(4)澄清池:澄清池在我國使用普通程度僅次于平流沉淀池和斜管沉淀池。懸浮澄清和水力循環(huán)澄清池是早期修建?,F(xiàn)在為了提**率,大多都進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)。我國現(xiàn)在建造的澄清池多為機(jī)械加速澄清池,用于中小水廠的一級處理,但有些大型水廠也選用此種池型,如北京新投入運(yùn)行的水源九廠(規(guī)模為50萬米3/日)即為該種池型。也有的新建水廠選用脈沖澄清池,如南京市新投入運(yùn)行的上元門水廠(規(guī)模為10萬米3/日),由此可見,澄清池在我國還是有發(fā)展前途的。國外****仍在研制新型澄清池,以進(jìn)一步擴(kuò)大澄清池的適用范圍和得到高質(zhì)量的濾前水。法國德克雷蒙公司(Degre'ment)*研制出的"登薩代"(Densadeg)澄清池,可以認(rèn)為是新型澄清池的代表。該種類型澄清池于1988年11月15日在法國巴黎莫桑水廠(morsang)第三條生產(chǎn)線上投入生產(chǎn)運(yùn)行,日處理水量7.5萬米3。Densadeg澄清池是將反應(yīng)、板狀增稠、澄清綜合為一體的水處理的構(gòu)筑物,同時配以外部污泥回流和外部投藥混合組成的一個完整凈水系統(tǒng)。該澄清池上升流速達(dá)6.4毫米/秒,(一般機(jī)械加速澄清池上升流速為0.7~1.1毫米/秒)出水濁度低于1ntu,具有良好的澄清效果。這種澄清池從構(gòu)造功能上可以分為三部分。**部分為三個同心室,將加藥混合后的原水和增稠回流的絮體活性污泥混合反應(yīng),形成絮凝質(zhì)量好、密度高、分離性能好的固液兩相體系。第二部分為預(yù)沉降部分,在這里泥水固液兩相流發(fā)生快速分離。上部的初沉降水進(jìn)入斜管澄清區(qū),下部的泥漿經(jīng)沉淀、增稠后被連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的刮泥機(jī)刮入積泥槽后部分回流,剩余部分排入污泥處理系統(tǒng)。第三部分為斜板澄清區(qū),預(yù)沉降后的水在這里進(jìn)一步去除殘留絮體,從而獲得高質(zhì)量的澄清水。該澄清池回流水量僅為*處理水量的1~4%(一般機(jī)械加速澄清池回流量為處理水量的3~4倍),較大地節(jié)約了用于回流水量的動力消耗。該種澄清池彌補(bǔ)了各種傳統(tǒng)澄清池的不足,具有如下特點(diǎn):①板狀澄清區(qū)有較高的上升流速(5.5~10.1毫米/秒);②能產(chǎn)生特別濃的回流污泥(20~500克/升)使回流污泥量極大減少,并可以使污泥處理系統(tǒng)省略污泥濃縮池;③可生產(chǎn)高質(zhì)量的水(濁度低于1ntu);④和通常用的澄清池相比,藥劑費(fèi)用節(jié)約10~30%;⑤運(yùn)行可靠,能耐受流量和水質(zhì)變化的沖擊;⑥能用于多種水處理工藝,如飲用水凈化、水軟化、城市污水處理。由于Densadeg澄清池具有以往澄清池所不具備的優(yōu)勢,目前已在法國、德國推廣應(yīng)用。相信不久的將來也將引入我國,縮小我國在澄清池方面與****的差距。
(5)氣浮法:氣浮處理工藝是凈水一級處理的另一種形式。氣浮法是一個古老的處理工藝。**早的氣浮專利產(chǎn)生于1864年,以后的應(yīng)用一直集中于冶金選礦。直到60年代美國開始使用溶解空氣氣浮處理污水。我國于60年代末建起了**批氣浮池用于處理含油污水。1975年英國在美國給水協(xié)會第95屆年會上報(bào)道了小規(guī)模氣浮除藻實(shí)驗(yàn)。79年10月英國在白霧橋水廠建成英國**座溶氣氣浮池作為給水的處理設(shè)施;我國也于79年4月建起了溶氣氣浮池。所以從工藝發(fā)展來看,我國與****幾乎是同步進(jìn)行的。近年我國的成都市建起了處理規(guī)模達(dá)20萬米3/日的大型氣浮池。從給水工藝上看溶氣氣浮是一種很有發(fā)展前途的處理工藝。它有許多優(yōu)點(diǎn):①在池中停留時間短,一般為15~30分鐘,因而處理效率較高;②能有效地處理低溫低濁水;③能較好地解決除藻問題;④能對被有機(jī)物污染水體起曝氣作用;⑤氣浮法產(chǎn)生污泥含水率(90~95%)比沉淀池(95~99.8%)的低得多;⑥池子結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低。我國當(dāng)前在氣浮法處理工藝與****相比差距很小,也并非表現(xiàn)在處理工藝水平上,而是污泥的處置。國外有較完善的污泥處理手段和設(shè)備,對氣浮法產(chǎn)生的污泥處理不成問題,而我國由于國情所致,給水廠的污泥處理還處于未起步階段,沉淀池產(chǎn)生的污泥一般多重新排入水體,而氣浮法產(chǎn)生的污泥則不能排入水體,必須進(jìn)行處理。當(dāng)前氣浮產(chǎn)生的污泥苦于找不到適于我國國情的費(fèi)用低廉的污泥處理工藝和設(shè)備,而使其普及帶來困難。
