污水厂深度处理“混凝沉淀单元”运行思路

污水经过二级处理（生物处理）后的污水，仍然含有一定量的污染物，如难降解的有机物、氮、磷等营养物质、微量的重金属和病原体等。深度处理单元混凝沉淀工艺，通过向污水中加入混凝剂，使水中细小的悬浮颗粒和胶体物质相互凝聚，形成较大的絮体，然后通过沉淀作用去除，有效降低污水中的悬浮物（SS）和部分有机物。

1.混凝反应

混凝反应需要化学药剂的投加，通常无机混凝和有机絮凝剂同时使用的时候，要先投加无机混凝剂，常用的有铝盐和铁盐（聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS）。这些混凝剂在水中会发生水解反应，形成带正电荷的胶体。例如，PAC在水中会水解形成氢氧化铝胶体，其胶体微粒带有正电荷。

污水中的悬浮颗粒和胶体杂质通常带有负电荷。当混凝剂形成的带正电荷胶体进入污水后，会与这些带负电荷的杂质发生电荷中和作用。就像磁铁的正负两极相互吸引一样，使杂质颗粒的电荷被中和。

混凝剂水解产生的胶体物质还会通过吸附架桥作用，将多个微小的悬浮颗粒或胶体连接在一起。一个混凝剂胶体分子可以同时吸附多个杂质颗粒，形成较大的絮体结构，这有利于后续的沉淀分离。

2.混凝反应运行控制

为确保混凝反应的高效进行，需对相关参数进行严格控制。首先是混凝剂的投加量，它要根据污水的水质、水量以及污染物的浓度来确定。一般通过实验室小试，模拟不同投加量下的混凝效果，从而确定最佳投加量。教科书中，投加混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜为 1.5 - 3，实际还需根据现场实际小试情况而定。

除磷摩尔比=（PAC投加浓度*处理水量*2/102）/（处理前后总磷浓度差值*处理水量/31）

摩尔比是指两种或多种物质之间的物质的量之比。比如，包水饺的时候，通常是用一定量的肉馅搭配一定量的蔬菜馅，假如我们一般用 2 份肉馅搭配 3 份蔬菜馅来包水饺，这就好像是它们之间有一个特定的 “搭配比例”，在化学里就是摩尔比。

其次，反应的 PH 值也至关重要，不同的混凝剂有其适宜的 PH 范围。以PAC为例，水体其最佳 PH 值一般在 6.5 - 7.5 之间。高于或低于这个区间混凝效果都会变差。此外，反应时间也需要控制，一般混凝反应时间在一到三四分钟左右，过短可能导致反应不充分，过长则可能使已经形成的絮体重新分散。

3.絮凝反应

因混凝后絮体的大小还达不到可以靠重力下沉的，所以在絮凝阶段，通常会投加助凝剂，也就是前面讲到的有机絮凝剂。助凝剂本身一般不起混凝作用，主要是起到辅助絮凝的效果，通常投加阴离子聚丙烯酰胺（PAM）。它是一种高分子聚合物，当加入污水中后，能吸附在已经形成的絮体表面，通过长链的架桥作用，使絮体进一步增大变密实。

例如，在一些含有较多细小胶体的污水中，单独的混凝反应形成的絮体不够牢固和大，加入聚丙烯酰胺后，它的分子链可以像绳索一样将多个絮体连接在一起，就像一张大网把许多小颗粒兜在一起，形成肉眼可见的较大矾花，让絮体的结构更加稳定，更有利于沉淀。

在药剂投加后，通过慢速搅拌设备，使已经初步形成的小絮体在水力条件下相互碰撞、结合。这个过程就像是把许多小的矾花在水中轻轻搅拌，让它们逐渐粘在一起，形成更大的矾花。

絮凝反应的目的是进一步增大絮体的尺寸。合适的搅拌速度和时间是关键因素。如果搅拌速度过快，会破坏已经形成的絮体；如果搅拌速度过慢或者时间不够，絮体的增长就不充分。絮凝阶段的搅拌速度粗略估算在 30 - 60 转 / 分钟左右，反应时间大概在 10 - 30 分钟，具体要根据污水的性质和处理要求进行调整。

例如，对于粘性较大的污水，可能需要适当降低搅拌速度，以免絮体被破坏。同时，要严格控制絮凝反应时间，确保絮体能够充分增长。另外，助凝剂的投加量也需要精准控制，过多的助凝剂可能会导致水体的黏度增加，影响沉淀效果；过少则无法达到理想的絮凝效果。平常巡查当中要多注意絮凝效果，从而调整助凝剂的投加量和搅拌参数。

4.污泥沉淀

经过絮凝反应后形成的大絮体在高效沉淀池的沉淀区依靠重力作用进行沉淀。颗粒在水中的沉降速度与颗粒直径的平方成正比，与水的黏度成反比。由于絮体颗粒较大，其沉降速度相对较快。

为了提高沉淀效率，深度处理沉淀单元通常采用斜管沉淀装置。斜管的作用是缩短颗粒的沉淀距离，增加沉淀面积。污水在斜管中流动时，絮体颗粒会沿着斜管的壁面滑落到底部。如，在一个斜管沉淀池中，斜管的倾斜角度一般在 60° 左右，污水从斜管的上部进入，在斜管内形成层流状态，絮体颗粒在较短的时间内就能沉淀到斜管底部的集泥区。

沉淀到池底的污泥会在污泥刮泥机的作用下收集到污泥斗中，定期排出。而经过沉淀后的上清液则从沉淀池的上部流出，进入下一个处理单元或者直接排放，这样就实现了悬浮物与水的分离。

污泥排放控制要定期且合理地排放，避免污泥在池底长时间积累导致污泥上浮，影响出水水质。排放频率和排放量需根据污泥的产生量和污泥浓度来确定。可以通过安装污泥浓度计，实时监测污泥浓度，当污泥浓度达到一定阈值时，及时进行污泥排放。在排放剩余污泥时，应缓慢排放污泥，同时观察污泥排放的流量和浓度。排放过程中，要密切关注沉淀池内的水位变化，防止因排放过快导致水位过低，影响沉淀效果。

污泥回流比是影响高效沉淀池沉淀效果的重要参数之一。从沉淀池排出的污泥，一部分回流至前端絮凝池，既能利用大型颗粒作为絮凝载体，又能使残留药剂继续释放药效。应通过试验来确定合适的污泥回流比，一般控制在2% - 10% 之间。定期对回流污泥进行浓度检测，若浓度过低，表明沉淀池沉淀效果欠佳，需调控药剂。斜管的运行维护定期清理斜管表面的污泥和杂物，防止污泥在斜管表面堆积，影响沉淀效果。若发现堆积可能是排泥不及时或污泥沉降性能差，需调整加药浓度和药剂配比，同时检查斜管有无大量绿藻生长导致堵塞。清理方式可采用水力冲洗或机械清理的方式进行清理，清理频率根据斜管表面的污泥堆积情况而定。（机械水力振动清洗）定期对死角区域的污泥堆积情况进行监测，查看有无污泥上浮及堆积情况，若堆积过多应及时采取措施进行处理，如采用机械搅拌、水力冲洗等方式，将堆积的污泥打散并排出沉淀池。

对沉淀池中相关设备，如污泥刮泥机、斜管等要定期进行检查和维护。污泥刮泥机若出现故障，可能导致污泥无法及时排出，影响沉淀效果；斜管若堵塞或损坏，会降低沉淀面积和沉淀效率，需及时清理和更换。