn)m³/d。一期先建2座，經(jīng)過(guò)2年多的運(yùn)行，取得了較好的效果。
　　上海市政工程設(shè)計(jì)研究院參加了南市水廠半生產(chǎn)性試驗(yàn)的全過(guò)程，并在國(guó)內(nèi)若干座水廠的澄清池設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中作了進(jìn)一步探索和研究，設(shè)計(jì)了更完善的高效綜合澄清池Efficient Comprehension Clarifier（ECC）。

2 沉淀/澄清池的應(yīng)用和發(fā)展

　　不論沉淀還是澄清池，固液分離的基本動(dòng)力是重力，而絮凝是其最重要的條件。
　　沉淀池不設(shè)污泥循環(huán)，也設(shè)有泥渣層，常用的有平流沉淀池和豎流沉淀池，高濁度水也采用輻流沉淀池，上世紀(jì)60年代以來(lái)，根據(jù)淺層沉淀理論，創(chuàng)造和采用了各種形式的斜管、斜板沉淀池，提高了沉淀效率，縮短了沉淀時(shí)間和池體面積。澄清池的主要特點(diǎn)是池內(nèi)具有污泥泥渣層，或接觸，或循環(huán)，由此加強(qiáng)了絮凝效率。根據(jù)泥渣分布狀態(tài)，分為泥渣過(guò)濾型（Sludge Blanket）和污泥循環(huán)型（Slurry Recirculation），前者如懸浮澄清池、脈沖澄清池等，后者如水力循環(huán)澄清池、機(jī)械加速澄清池等。下圖表示國(guó)內(nèi)外給水工程中使用的混凝沉淀/澄清池的分類和發(fā)展。

　　上圖中，不同池型的使用時(shí)期大致如下表

3 高效綜合澄清池ECC（SMEDI）

　　從混凝沉淀/澄清池的重力沉降特點(diǎn)和以上沉淀/澄清池的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)程中，可以認(rèn)為設(shè)計(jì)建造一座經(jīng)濟(jì)、高效的池子需要對(duì)一些技術(shù)點(diǎn)加以優(yōu)化，這些技術(shù)點(diǎn)包括：
　?、倩炷齽?、助凝劑的投加和加注點(diǎn)；
　?、诨旌虾托跄绞?BR>　　③污泥（泥渣）層的存在、泥渣與原水的配比和污泥循環(huán)、回用；
　?、苄跄齾^(qū)以及它與沉淀區(qū)的有機(jī)結(jié)合；
　?、葸M(jìn)出沉淀區(qū)的水力條件和布置；
　?、蕹恋韰^(qū)的水力條件和沉降面積；
　?、叱貎?nèi)污泥濃縮和貯存；
　?、嗍Ｓ辔勰嗟呐懦?BR>　　下圖是針對(duì)了上述8個(gè)技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化后設(shè)計(jì)的ECC布置示意圖。由圖可知，ECC設(shè)有5個(gè)過(guò)程區(qū)，即
　?、倩旌蠀^(qū)
　　②絮凝區(qū)
　?、垭p重沉淀區(qū)
　?、芪勰鄥^(qū)
　?、莩鏊畢^(qū)

ECC布置示意圖

　　 ECC的特點(diǎn)如下：
　　 （1）工藝過(guò)程采用了斜管沉淀池，懸浮澄清池，機(jī)械加速澄清池和高密度澄清池（Densadge）的優(yōu)點(diǎn)，將混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮綜合于一座方形池體內(nèi)，進(jìn)出池體只有三種功能的管道，即進(jìn)水，出水和污泥回流排放管，布置簡(jiǎn)潔，從而有利于水廠總圖的安排。
　　 （2）機(jī)械和跌落式加藥混合，加上適量的污泥回流，不但節(jié)約藥劑而且混合效果更好。
　　 （3）因?yàn)樾跄俣扰c顆粒濃縮N^o、速度階梯G和絮粒體積比Ω成正比關(guān)系
　　
　　采用機(jī)械和污泥大循環(huán)形成的高濃度絮體在適當(dāng)?shù)乃l件下經(jīng)泥渣層而極大的提高了絮凝效果。
　?。?）絮凝區(qū)與沉淀區(qū)自然平穩(wěn)的結(jié)合，使絮凝后的水均勻穩(wěn)定地進(jìn)入沉淀區(qū)。由于絮凝效果好，在斜管沉淀區(qū)下部，大部分絮粒就已沉除，通過(guò)斜管沉淀進(jìn)一步降低濁度。
　　（5）池底部具有污泥貯存區(qū)，污泥經(jīng)濃縮后通過(guò)機(jī)械刮泥機(jī)經(jīng)池中心排泥坑排出的污泥濃度大。
　　首座ECC已在浙江某市一水廠中使用，該池設(shè)計(jì)規(guī)模8萬(wàn)m³/d，從05年7月開始運(yùn)行以來(lái)已有2個(gè)月時(shí)間。運(yùn)行情況較好。一般運(yùn)行條件如下：
　　進(jìn)水流量　　　 3000～3500m³/h　 該時(shí)沉淀區(qū)溢流率為13.4～15.6m/h
　　混凝劑投加量　 25～50 mg/l
　　助凝劑投加量　 0.08～0.1mg/l
　　進(jìn)水濁度　　　 30～90NTU
　　出水濁度　　　 0.5～1.0NTU
　　池子啟動(dòng)時(shí)間　 約1小時(shí)
　　抗沖擊符合能力 約10％
　　在首座ECC的運(yùn)行中，也發(fā)現(xiàn)一些有待改進(jìn)的地方，主要是：投藥方式和投藥點(diǎn)的布置，污泥回流比的調(diào)整，沉淀區(qū)斜管高程和管徑，污泥排放管和回流管的分離，刮泥機(jī)的選用等。上海市政設(shè)計(jì)研究院目前正設(shè)計(jì)的ECC已對(duì)這些方面作了相應(yīng)的改進(jìn)。