硅藻精土污水处理工艺设计实例

摘要 本文通过一个工程实例阐述了硅藻精土处理工艺在生活污水处理上的具体应用。

关键词 硅藻精土处理工艺；生活污水；工艺设计

中图分类号X703 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0110-02

0 引言

污水处理的方法分物理法﹑化学法﹑物理化学法和生物处理法。城市（城镇）生活污水处理中常采用生物处理法。

生物处理法又分活性污泥法﹑生物膜法，而活性污泥法又可分为普通活性污泥法﹑A/A/O法﹑A/O法﹑AB法﹑SBR法﹑氧化沟法等。近年来国内污水处理行业发展迅速，不断研发新的污水处理技术，“硅藻精土处理工艺”工艺就是一种新兴的污水处理技术，该工艺通过物理法与生物处理法相结合，在生活污水的处理方面取得了显著的效果。目前采用该工艺建设的污水厂已在全国不少省市县投产并获得成功。

1 “硅藻精土处理工艺”简介

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由硅藻（一种单细胞的水生藻类）遗骸和软泥固结而成的沉积矿。我国硅藻土原矿绝大多数均属中、低品位，硅藻土原矿中含大量的共生杂质，其物理性质、化学成分极其复杂。经过选矿工艺，可将各地中、低品位的原土优选为纯度可达92%以上的精土。

硅藻精土具有孔隙度高、比表面积大、吸附性强、质轻、坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等特性。颜色为白色，紧堆密度0.3g/mL～0.4g/mL，比表面积50m2/g～60m2/g， 数量2亿个/g～2.5亿个/g，孔体积0.6 cm3/g～0.8cm3/g，孔半径2000～4000?，吸水率能吸收自身重量的3倍～4倍。广泛用于水处理、饮食、建材、化工、橡胶、石化、医药、冶金、油漆、化妆品、涂料、机械、能源等行列，可制水处理剂、助滤剂、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂等，是现代工业不可缺少的原材料。

在水处理实践中，根据污水的性质在精土中加入一定量的改性物质，就可以配制成处理各种水质的硅藻精土水处理剂。硅藻精土澄清原理：硅藻精土处理剂被微量加入污水中后，在高速搅拌或水泵叶片旋转下，处理剂瞬间散于水体之中，硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮离子的带电性，使胶体颗粒的胶团结构的ξ电位减小或为零，从而使胶体颗粒脱稳，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成缪羽，促使水中的污染物快速絮凝而下沉。加上硅藻本身的巨大表面积、孔体积具有较强的吸附力，可以把水中细微物质（包括细菌和微生物）吸附到硅藻表面，最终与硅藻一起沉至底部与水体分离。

2 工程实例

天峨县位于广西自治区西北部，红水河上游。根据业主委托，由我们设计建设一个1万吨规模的生活污水厂。天峨县的地理特点是山多地少，寸土寸金。如果按常规的工艺和方法建设，一般需占地20亩左右，这在惜土如金的天峨县中显得非常奢侈。因此，在设计之初，业主就提出了要求，在不降低设计标准的情况下，一是要求我们在工艺和布局上尽可能少占地；二是污水厂整体布局上要求美观大方。“硅藻精土处理工艺”的特点很符合天峨业主的要求，因此我们确定了以“硅藻精土处理工艺”作为天峨污水处理厂的处理工艺。

2.1 污水处理流程

天峨县的生活污水通过在红水河两岸的污水截流管收集，最后西岸的污水管通过埋设在江底的过江管穿过红水河后与东岸的污水管汇合进入东岸的污水提升泵站，然后污水通过提升泵加压提升后通过压力管道进入本污水处理厂。

到达污水厂的污水先进入调节池进行缓冲和均质，然后用潜污泵提升至预处理单元，经过细格栅和旋流沉砂池进行预处理，除去较大尺寸的杂质和较大比重的颗粒。然后污水进入A/O（缺氧/好氧）生化池，污水在A/O池内进行反硝化/硝化反应后，水中大量的氮和有机物得以去除。经过生化处理后的污水从A/O池出来后，通过管道泵加药和加压，然后进入水力循环澄清池。污水在澄清池中通过絮凝、超滤和沉降作用，产生清污分离。污泥下沉至池的下方，通过排泥管排放至污泥池，然后回流至生化池。清水则从出水堰排出，经过跌水台进入紫外线消毒池消毒，达标排放。

