高密度沉淀池技术全解

      随着水处理要求的不断提升，絮凝沉淀作为一种传统的水处理技术也得到了持续性的革新与发展。传统的沉淀池对污水中的COD和SS等污染物去除能力有限，并且只具备单一的沉淀澄清功能，需要在池前建设絮凝反应池，如此一来，便又增加了水处理系统的占地面积和建设成本。正因如此，为了提高对水中COD和SS的去除能力，一种集絮凝、沉淀、澄清于一体的高密度沉淀池工艺“横空出世”。这种高密度沉淀池的能有效提高对水中COD和SS的去除能力，同时它池型结构紧凑，减少了水处理系统的占地面积，可以灵活的应用于饮用水原水、工业和生活污水和雨水的初级及深度处理。

01高密度沉淀池的原理及特点：3个组成部分，6大优势特点

1、高密度沉淀池的原理

如下图所示，高密度沉淀池主要由3部分组成，分别是快速混合池、絮凝反应池和沉淀分离池，从而集成了絮凝和沉淀工艺。

◎ 快速混合池

进水从管道进入快速混合池，同时投加絮凝剂，经过快速搅拌，从而达到快速絮凝，并避免矾花沉淀。

◎ 絮凝反应池

快速混合池的出水再排入到絮凝反应池里，通过加药装置在反应池的下部投加助凝剂，生成大的矾花；

同时控制反应池中的搅拌速率（搅拌速率低于快速混合池），防止矾花被打碎和在反应区内形成沉淀。

◎ 沉淀分离池

携带有矾花的废水进入到沉淀分离池，大部分矾花在这里沉淀和浓缩。

沉淀分离池底部的刮泥机进行连续刮扫，以促进沉淀污泥的浓缩，部分污泥通过污泥回流管回流到絮凝反应池中，用来保持絮凝反应池中所需的污泥浓度，促进絮凝过程中矾花的生长并且提高矾花的密度，剩余污泥外排进行进一步处理。

需要特别说明的是，斜板沉淀装置安放于沉淀分离池的上部，是为了去除剩余的细小矾花，终产出达标的水。

2、高密度沉淀池的特点

◎ 系统占地面积小

高密度沉淀池一体化程度高，工艺结构高度集成，斜板/斜管沉淀可以使得沉淀分离区保持较高的上升流速，降低系统占地面积。

◎ 出水水质高且水质稳定

高密度沉淀池内设置多级絮凝，可以通过调整不同运行单元内的搅拌强度，调节各级絮凝的水力条件，控制各个运行单元内的流速梯度，达到很好的絮凝效果，稳定出水浊度。

◎ 减少絮凝剂投加量

通过污泥回流促进絮凝反应，降低絮凝剂投加量。

◎ 有效提高运行负荷和污泥浓缩效果

沉淀分离池中斜板沉淀对矾花有很好的沉淀效果，提高了运行负荷；

沉淀分离池下部按污泥浓缩池结构设计，大幅提高了污泥的浓缩效果，排泥可直接脱水处理。

◎ 运行自动化程度高

通过开发先进的集成控制系统，可以实现对高密度沉淀池运行的自动控制，提高调试和运行效率；

而且可以满足对高密度沉淀池中混合、絮凝和沉淀分离的独立控制，便于对各运行单元进行针对性的工艺优化。

◎ 应用范围广

适用于高悬浮物废水处理，适用于给水和排水系统中水的净化处理。

02高密度沉淀池在水处理中的应用：Densadeg、Multiflo、Actiflo、中置式

在我国，水处理工程中应用较多的有得利满的Densadeg沉淀池，威立雅的Multiflo和Actiflo沉淀池，以及上海市政工程设计研究总院设计的中置式高密度沉淀池。

咱们先放在一起做个比较，随后再来逐一介绍。从实际应用来看 ，Multiflo在污水处理领域应用较多，Densadeg和Actiflo在饮用水净化、市政/工业污水处理领域得到大量应用；中置式高密度沉淀池目前大多应用于饮用水的净化，将逐步推广至污水处理领域。

不同类型高密度沉淀池的比较

1、Densadeg高密度沉淀池

得利满公司早开发了Densadeg高密度沉淀池，包括混合池、反应池和沉淀浓缩池。

在反应池中设有导流筒，控制水流定向流动，混合池出水在导流筒内经缓慢搅拌以混合均匀，形成较大的絮体，然后经推流式反应池慢速流入沉淀区，实现泥水分离。

图源/苏伊士-得利满：Densadeg工艺

值得一提的是，得利满针对不同应用场景，开发了不同型号的高密度沉淀池。
其中，功能多的Densadeg 4D高密度沉淀池拥有4种功能，其整合了砂砾和浮渣去除功能，具备除砂、除油、沉淀、污泥浓缩性能，对砂砾和油脂的去除能力在95%以上。

据了解，Densadeg高密度沉淀池已在国内市政和工业污水处理处置领域得到广泛应用。比如：

◎ 日处理量为720000m3/d的唐钢污水处理厂中循环冷却水系统排污水、生产工艺排水、过滤系统冲洗水等混合废水中SS、油类、硬度含量较高，采用“高密度沉淀池+V 型滤池”工艺进行处理，能保证出水浊度在3NTU以下，油含量小于0.5mg/L。

◎ 日处理量为400000m3/d的上海泰和污水处理厂采用全地下式布置的“高密度沉淀池+反硝化深床滤池”工艺，对生活污水进行深度处理，强化了对SS、氨氮、总氮和总磷的去除，出水水质达到一级A以上。

