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摘要：苏州市某污水处理厂深度处理采用高密度絮凝沉淀池+活性砂滤池组合工艺，该工艺具有布置紧凑，占地面积小，处理效果好的特点。适用于规模较小的污水处理厂深度处理工程。
关键词：高密度絮凝沉淀池 活性砂滤池 深度处理 生活污水
1、前言
苏州市某污水处理厂总规模为2.0万m3/d，原设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准。2007年太湖蓝藻事件后，国务院及江苏省委、省政府要求太湖流域范围内的污水处理厂必须提高出水水质标准，出水水质执行一级A排放标准，因此现有的二级处理工艺已不能满足新的排放标准。
在深度处理单元技术中，混凝沉淀、过滤、活性炭吸附以及反渗透工艺对污染物的去除较为全面，但活性炭吸附和反渗透工艺投资和运行费用较高，运行经验少。混凝沉淀和过滤工艺相对简单，具有成熟的运行管理经验，运行费用相对低，对COD、SS和TP的去除率高。
高密度絮凝沉淀池沉具有絮凝好，出水水质稳定的特点，我院在多处污水处理厂深度处理中采用该工艺，处理效果稳定、良好。
活性砂滤池是近几年从国外引进的一种新型的砂介质过滤技术。在技术上可以代替传统的砂过滤技术，与传统砂过滤技术相比具有占地面积紧凑，运行费用经济、土建费用低的优点，适用于规模比较小的污水处理厂。
我院在苏州某污水处理厂深度处理工程设计中，采用活性砂滤池替代传统的砂滤池，不仅解决了该厂用地紧张的难题，而且节约了工程造价。
2、工程概况
目前该厂总进水量达到设计规模2.0万m3/d，二级处理工艺采用A2/O氧化沟工艺，处理对象主要为生活污水，厂外污水收集系统采用雨、污分流配套建设。厂内主要生产构筑物包括：粗格栅及进水泵房、细格栅及平流沉砂池、A2/O氧化沟二沉池及污泥泵房（2座）、消毒池等。
该厂深度处理可用地只有5亩，位于已建厂的东南侧，且该场地内还要新建紫外消毒池、加药间、机修间、车库，用地非常紧张。已没有足够用地建设传统的絮凝、沉淀、过滤工艺。因此本设计采用高密度絮凝沉淀池+活性砂滤池组合工艺，具体深度处理工艺流程如下图1：
高密度絮凝沉淀池与活性砂滤池都具有占地小的优点，解决了本工程用地紧张的难题。同时，虽然活性砂滤池具有絮凝、沉淀、过滤一体的作用，但是如果没有前面的沉淀过程，化学反应产生的絮凝体容易黏附在砂表面，导致砂介质板结，影响过滤效果。
3、工艺原理
3.1高密度絮凝沉淀池
高密度絮凝沉淀池由絮凝区、推流区、沉淀池与浓缩区以及污泥系统组成。具体见图2
二沉池出水通过管道混合器与混凝剂PAC充分混合后，进入絮凝池前，与浓缩区的部分泥渣混合后进入絮凝区，在絮凝区通过环形加注管加入助凝剂后，通过套筒反应器完成絮凝反应。经反应后的水以推流方式进入沉淀区。在沉淀区中泥渣下沉，澄清水经斜管分离后由集水槽收集出水。沉降的泥渣在沉淀池下部浓缩，浓缩泥渣的上层用污泥泵回流与原水混合，以便维持最佳的污泥浓度，底部多余的泥渣由污泥泵排出。
高密度絮凝沉淀池主要优点是采用池外泥渣回流的方式和投加高分子絮凝剂、助凝剂，使得絮凝形成的絮体均匀和密集，因为具有较高的沉降速度。此外沉淀池下部设有较大的浓缩区，使排放污泥的含固率达到3%~14%，有利于污泥处理。斜管区上升流速达到15.5~111.9m/h之间，是目前最紧凑的絮凝沉淀池，从而减少了土建费用。
3.2活性砂滤池
活性砂过滤器的过滤方法主要采用砂滤，亦属于颗粒过滤范围。活性砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不需要停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均或初滤液等问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门。单个活性砂过滤器工作原理如图3所示。