硅藻精土污泥回流至缺氧池后，硅藻精土由于它的质轻、多孔、比表面积大、吸附性强的特性，成为了各种微生物的优良载体，通过提高缺氧池和好氧池的污泥浓度，可以增强生化池的抗负荷变化的能力。

图1 天峨污水厂工艺流程图

2.2 工程技术方案

在方案中，采用了传统的水力循环澄清池作为工艺过程的二沉池，水力澄清池是一倒锥体的结构，里面设为喷嘴室、第一絮凝室、第二絮凝室、澄清室、排泥室等单元。水力澄清池的工作原理如下：

污水用加压泵加压从池底部预埋的进水管进入，硅藻精土药剂从水泵前管道加入，在水泵叶轮的旋转搅拌下，药剂和污水得到充分混合。污水进入澄清池后从水力喷射器喷嘴高速喷出，喷嘴周围产生的负压（抽吸作用）将数倍于进水量的池底硅藻精土污泥瞬间吸入，与原水混合在一起。然后进入第一絮凝室和第二絮凝室，从第二絮凝室出来后的混合污水（污泥）大部份又被喷嘴喷射抽吸而继续循环。由于硅藻精土污泥不断地被抽吸、提升，在池中絮凝室中形成高浓度的活性泥渣层，当原水通过活性污泥层时，由于硅藻颗粒间的吸附、絮凝作用，原水中的悬浮物便被活性泥渣层阻留下来。污水进入澄清室后，上升流速进一步降低，当水流上升速度小于泥渣的沉降速度时，便产生了清污分离，最终清水从池上部溢流堰排出。

在澄清池的斜壁上，设置有四个排泥室，每个排泥室通过排泥管接到外面的污泥贮池。运行时打开排泥管阀门并调节阀门开度，可将污泥排至污泥贮池。污泥贮池中的污泥去向：一是回流至生化系统缺氧池，用于维持生化池的污泥浓度和反硝化脱氮，这是重要的工艺路线；其二是去调节池，与进厂的污水混合。主要作用是利用硅藻污泥的吸附作用，吸附污水中的臭气，改善污水预处理区的工作环境。最后，剩余污泥去污泥脱水机房，经压滤机脱水后，得到含水60%左右的干污泥，可作为花草树木肥料或外运填埋处理。

图2 天峨污水厂总平布置图

生化工艺采用传统的A/O（缺氧/好氧）工艺，设计停留时间：缺氧2h，好氧4h。设计方案如下：生化池采用缺氧池和好氧池合建一体式，生化池内设内循环系统，采用潜水回流泵将好氧池混合液回流至缺氧池进水口，设计混合液回流比为100%；与此同时，澄清池的污泥也回流到缺氧池进水口（设计污泥回流比为50%）。这样，大量的硝酸盐回流至缺氧池后，可以从原污水获得充足的有机物，使反硝化反应得到充分进行。

为了原污水和回流液混合均匀，在缺氧池内各廊道均设置了潜水推流器，既起到了搅拌和推流的作用，同时也防止了污泥在池内沉淀。好氧池曝气形式采用微孔曝气器，鼓风机采用价廉易购的罗茨鼓风机，两用一备，采用变频控制，风量调节简单方便。

在总体布局上，采用了统一集中布置，将所有的建、构筑物集中在一块，统一考虑，统一建筑风格。水力澄清池位于总平正面中间位置，突出其重要地位。澄清池前面设计景观跌水台，人工瀑布。全厂四周均进行景观绿化，环厂大道两旁全部种上景观树，厂区围墙是通透式的艺术围墙。污水厂全厂占地约4.8亩，其中建、构筑物占地2.6亩，场地绿化率为30%。占地仅为同规模厂的1/4，基本上达到了业主的要求。

2.3 项目运行情况

本污水厂于2010年5月份工程竣工，投入试运行。在试运行3个月来期间实绩指标（平均值）如下：

在试运行期间，由于工人操作尚未有经验，一些指标控制波动较大。经过技术方的培训和指导调试后，出水稳定达到了国家一级A标。并于当年9月份通过了上级环保部门的验收，投入了正常运行。

图3 天峨污水厂全景图

3 结论

“硅藻精土处理工艺”是一种新兴的污水处理技术，其突出优点是投资少、占地省、管理方便和运行成本较低，运行时几乎无臭气污染环境，适合于中小城市和城镇小型污水厂采用。

参考文献

[1]王庆中.硅藻精土水处理工艺实践.