◎ 日处理量为60000m3/d的重庆市某污水厂采用“高效沉淀池+反硝化生物滤池+曝气生物滤池”工艺处理生活污水，高效沉淀池及生物滤池工艺出水水质能够稳定达到一级A排放标准。

2、Multiflo和Actiflo高密度沉淀池

Multiflo高密度沉淀池是威立雅公司在上世纪60年代末期开发出来的，经过不断地改进，已形成了多种不同类型的沉淀池，对于SS在10～4000mg/L进水，处理后的出水SS可以达到6mg/L以下。

图源/网络：Multiflo工艺

◎ 日处理量为400000m3/d的乌鲁木齐河东污水处理厂采用“两级生物处理+Multiflo高密度沉淀池+紫外”工艺深度处理城市污水二级处理出水，Multiflo高密度沉淀池实现对水体中部分SS、有机污染物和大部分磷的去除，全工艺出水COD小于50mg/L、BOD5小于10mg/L、总磷小于0.4mg/L、SS小于8mg/L，可回用于工业生产、工业园区道路绿化等。

Actiflo超高效沉淀池是一种利用微砂循环而非污泥回流促进絮凝的高密度沉淀池，包括投加池、熟化池和沉淀分离池。

Actiflo超高效沉淀池其适用于饮用水的澄清净化，市政污水和工业污水的处理，工业工艺用水的生产和雨水的沉淀。其在污水处理中，对于TSS、总磷的去除率超过85%，COD的去除率可以达到60%。

图源/威立雅：Actiflo工艺
◎ 日处理量为400000m3/d的昆明第三污水厂是国内座将Actiflo工艺用于城市合流制溢流污染处理的污水厂，旱季时Actiflo工艺作为深度处理单元，出水 SS 可保持在10mg/L以下，雨季时进水SS含量激增，此时SS的去除率可达70%以上。

◎ 桐乡崇福污水处理厂的来水为皮革、印染、化工废水和市政排污的混合污水，采用“A2O+Actiflo高密度沉淀池”工艺对污水进行处理，在Actiflo工艺中投加一定量的活性碳，提高了对水中有机物的吸附去除能力，能够显著降低水中SS、COD含量。

3、中置式高密度沉淀池
针对配水不均、水处理量较低、水流方向有缺陷等问题，上海市政工程设计研究总院在在高密度沉淀池的基础上，设计开发了中置式高密度沉淀池。

图源/网络：中置式高密度沉淀池
◎ 日处理量为400000m3/d的江苏长江水务水厂对原水采用“生物接触氧化+中置式高密度沉淀池+臭氧催化氧化+生物活性炭滤池+V 型滤池”的工艺进行处理。

针对不同季节进水水质的变化，通过调节进水量、投药量、排泥量、搅拌转速等工艺参数，将高密度沉淀池的污泥回流比控制在3～5%，絮凝拌池内污泥浓度控制在500～800mg/L，能形成大而密实的矾花，保证沉淀效果，使沉淀池出水浊度保持在1NTU以下，达到后续处理单元进水要求。

◎ 日处理量为200000m3/d的绍兴市曹娥江水厂采用第三代中置式高密度沉淀池工艺，对PAM实现多点投加，增大池底集泥区容积，利用气提技术将污泥提升至污泥中转池，污泥回流浓度提高了一半，回流比降低二分之一，出水浊度保持在1NTU以下。

03高密度沉淀池存在的问题：还需在这4个方面进行改进优化

综上所述，高密度沉淀池作为一种高效、紧凑型的水处理设施，可以灵活地应用于水处理厂的提升改造、临时性水处理系统以及新建水处理工程中，实现对水中SS和COD的高效去除，具有占地面积小、出水水质高、自动化程度高等特点。

但任何工艺、设施都不是十全十美的，同样的，在实际工程应用的过程中，高密度沉淀池也存在着一些问题。具体表现为：

1、设备数量多，维护管理繁杂

高密度沉淀池是集混合、絮凝、沉淀、澄清于一体的高集成化工艺，包含加药、搅拌、斜管/斜板沉淀、刮泥、冲洗等众多设备。

可想而知，设备的维护和管理过程是相当的繁杂，必须要有经验的工作人员进行管理。

特别是对于Densadeg、Actiflo、Multiflo等国外工艺所配套进口设备的使用和维护，更需要对工作人员进行培训和指导。

2、长周期运行后容易出现堵塞

系统在长周期运行后，沉淀分离池的斜管上会积聚大量污泥，造成斜管不同程度的堵塞，降低斜管沉淀的功效；下部污泥层的高度难以控制，造成污泥层过高，污泥排放不及时的问题。

3、受进水水质、水量影响

在实际工程应用过程中，由于进水水质和水量的突然波动，会造成池内絮体破碎、污泥沉降性能降低、出水水质变差的情况。

同时，由于水质硬度高、含盐量大、加药过量等情况出现的池体、水下设备及管道结垢现象。

4、运行费用相对较高

高密度沉淀池在运行过程中由于设备数量多，整体的电耗自然而然就要高出许多。

除此之外，设备（尤其是进口设备）的日常维护费用也较高，会使运行费用升高。

值得一提的是，对于Actiflo型高密度沉淀池，微砂在进行泥砂分离时，会有部分的微砂损失，需要定期补充微砂，这在某种程度上又进一步增加了运行费用。