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***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。
◎ ***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***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***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“***沉淀池+反硝化生物滤池+曝气生物滤池”工艺处理生活污水，***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、***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***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***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***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***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***、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***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***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精准控制，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***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。