高效綜合澄清池ECC（SMEDI）

陳寶書 許嘉炯

1 前言

　　本世紀初，法國得利滿水公司推出了名為高密度澄清池（Densadge）的沉淀/澄清新凈水構筑物，這一工藝在上海市南市水廠進行了為期三個月的半生產性試驗，隨之為一些水廠進行了設計。我國新疆烏魯木齊市自來水公司也建造了這種池子。該廠總規模為20萬m³/d，單池規模5萬m³/d。一期先建2座，經過2年多的運行，取得了較好的效果。
　　上海市政工程設計研究院參加了南市水廠半生產性試驗的全過程，并在國內若干座水廠的澄清池設計建設過程中作了進一步探索和研究，設計了更完善的高效綜合澄清池Efficient Comprehension Clarifier（ECC）。

2 沉淀/澄清池的應用和發展

　　不論沉淀還是澄清池，固液分離的基本動力是重力，而絮凝是其最重要的條件。
　　沉淀池不設污泥循環，也設有泥渣層，常用的有平流沉淀池和豎流沉淀池，高濁度水也采用輻流沉淀池，上世紀60年代以來，根據淺層沉淀理論，創造和采用了各種形式的斜管、斜板沉淀池，提高了沉淀效率，縮短了沉淀時間和池體面積。澄清池的主要特點是池內具有污泥泥渣層，或接觸，或循環，由此加強了絮凝效率。根據泥渣分布狀態，分為泥渣過濾型（Sludge Blanket）和污泥循環型（Slurry Recirculation），前者如懸浮澄清池、脈沖澄清池等，后者如水力循環澄清池、機械加速澄清池等。下圖表示國內外給水工程中使用的混凝沉淀/澄清池的分類和發展。

　　上圖中，不同池型的使用時期大致如下表

3 高效綜合澄清池ECC（SMEDI）

　　從混凝沉淀/澄清池的重力沉降特點和以上沉淀/澄清池的應用發展進程中，可以認為設計建造一座經濟、高效的池子需要對一些技術點加以優化，這些技術點包括：
　　①混凝劑、助凝劑的投加和加注點；
　　②混合和絮凝方式
　　③污泥（泥渣）層的存在、泥渣與原水的配比和污泥循環、回用；
　　④絮凝區以及它與沉淀區的有機結合；
　　⑤進出沉淀區的水力條件和布置；
　　⑥沉淀區的水力條件和沉降面積；
　　⑦池內污泥濃縮和貯存；
　　⑧剩余污泥的排除。
　　下圖是針對了上述8個技術點進行優化后設計的ECC布置示意圖。由圖可知，ECC設有5個過程區，即
　　①混合區
　　②絮凝區
　　③雙重沉淀區
　　④污泥區
　　⑤出水區

ECC布置示意圖

　　 ECC的特點如下：
　　 （1）工藝過程采用了斜管沉淀池，懸浮澄清池，機械加速澄清池和高密度澄清池（Densadge）的優點，將混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮綜合于一座方形池體內，進出池體只有三種功能的管道，即進水，出水和污泥回流排放管，布置簡潔，從而有利于水廠總圖的安排。
　　 （2）機械和跌落式加藥混合，加上適量的污泥回流，不但節約藥劑而且混合效果更好。
　　 （3）因為絮凝速度與顆粒濃縮N^o、速度階梯G和絮粒體積比Ω成正比關系
　　
　　采用機械和污泥大循環形成的高濃度絮體在適當的水力條件下經泥渣層而極大的提高了絮凝效果。
　　（4）絮凝區與沉淀區自然平穩的結合，使絮凝后的水均勻穩定地進入沉淀區。由于絮凝效果好，在斜管沉淀區下部，大部分絮粒就已沉除，通過斜管沉淀進一步降低濁度。
　　（5）池底部具有污泥貯存區，污泥經濃縮后通過機械刮泥機經池中心排泥坑排出的污泥濃度大。
　　首座ECC已在浙江某市一水廠中使用，該池設計規模8萬m³/d，從05年7月開始運行以來已有2個月時間。運行情況較好。一般運行條件如下：
　　進水流量　　　 3000～3500m³/h　 該時沉淀區溢流率為13.4～15.6m/h
　　混凝劑投加量　 25～50 mg/l
　　助凝劑投加量　 0.08～0.1mg/l
　　進水濁度　　　 30～90NTU
　　出水濁度　　　 0.5～1.0NTU
　　池子啟動時間　 約1小時
　　抗沖擊符合能力 約10％
　　在首座ECC的運行中，也發現一些有待改進的地方，主要是：投藥方式和投藥點的布置，污泥回流比的調整，沉淀區斜管高程和管徑，污泥排放管和回流管的分離，刮泥機的選用等。上海市政設計研究院目前正設計的ECC已對這些方面作了相應的改進。