案例：广州沥滘污水厂[A2O-Actiflo]及高密度沉淀池设计
广州市海珠区沥滘污水处理厂二期工程属于其中首批启动的治污项目之一，采用改良A2/O +周进周出矩形沉淀池工艺，设计规模为30×104m3 /d。考虑到合流污水来流迅猛、水质波动大(持续暴雨稀释效应和径流污染物迁移叠加效应) 等特性，推荐采用以沉淀为主的一级处理工艺对前5 天初雨形成的合流污水进行处理，主要对COD、SS、TP等污染物进行最大程度的削减。
因二期工程建设用地紧张，且需与一期工程(如粗格栅提升泵房) 有效衔接，经调研和技术经济分析，采用法国威立雅公司的专利高密度沉淀池(Actiflo) 对合流污水进行强化处理，处理规模为18×104 m3 /d。
1 高密度沉淀池工艺简介
1. 1 工艺原理
依据给水中的混凝沉淀经典原理，通过投加混(絮) 凝剂，使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳，同时协同投加粒径为135 μm 的专用微砂，在机械搅拌作用下，广泛弥散于微旋涡中，在与细小颗粒的碰撞凝聚中，微砂通过有效附着成为絮核，聚集形成大而重的絮体颗粒，提高沉淀效率，从而使污染物得以快速去除。高密度沉淀池的工艺流程见图1。
多数化学强化一级处理的研究者尝试采用不同药剂、不同投量来实现COD、SS 和TP 的去除，均取得较好效果，见表1。
1. 2 工艺组成
高密度沉淀池由两组平行池并联组成(见图2) ，每组池按水力流程依次包括混凝池、加砂池、絮凝池、斜管沉淀池和出水总渠。首端下部设微砂间储存码放砂袋，上部加屋盖防雨，内置微砂投加系统以精确补砂; 尾端下部设管廊装配微砂循环泵，上部设走道平台以巡视检修设备。中段池顶设露天联排水力旋流器以分离微砂和污泥。
1. 3 工艺特点
①池形新颖。整座池通过方、圆池型的巧妙配搭，既完整灵巧地创造了不同功能区间，又于布置紧凑的整体中折射出独特的工程美感。
②敏捷高效。化学絮凝驯化响应快，抗冲击能力强，加砂沉淀高效稳定。
③调度灵活。投药、搅拌、补砂及微砂循环均可通过设备调节实现优化运行，较能适应多变的进水条件。
④用途多变。为避免构筑物闲置，出水保留切换至生化池的管路和水头。除雨季正常处理合流污水外，旱季时引入部分城市污水，经强化絮凝沉淀后，出水切换回生化池，可有效削弱后续二级处理的污染负荷。
2 高密度沉淀池设计要点
目前，我国对合流污水处理尚没有统一的尾水排放标准，给设计带来较大困难。根据前期调研并结合现行标准，确定主要设计水质指标(见表2) 。
磷作为地表水体富营养化的污染控制因子，在考虑去除碳源污染物的同时，除磷也成为设计重点。推荐投加硫酸铝原液来实现混凝及化学除磷。
2. 1 混凝
根据化学计量关系，除磷1．5 mg/L 需投硫酸铝约9．37 mg /L，合流污水混凝剂投量为40～50 mg/L(约为南方低浊给水投药量的2～2．5 倍) ，总设计投加量为60 mg/L，药罐设计储药时间为7 d。
为保证混合过程快速剧烈，混凝池内设一套快速搅拌器: 桨叶直径为1．95 m，轴长为5．35 m，功率为7．5 kW，转速可调。混凝时间为1．8 min，计算得速度梯度为255 s-1，约为《城镇给水》设计手册所列下限值的一半。
2. 2 加砂
微砂粒径为135 μm，密度稍大于水，按3 mg /L投量补偿系统物料流失，根据实际需要间歇或连续投加。微砂可加速沉淀，缩短启动响应时间，10～20min 即可获得良好的沉淀效果。同时，带有微砂的浆液可机械挤破藻类细胞壁，有效防止青、绿藻滋生，对原水藻类的去除率达85%～95%。
池顶设一套微砂投加系统，分别含计量螺杆泵和传送螺杆泵各2 套，N = 0．25×2 + 0．55×2 = 1．6kW，砂斗容积为2 m3。砂袋备料于微砂间，根据供货、运输条件，设计储备时间为15 d。加砂池内设搅拌器一套，规格同混凝搅拌器。
2. 3 絮凝
絮凝剂采用PAM，投加量为1 mg /L，稀释到0．1%后投加。
絮凝池内设慢速搅拌器一套: D = 2．85 m，L =4．9 m，N = 5．5 kW。絮凝时间为3．2 min，GT 值为3．1×104，以保证絮凝过程的充分与完善。
2. 4 斜管沉淀
《室外排水设计规范》对沉淀时间和表面水力负荷有明确的取值规定: 第6．2．5 条，初沉池沉淀时间不宜小于30 min; 第6．5．1 条，普通初沉池的表面水力负荷为1．5～4．5 m3 /(m2·h) ，升流式斜管(板) 沉淀池表面水力负荷为3．0～9．0 m3 /(m2·h) 。
设计斜管沉淀池半径为5 m，单池有效镜向面积为56 m2，上升流速为66．8 m/h，沉淀时间为6．7min。由于工艺投加了微砂，形成易分层的“高密度”浓稠水，减小了泥层紊动，沉淀池表面水力负荷提高到传统斜沉池的7～22 倍，可大大减少沉淀面积，节省占地。同时，出水采用不锈钢三角堰，堰口负荷提高到32 L /(s·m) ，为2．9 L /(s·m) 规范值的11 倍，可显著减少集水槽数量，避免传统指形出水槽密布所致的相邻干扰。池内设刮泥机一套，D = 9．8 m，N = 2．2 kW。
2. 5 微砂循环
管廊设2 组6 台(每组3 台，2 用1 备) 并联微砂循环泵，将沉淀池底部泥斗的砂和泥水泵送回池顶部进行砂水分离。
泵和管路设为并联、独立式回流，可通过启闭循环泵的工作台数来调节回砂率，进而应对较大范围内的水质、水量突变。泵Q = 74 m3/h，H = 200 kPa，N = 11 kW。
2. 6 砂水分离及系统排泥
与微砂循环泵对应，池顶设2 组联排水力旋流器(每组3 台) ，在离心沉降和密度差作用下，泥水上升从顶上溢流口排出，砂则由底部排砂口排出并就地接入加砂池，进而实现系统排泥和微砂循环复用。
2. 7 浮渣收集及通风除臭
为避免下向流回水区集渣，在沉淀池的进水区设浮渣收集管，定期去除油脂和浮渣。同时，为保持良好的卫生环境，整池设混凝土盖板和玻璃钢拱盖形成密闭空间，将臭气经过通风管接入生物滤池进行除臭。
3 处理效果
经过一年多时间的紧张建设，沥滘污水处理厂二期工程于2010 年6 月准时实现通水，为2010 年11 月12 日召开的广州亚运会创造了良好的河道水环境。截至2011 年8 月，高密度沉淀池调试顺利，运行良好(见表3) 。2011 年10 月二期工程通过整体验收。
根据合同约定，试运行期间只对表2 中除TN、NH4+-N 以外的水质指标进行监测，结果表明，在进水水质远超设计值的情况下，COD、BOD5、SS、TP 平均去除率达75%、70%、93%、87%，且出水SS、TP始终稳定达到设计标准。该去除率结果略优于近年来的有关报道。
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