(6)過濾:過濾在水處理上一般稱為二級處理,通常是設(shè)于沉淀、澄清、氣浮等一級設(shè)備之后,用來進(jìn)一步降低水中濁度。**早的過濾是使用慢濾池。這是利用生物膜過濾工藝。慢濾池出水水質(zhì)高,但生產(chǎn)效率低。當(dāng)前國內(nèi)外過濾過程多使用快濾池以提高生產(chǎn)效率??鞛V池的過濾機(jī)理是接觸絮凝??鞛V池發(fā)展歷史已百余年,創(chuàng)造出多種池型,有四閥濾池、雙閥濾池、虹吸濾池、無閥濾池、壓濾罐等。大型水廠多使用四閥濾池及其改型的雙閥濾池。從濾料上看,使用單層砂濾料和砂、煤雙層濾料的較多,三層濾料及三層以上濾料應(yīng)用較少。國外****的過濾設(shè)備與我國相比在三個方面有較大改進(jìn):①濾料品種、級配的改進(jìn);②輔助沖洗的普遍應(yīng)用;③自用水的降低。濾料品種和級配的改進(jìn)方面,我國使用的砂濾料,粒徑一般在0.45~1.1毫米,不均勻系數(shù)K80一般選在1.6~2.0,無煙煤濾料一般作為雙層濾池的輕質(zhì)濾料,粒徑多為1.0~2.0,不均勻系數(shù)K80多為2.0左右。國外正在逐步走向大粒徑、深厚度的均勻?yàn)V料,如1981年建成投產(chǎn)的法國圖盧茲市大衛(wèi)水廠的濾池采用的濾料為濾徑1.0~1.4毫米的石英砂濾料,厚度為1.1米。美國86年投產(chǎn)的被給水工程界譽(yù)為**設(shè)計(jì)的洛杉磯水廠的濾池采用的濾料為直徑1.5~2.2毫米的無煙煤濾料,厚度高達(dá)1.83米。歐美許多新建的濾池都有向大粒徑、深厚度方向發(fā)展。我國近年來也有這種趨勢,但象洛杉磯水廠那樣大膽采用單層煤濾料尚未見到。
歐美**普通使用輔助沖洗。有水表沖和氣沖兩種。水表沖有設(shè)一層的,也有在濾料層中再加設(shè)一層的。氣沖則有采用"豐"字形管布?xì)?,也有用長柄濾頭布?xì)獾?。由于氣沖造成濾料間磨擦力加大,使濾池沖洗更干凈,故歐美**采用氣沖更為普遍。我們水表沖早有應(yīng)用,氣沖也有使用,但不普遍。其原因是加輔助沖洗后使操作復(fù)雜,并有可能引起濾料流失。隨著自動控制的發(fā)展,我國的輔助沖洗會逐步普及。
水廠的自用水主要是用于濾池沖洗,約占出廠凈水量的5~7%,節(jié)約自用水一直是給水工作者努力的目標(biāo)。對于可作飲用水源的水越來越少,節(jié)約沖洗水量的意義更顯得日益突出。我國的沖洗強(qiáng)度設(shè)計(jì)多采用完全膨脹型沖洗,即沖洗時整個濾層全部在上升水流作用下膨脹起來,呈流化狀態(tài)。強(qiáng)度為13~15升/米2·秒,使用水量很大。國外近年開始搞大粒徑濾料的不膨脹沖洗。以節(jié)約沖洗水量,或采用不完全膨脹沖洗。
法國德克雷蒙水處理公司的專利--AquazurV型濾池是一種比較**的濾池設(shè)計(jì)。這種濾池使用單層砂濾料,粒徑通常在0.95~1.35毫米,允許擴(kuò)大到0.7~2.0毫米,K80不均勻系數(shù)在1.2~1.6之間。濾料層厚度在1.0~1.5米之間,沖洗時采用水沖洗、氣沖洗和表面掃洗相結(jié)合。濾池在沖洗時完全不膨脹,避免了由于水力篩分作用而使小粒徑濾料集中于上層,該濾池沖洗時,**行氣沖,強(qiáng)度為13.9~16.7升/米2·秒。水沖強(qiáng)度為3.6~4.2升/米2·秒。表面掃洗強(qiáng)度為1.4~2.2升/米2·秒。由于空氣加入使濾料相互摩擦,去除濾料表面粘附的絮體,然后在沖洗水的作用下被帶到濾料表面,濾料表面的掃洗將絮體掃入排水槽。然后停止氣沖,沖洗水繼續(xù)對濾料進(jìn)行漂洗,把殘留絮體進(jìn)一步帶出濾料表面,被掃洗水帶入排入槽。這是一種非常有效的沖洗,避免了濾床中結(jié)泥球。沖洗水僅為常規(guī)沖洗水量的1/4,大大節(jié)約了清潔水的使用量,表面沖洗所用的水為未經(jīng)過濾的濾前水,所以掃洗時不加重濾池負(fù)擔(dān)。沖洗水、掃洗水量之和也僅是常規(guī)沖洗水量的1/3,所以此種濾池是一種濾速較高、生產(chǎn)能力強(qiáng)、省水經(jīng)濟(jì)的濾池。在世界上也是比較**的。我國已有水廠引入該種濾池。如南京市上元門水廠10萬噸擴(kuò)建工程即引入該池種。另外MediazurV型濾池與AquazarV型濾池相似,適用于輕質(zhì)濾料如活性炭、無煙煤或砂、煤雙層濾料。只不過是濾料厚度、沖洗順序作了調(diào)整。氣沖、水沖分別進(jìn)行。這里就不詳敘了??傊?,AquazurV型濾池是國外具有代表性的**濾池中的一種,有許多可供我們借鑒、學(xué)習(xí)之處。