水處理專利技術(shù)在水廠中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

滕穎

通過對水處理沉淀工藝在上海水廠中的應(yīng)用分析，對專利的應(yīng)用情況以及與水廠工況相結(jié)合的優(yōu)勢分析加以探究，以期促進(jìn)各類水處理專利技術(shù)在水廠中的應(yīng)用發(fā)展。

專利技術(shù);高密度沉淀池;應(yīng)用

1引言

隨著社會發(fā)展進(jìn)步，人們對于生活品質(zhì)的追求不斷提升，作為保障日常生活最不可或缺的一部分，對生活飲用水品質(zhì)的關(guān)注程度在近幾年也提升到了一個新的高度。而且從今年開始，水質(zhì)公開全面推行，老百姓可以從供水企業(yè)官網(wǎng)上查到每天的自來水水質(zhì)數(shù)據(jù)，許多小區(qū)也配備了水質(zhì)實時顯示的設(shè)備，加上人們對自來水水質(zhì)的關(guān)注度日益提高，供水企業(yè)不得不在提高供水水質(zhì)上絞盡腦汁。水廠工藝改造，凈水設(shè)施改造，設(shè)備改造，大量的改造項目開始涌現(xiàn)，伴隨著這些改造項目的誕生，專利技術(shù)也開始越來越多的應(yīng)用到供水企業(yè)中。

上海某水廠為配合世博會配套工程于2007年開始改造，由于新水廠的用地顯得尤為緊張，要在占地面積小的情況下建成一座兼具常規(guī)和深度處理工藝，又能滿足日供水量70萬立方米的水廠。經(jīng)過多方考慮，最終決定在水廠占地面積最多的構(gòu)筑物沉淀池上下工夫，選擇了法國得利滿公司的專利技術(shù)DENSADEG高密度沉淀池做為水廠改造一期工程中沉淀池單元的構(gòu)筑物池型，來緩解占地面積小的困難。

2沉淀池技術(shù)的發(fā)展

二十世紀(jì)二十年代和三十年代，采用的是第一代沉淀技術(shù)“靜態(tài)沉淀”。傳統(tǒng)的平流式沉淀池就采用了靜態(tài)沉淀的技術(shù)，使水中顆粒雜質(zhì)通過與混凝劑進(jìn)行物理反應(yīng)形成絮體，在水中通過自身重力作用沉淀的一種技術(shù)，具有流速慢，占地面積大的特點。

二十世紀(jì)五十年代，開發(fā)了稱為“污泥接觸層”的第二代沉淀池，典型的是懸浮泥渣澄清池。它通過水中的懸浮污泥層，增加了絮體的碰撞機(jī)會，提高了沉淀效率。

二十世紀(jì)八十年代，被稱為“污泥循環(huán)型”的第三代沉淀池登上歷史舞臺，以DENSADEG高密度沉淀池為代表，是沉淀技術(shù)進(jìn)化和發(fā)展的終極階段，在水處理技術(shù)領(lǐng)域中，屬于三代沉淀池中最新的一種技術(shù)。

3?DENSADEG高密度沉淀池技術(shù)特點

①在沉淀區(qū)中回流一部分污泥至絮凝區(qū)，利用回流污泥與進(jìn)水混合，使進(jìn)水中的脫穩(wěn)微粒與活性泥渣充分接觸，再加上高分子助凝劑的吸附架橋作用，有利于使水中的脫穩(wěn)微粒形成大顆粒絮體，提高絮凝沉淀效果。

②由于循環(huán)使污泥和水之間的接觸時間較長，回流污泥中的混凝劑、聚合物在絮凝池中得到充分利用，從而降低了藥劑的耗用量。

③絮凝區(qū)與沉淀區(qū)之間的低速配水不會破壞已形成的礬花，從而保持了礬花結(jié)構(gòu)的完整性。

④沉淀池采用斜管沉淀，可達(dá)到泥水快速分離的目的，水力停留時間減少，沉淀速度較高，使沉淀池的占地面積明顯減少，結(jié)構(gòu)緊湊減少了土建費用。

⑤沉淀池下部具有較大的濃縮空間，同時在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)有刮泥機(jī)，利用慢速攪拌的方法，使污泥能夠在沉淀區(qū)下部進(jìn)行有效濃縮，從而提高排放污泥的濃度。和平流式沉淀池排泥相比，高密度沉淀池排泥減少了一部分的水量損失。

4?DENSADEG高密度沉淀池在水廠中的技術(shù)優(yōu)勢

4.1占地面積小，處理負(fù)荷高。和傳統(tǒng)的平流式沉淀池相比，由于平流式沉淀池設(shè)計要求長寬比大于4，如要滿足水廠一期工程日處理水量50萬立方米的要求，平流式沉淀池的池長至少需要50—100米（不包括混合區(qū)和絮凝區(qū)的長度）。采用DENSADEG高密度沉淀池之后，單沉淀區(qū)長度只有17米，僅為平流式沉淀池的三分之一，大大節(jié)省了土地面積。相比水廠二期采用的斜管沉淀池，它和一期的DENSADEG高密度沉淀池占用了差不多大小的面積，雖然其通過在沉淀池中增加了斜管來增加絮體碰撞幾率、縮短了池長，但二期的日處理水量僅為20萬立方米。DENSADEG高密度沉淀池在南市水廠一期占地面積小的局面下，緩解了沉淀工藝的土地使用率，為其他工藝環(huán)節(jié)提供了更多的選型機(jī)會。