原水通过进水管进入过滤器内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提砂泵在空压机的作用下将底层的砂滤料提升至过滤器顶部的洗砂器中清洗。滤砂清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。
由于砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度，最大SS瞬时浓度可达400mg/L。
4、工程设计
本工程高密度絮凝沉淀池与活性砂滤池通过渠道连接，布局紧凑，水头损失小。高密度絮凝沉淀池分两组，每组包括一座絮凝池、一座沉淀池，活性砂滤池分6组，上下对称布置。
3.1高密度絮凝沉淀池工艺设计
每座高密度絮凝沉淀池包含2个絮凝池、2个沉淀池，总平面尺寸为18.25×13.5m，高6.0m。
1）混合絮凝池设计参数：
总混凝时间： 7min
絮凝池有效容積：56m3
2）沉淀池设计参数：
斜板区上升流速： 20m/h
回流泵流量： 68m3/h
斜板面积：62m2
3.1活性砂滤池工艺设计
活性砂滤池采用混凝土结构，选用20个过滤器，分6组，双排布置，其中前4组每组设有4台活性砂过滤器，另外两组每组设有2台活性砂过滤器。每台过滤器5.5m2，总过滤面积为110 m2，池深6.0m。滤池平面尺寸BXL=12.2X13.6m。每个过滤器需要25吨滤砂，砂滤床高度2.5m，有效砂床体积275m3。
4、结论
根据《污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002)》 二级处理出水污水经过絮凝沉淀过滤后，出水能够稳定达标，本工程工艺紧凑，占地面积小，工程造价低，值得推广适用。
但是活性砂滤池运行过程中会有反冲洗气管堵塞、漏气的情况发生。可能是运行经验不足，或者安装质量引起的问题，所以在工程招投标工程中要选用经验丰富，质量可靠的砂滤厂家，可以很大程度避免这些问题。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：高密度絮凝沉淀池 活性砂滤池 深度处理 生活污水
1、前言
苏州市某污水处理厂总规模为2.0万m3/d，原设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准。2007年太湖蓝藻事件后，国务院及江苏省委、省政府要求太湖流域范围内的污水处理厂必须提高出水水质标准，出水水质执行一级A排放标准，因此现有的二级处理工艺已不能满足新的排放标准。
在深度处理单元技术中，混凝沉淀、过滤、活性炭吸附以及反渗透工艺对污染物的去除较为全面，但活性炭吸附和反渗透工艺投资和运行费用较高，运行经验少。混凝沉淀和过滤工艺相对简单，具有成熟的运行管理经验，运行费用相对低，对COD、SS和TP的去除率高。
高密度絮凝沉淀池沉具有絮凝好，出水水质稳定的特点，我院在多处污水处理厂深度处理中采用该工艺，处理效果稳定、良好。
活性砂滤池是近几年从国外引进的一种新型的砂介质过滤技术。在技术上可以代替传统的砂过滤技术，与传统砂过滤技术相比具有占地面积紧凑，运行费用经济、土建费用低的优点，适用于规模比较小的污水处理厂。
我院在苏州某污水处理厂深度处理工程设计中，采用活性砂滤池替代传统的砂滤池，不仅解决了该厂用地紧张的难题，而且节约了工程造价。
2、工程概况
目前该厂总进水量达到设计规模2.0万m3/d，二级处理工艺采用A2/O氧化沟工艺，处理对象主要为生活污水，厂外污水收集系统采用雨、污分流配套建设。厂内主要生产构筑物包括：粗格栅及进水泵房、细格栅及平流沉砂池、A2/O氧化沟二沉池及污泥泵房（2座）、消毒池等。
该厂深度处理可用地只有5亩，位于已建厂的东南侧，且该场地内还要新建紫外消毒池、加药间、机修间、车库，用地非常紧张。已没有足够用地建设传统的絮凝、沉淀、过滤工艺。因此本设计采用高密度絮凝沉淀池+活性砂滤池组合工艺，具体深度处理工艺流程如下图1：
