El tanque de sedimentación de alta eficiencia combina la tecnología de floculación portadora con el principio de sedimentación poco profunda, y logra una separación eficiente sólido-líquido mediante la optimización de las condiciones de flujo de agua y la cinética de reacción. Su principio técnico puede resumirse en los siguientes puntos básicos:
1、 Tecnología de floculación portadora: aceleración del crecimiento y la precipitación de flóculos.
Adición de medio de alta densidad
Durante la etapa de coagulación, se añaden medios insolubles de alta densidad (como arena fina y polvo magnético) para acelerar el crecimiento de flóculos utilizando sus efectos de sedimentación gravitacional y adsorción de portadores. Por ejemplo, el proceso Actiflo de Veolia utiliza microarena como núcleo para formar flóculos densos, aumentando la velocidad de sedimentación entre 3 y 5 veces.
Circulación de lodos Floculación mejorada
Mediante el sistema de reflujo de lodos, los lodos concentrados (que contienen flóculos activados de alta concentración) del fondo del tanque de sedimentación se refluyen a la zona de floculación, manteniendo una concentración de sólidos en suspensión de 3000-5000mg/L en la zona de reacción. Este mecanismo de "floculación por contacto" mejora significativamente la densidad de los flóculos y el rendimiento de sedimentación, especialmente adecuado para escenarios de alta carga o fluctuación de la calidad del agua.
Diseño de floculación por capas
Zona de mezcla rápida: Mediante la mezcla a alta velocidad (gradiente de velocidad G=500-1000s -¹), el coagulante y el agua bruta se mezclan rápidamente para formar microflóculos iniciales.
Zona de mezcla lenta: Reducir la intensidad de mezcla (G=30-60s -¹), añadir coadyuvantes coagulantes (como PAM), promover la agregación de microflóculos en flores de alumbre grandes y densas, y evitar la rotura de flóculos.
2、 Principio de sedimentación superficial: acorta el recorrido de sedimentación y mejora la eficacia del tratamiento.
Diseño de tubo diagonal/placa inclinada
Basándose en la teoría de sedimentación poco profunda de Ha Zhen, se instalan módulos de tubos inclinados (placas) en la zona de sedimentación para aumentar el área de sedimentación y acortar la distancia de sedimentación de las partículas. El tubo inclinado tiene un ángulo de inclinación de 60 ° -75 °, una longitud de 1 m, un diámetro de 50-80 mm, y una carga superficial de 15-30m ³/(m ² - h), que es más de 6 veces la de los procesos tradicionales.
Efecto auto raspante y antiobstrucción
El flujo de agua dentro del tubo inclinado es ascendente, y los flóculos se deslizan hacia abajo a lo largo de la superficie del tubo inclinado bajo la acción de la gravedad, formando un proceso continuo de auto-raspado para evitar la acumulación de volumen de flóculos. Al mismo tiempo, el diseño del tubo inclinado reduce el impacto de las turbulencias del agua sobre los flóculos sedimentados, garantizando la estabilidad de la sedimentación.
Sedimentación en capas y concentración de lodos
Zona de sedimentación previa: Los flóculos de partículas grandes se sedimentan rápidamente, reduciendo la carga en la zona del tubo inclinado.
Zona de sedimentación del tubo inclinado: Los pequeños flóculos restantes son capturados por el tubo inclinado, completando la sedimentación final.
Zona de concentración: Los lodos del fondo se concentran mediante un rascador o por gravedad para aumentar el contenido en sólidos (20-30g/L) y reducir la cantidad de tratamiento posterior.
3、 Colaboración entre el flujo del proceso y los equipos
zona de reacción
Zona de reacción de mezcla: Añadir coagulante (como PAC) y mezclar rápidamente con un agitador para formar microflóculos.
Zona de reacción de flujo de empuje: Los microflóculos se agregan en grandes flores de alumbre bajo agitación lenta y reflujo de lodos.
Tubo guía y agitador de flujo axial: optimizan la trayectoria del flujo de agua para garantizar una floculación uniforme.
Zona de sedimentación
Módulo de tubo diagonal: utilizando tubos inclinados de panal de etileno propileno copolímero con una separación de 80 mm y una carga superficial de 10,2-35 m ³/(m ² - h).
Depósito colector: distribuido en la parte superior de la tubería inclinada, recoge el agua clara y la descarga a la unidad de tratamiento posterior.
Rascador: tipo de accionamiento central, velocidad lineal del borde exterior de 0,04-0,07m/s, para evitar la compactación del lodo.
Sistema de reflujo y descarga de lodos
Bomba de circulación de lodos: Devuelve los lodos concentrados 5% -10% a la zona de reacción para mantener la concentración de lodos necesaria para la floculación.
Bomba de exceso de lodo: descarga el exceso de lodo, controla la elevación del lecho de lodo y evita la fermentación.
Detección del nivel de lodo y control automático: Mediante el control de la concentración de lodo a través de un medidor de nivel de lodo, se puede lograr un ajuste preciso del volumen de descarga de lodo.
4、 Ventajas técnicas y escenarios de aplicación
eficacia
Alta carga superficial (15-30m ³/(m ² - h)), corto tiempo de retención hidráulica (39 minutos), y ocupando sólo 20% -25% del área de proceso tradicional.
Gran resistencia a los impactos, insensible a las fluctuaciones del caudal de entrada (± 30%) y a la turbidez (50-1500NTU).
Excelente calidad del efluente
Turbidez ≤ 10NTU, tasa de eliminación de SS ≥ 90%, tasa de eliminación de fósforo ≥ 85%, cumpliendo las normas de emisión de clase A o las normas de agua potable.
Funcionamiento flexible
La velocidad de reflujo de los lodos puede ajustarse (5% -10%) para adaptarse a diferentes condiciones de calidad del agua.
El dispositivo es fácil de arrancar y parar, y tiene una gran capacidad para gestionar cambios en el flujo de tráfico.
Escenarios de aplicación
Tratamiento de aguas residuales municipales: mejora y renovación, tratamiento avanzado y reutilización de aguas regeneradas.
Tratamiento de aguas residuales industriales: pretratamiento de aguas residuales de alta concentración (como impresión y tinte, aguas residuales de minas de carbón).
Purificación de agua potable: tratamiento de agua a baja temperatura, de baja turbidez y de agua con alto contenido de algas.
