高效综合澄清池ECC（SMEDI）

高效综合澄清池ECC（SMEDI）

陈宝书 许嘉炯

1 前言

　　本世纪初，法国得利满水公司推出了名为高密度澄清池（Densadge）的沉淀/澄清新净水构筑物，这一工艺在上海市南市水厂进行了为期三个月的半生产性试验，随之为一些水厂进行了设计。我国新疆乌鲁木齐市自来水公司也建造了这种池子。该厂总规模为20万m³/d，单池规模5万m³/d。一期先建2座，经过2年多的运行，取得了较好的效果。
　　上海市政工程设计研究院参加了南市水厂半生产性试验的全过程，并在国内若干座水厂的澄清池设计建设过程中作了进一步探索和研究，设计了更完善的高效综合澄清池Efficient Comprehension Clarifier（ECC）。

2 沉淀/澄清池的应用和发展

　　不论沉淀还是澄清池，固液分离的基本动力是重力，而絮凝是其最重要的条件。
　　沉淀池不设污泥循环，也设有泥渣层，常用的有平流沉淀池和竖流沉淀池，高浊度水也采用辐流沉淀池，上世纪60年代以来，根据浅层沉淀理论，创造和采用了各种形式的斜管、斜板沉淀池，提高了沉淀效率，缩短了沉淀时间和池体面积。澄清池的主要特点是池内具有污泥泥渣层，或接触，或循环，由此加强了絮凝效率。根据泥渣分布状态，分为泥渣过滤型（Sludge Blanket）和污泥循环型（Slurry Recirculation），前者如悬浮澄清池、脉冲澄清池等，后者如水力循环澄清池、机械加速澄清池等。下图表示国内外给水工程中使用的混凝沉淀/澄清池的分类和发展。

　　上图中，不同池型的使用时期大致如下表

3 高效综合澄清池ECC（SMEDI）

　　从混凝沉淀/澄清池的重力沉降特点和以上沉淀/澄清池的应用发展进程中，可以认为设计建造一座经济、高效的池子需要对一些技术点加以优化，这些技术点包括：
　　①混凝剂、助凝剂的投加和加注点；
　　②混合和絮凝方式
　　③污泥（泥渣）层的存在、泥渣与原水的配比和污泥循环、回用；
　　④絮凝区以及它与沉淀区的有机结合；
　　⑤进出沉淀区的水力条件和布置；
　　⑥沉淀区的水力条件和沉降面积；
　　⑦池内污泥浓缩和贮存；
　　⑧剩余污泥的排除。
　　下图是针对了上述8个技术点进行优化后设计的ECC布置示意图。由图可知，ECC设有5个过程区，即
　　①混合区
　　②絮凝区
　　③双重沉淀区
　　④污泥区
　　⑤出水区

ECC布置示意图

　　 ECC的特点如下：
　　 （1）工艺过程采用了斜管沉淀池，悬浮澄清池，机械加速澄清池和高密度澄清池（Densadge）的优点，将混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩综合于一座方形池体内，进出池体只有三种功能的管道，即进水，出水和污泥回流排放管，布置简洁，从而有利于水厂总图的安排。
　　 （2）机械和跌落式加药混合，加上适量的污泥回流，不但节约药剂而且混合效果更好。
　　 （3）因为絮凝速度与颗粒浓缩N^o、速度阶梯G和絮粒体积比Ω成正比关系
　　
　　采用机械和污泥大循环形成的高浓度絮体在适当的水力条件下经泥渣层而极大的提高了絮凝效果。
　　（4）絮凝区与沉淀区自然平稳的结合，使絮凝后的水均匀稳定地进入沉淀区。由于絮凝效果好，在斜管沉淀区下部，大部分絮粒就已沉除，通过斜管沉淀进一步降低浊度。
　　（5）池底部具有污泥贮存区，污泥经浓缩后通过机械刮泥机经池中心排泥坑排出的污泥浓度大。
　　首座ECC已在浙江某市一水厂中使用，该池设计规模8万m³/d，从05年7月开始运行以来已有2个月时间。运行情况较好。一般运行条件如下：
　　进水流量　　　 3000～3500m³/h　 该时沉淀区溢流率为13.4～15.6m/h
　　混凝剂投加量　 25～50 mg/l
　　助凝剂投加量　 0.08～0.1mg/l
　　进水浊度　　　 30～90NTU
　　出水浊度　　　 0.5～1.0NTU
　　池子启动时间　 约1小时
　　抗冲击符合能力 约10％
　　在首座ECC的运行中，也发现一些有待改进的地方，主要是：投药方式和投药点的布置，污泥回流比的调整，沉淀区斜管高程和管径，污泥排放管和回流管的分离，刮泥机的选用等。上海市政设计研究院目前正设计的ECC已对这些方面作了相应的改进。