高密度絮凝沉淀池与活性砂滤池都具有占地小的优点，解决了本工程用地紧张的难题。同时，虽然活性砂滤池具有絮凝、沉淀、过滤一体的作用，但是如果没有前面的沉淀过程，化学反应产生的絮凝体容易黏附在砂表面，导致砂介质板结，影响过滤效果。
3、工艺原理
3.1高密度絮凝沉淀池
高密度絮凝沉淀池由絮凝区、推流区、沉淀池与浓缩区以及污泥系统组成。具体见图2
二沉池出水通过管道混合器与混凝剂PAC充分混合后，进入絮凝池前，与浓缩区的部分泥渣混合后进入絮凝区，在絮凝区通过环形加注管加入助凝剂后，通过套筒反应器完成絮凝反应。经反应后的水以推流方式进入沉淀区。在沉淀区中泥渣下沉，澄清水经斜管分离后由集水槽收集出水。沉降的泥渣在沉淀池下部浓缩，浓缩泥渣的上层用污泥泵回流与原水混合，以便维持最佳的污泥浓度，底部多余的泥渣由污泥泵排出。
高密度絮凝沉淀池主要优点是采用池外泥渣回流的方式和投加高分子絮凝剂、助凝剂，使得絮凝形成的絮体均匀和密集，因为具有较高的沉降速度。此外沉淀池下部设有较大的浓缩区，使排放污泥的含固率达到3%~14%，有利于污泥处理。斜管区上升流速达到15.5~111.9m/h之间，是目前最紧凑的絮凝沉淀池，从而减少了土建费用。
3.2活性砂滤池
活性砂过滤器的过滤方法主要采用砂滤，亦属于颗粒过滤范围。活性砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不需要停机反冲洗；采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均或初滤液等问题；不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门。单个活性砂过滤器工作原理如图3所示。
原水通过进水管进入过滤器内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低；同时砂滤料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提砂泵在空压机的作用下将底层的砂滤料提升至过滤器顶部的洗砂器中清洗。滤砂清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。
由于砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度，最大SS瞬时浓度可达400mg/L。
4、工程设计
本工程高密度絮凝沉淀池与活性砂滤池通过渠道连接，布局紧凑，水头损失小。高密度絮凝沉淀池分两组，每组包括一座絮凝池、一座沉淀池，活性砂滤池分6组，上下对称布置。
3.1高密度絮凝沉淀池工艺设计
每座高密度絮凝沉淀池包含2个絮凝池、2个沉淀池，总平面尺寸为18.25×13.5m，高6.0m。
1）混合絮凝池设计参数：
总混凝时间： 7min
絮凝池有效容積：56m3
2）沉淀池设计参数：
斜板区上升流速： 20m/h
回流泵流量： 68m3/h
斜板面积：62m2
3.1活性砂滤池工艺设计
活性砂滤池采用混凝土结构，选用20个过滤器，分6组，双排布置，其中前4组每组设有4台活性砂过滤器，另外两组每组设有2台活性砂过滤器。每台过滤器5.5m2，总过滤面积为110 m2，池深6.0m。滤池平面尺寸BXL=12.2X13.6m。每个过滤器需要25吨滤砂，砂滤床高度2.5m，有效砂床体积275m3。
4、结论
根据《污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002)》 二级处理出水污水经过絮凝沉淀过滤后，出水能够稳定达标，本工程工艺紧凑，占地面积小，工程造价低，值得推广适用。
但是活性砂滤池运行过程中会有反冲洗气管堵塞、漏气的情况发生。可能是运行经验不足，或者安装质量引起的问题，所以在工程招投标工程中要选用经验丰富，质量可靠的砂滤厂家，可以很大程度避免这些问题。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。