4.2緩解了冬季低溫低濁水難處理的現(xiàn)象。由于水廠采用的是青草沙原水，原水中顆粒物質(zhì)少，渾濁度低，加上冬季水溫較低，采用的混凝劑硫酸鋁在低溫條件下水解效果變差，不易與水中的顆粒物質(zhì)形成絮體。此時，傳統(tǒng)的平流式沉淀池會出現(xiàn)沉淀效果差，沉淀池出水濁度升高并伴有大量絮體隨沉淀池出水進(jìn)入后續(xù)過濾工藝，使過濾單元運(yùn)行負(fù)荷增加，不利于水質(zhì)控制，該現(xiàn)象在冬季水廠二期斜管沉淀池中每年發(fā)生。DENSADEG高密度沉淀池由于設(shè)有污泥回流的工藝環(huán)節(jié)，因此在原水低溫低濁的情況下，通過回流沉淀池底部的污泥到絮凝區(qū)，可以增加絮凝區(qū)中的顆粒數(shù)量，提高了絮體形成的效率，使其在絮凝區(qū)中依舊能夠形成大而密實的絮體，從而保持了沉淀區(qū)的沉淀效果。

5專利技術(shù)在供水企業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

5.1專利技術(shù)應(yīng)用廣泛，為優(yōu)質(zhì)供水提供保障。

傳統(tǒng)的凈水工藝旨在去除水中的顆粒懸浮物，但如今的供水企業(yè)在確保對顆粒物質(zhì)去除的同時，更多的是關(guān)注于原水中溶解性有機(jī)物的去除。為了強(qiáng)化對水中溶解性有機(jī)物的去除，臭氧氧化工藝、活性炭吸附降解工藝、膜處理工藝開始大量應(yīng)用到水廠中，隨之而來的是大量的專利技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。這些專利技術(shù)經(jīng)過多年的技術(shù)論證和產(chǎn)業(yè)化實例，使水廠以最快速、最便捷、最有效的方式提高了供水水質(zhì)。

5.2國外專利應(yīng)用較多，國內(nèi)專利發(fā)展較慢。

目前，水廠應(yīng)用的大型專利技術(shù)仍以國外公司的專利居多，就沉淀池技術(shù)而言，目前在上海水廠中所應(yīng)用的除了本文所提到的法國得利滿公司的DENSADEG高密度沉淀池，還有法國威立雅公司的Actiflo超高速沉淀池，均為國外水處理行業(yè)著名公司的專利技術(shù)。除此之外，許多主要設(shè)備在采購時也會挑選進(jìn)口設(shè)備。雖然國內(nèi)不少水處理企業(yè)也有自主研發(fā)的一些專利技術(shù)，但在實際應(yīng)用過程中往往競爭優(yōu)勢較弱。隨著時間的推移，相信憑借國人的聰明才智，本國的專利技術(shù)發(fā)展會得到提升，目前，上海市政工程設(shè)計研究院已自主研發(fā)了中置式高密度沉淀池并在嘉興某水廠得到生產(chǎn)性應(yīng)用，給凈水工藝技術(shù)提供了更多的選擇。

5.3國內(nèi)專利產(chǎn)業(yè)化效果有待提升。

由于水處理專利技術(shù)通常都需要被應(yīng)用在大型的一些水處理企業(yè)，因此需要在專利被發(fā)明之后經(jīng)歷小試、中試、生產(chǎn)性試驗等驗證過程才能較好的實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。國內(nèi)專利在被研發(fā)出之后，由于研究資金缺乏、驗證試驗耗時太久等原因，在該種專利被產(chǎn)業(yè)化之后卻得不到預(yù)期的效果。例如在本文中提及的水廠二期工程改造中，在沉淀池底部選用了底部濃縮刮泥技術(shù)，力求使沉淀池的排泥水和一期DENSADEG高密度沉淀池的排泥水一樣可以達(dá)到直接進(jìn)入污泥濃縮的排泥濃度3%要求。但在實際生產(chǎn)過程中，二期沉淀池選用的底部刮泥機(jī)卻始終無法達(dá)到濃縮的效果，排泥水最多只有1%的濃度，為水廠生產(chǎn)運(yùn)行帶來了新的難題。因此在專利技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化之前，一定要對其效果加以驗證，讓專利技術(shù)體現(xiàn)出其真正的價值所在。

6結(jié)論

民以食為天，食以水為先。隨著供水水質(zhì)要求的不斷提高，制水行業(yè)需要更多的新技術(shù)來推動行業(yè)發(fā)展?！爸R產(chǎn)權(quán)成為國家發(fā)展的戰(zhàn)略性資源和國際競爭的核心要素，成為建設(shè)創(chuàng)新型國家的重要支撐和掌握發(fā)展主動權(quán)的關(guān)鍵”。相信隨著大量專利技術(shù)正在制水行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，供水行業(yè)在日后定將與國際接軌，并通過在生產(chǎn)運(yùn)行中加強(qiáng)自主研發(fā)，創(chuàng)造出更多的新工藝新技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，在創(chuàng)新發(fā)展的過程中更好地實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供水的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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