结团增效澄清技术是将高效固液分离器与增效澄清池结合而开发的新型高效水处理技术,高效固液分离器在高浊水处理及水厂排泥水处理等方面的应用已取得了成功,将此设备应用于给水处理的研究尚不多。本文总结前人的研究成果,阐述了高效固液分离器的理论基础——结团絮凝理论,并分析了各种工艺条件对高效固液分离器的影响及其原因。以汤峪水库夏秋季水为处理对象,进行了现场中试研究,确定了影响处理效果的工艺条件,给后续的生产性试验提供了参考数据。同时,针对汤峪水库易受暴雨影响,水库浊度变化大且迅速的特点,研究了高效固液分离器对高浊度水的适应性,及运行的工艺条件。(1)确定出了适宜的PAC加药量。汤峪水库平时浊度基本稳定,可忽略进水浊度对加药量的影响。PAC的加药量主要影响出水余浊,合理的加药量能使管式反应器中生成高密度、小粒径的初始粒子,在高体积浓度悬浮层条件下生成致密的结团体,提高处理效率。本试验确定的适宜PAC加药量为7.5 mg/L。(2)确定出了适宜的PAM加药量。PAM加药量是通过影响颗粒的内部结合强度σ来影响结团体有效密度ρe及粒径d,从而影响处理效率。本试验确定的适宜PAM加药量为0.65 mg/L。(3)确定出了系统运行的适宜上升流速及最大上升流速。上升流速的提高意味着处理效率的提高,然而上升流速提高的同时也会使悬浮层体积浓度Vf降低、水力停留时间缩短,增大出水余浊。本试验确定的适宜上升流速为40 cm/min。上升流速提高到一定程度时,悬浮层的运动平衡被破坏后,无法再次形成新的运动平衡。此时的上升流速即最大上升流速。本试验确定的最大上升流速为45 cm/min。(4)研究PAM投加量与上升流速的关系。增大PAM的投加量,颗粒的内部结合强度σ增大,结团体的有效密度增大,从而能够与更大的上升流速达到运动平衡,最大上升流速也相应提高。因PAM有毒性,不能过量投加,同时需保证出水余浊,在PAM投药量小于2 mg/L,出水余浊低于2 NTU时,最大上升流速为60 cm/min。(5)对系统的稳定性进行了验证。通过62小时不间断的运行,结果表明,本系统长期运行是稳定有效的。(6)研究了污泥回流对系统的影响。考察了有污泥回流和无污泥回流两种情况下的运行效果,以出水余浊做为判断标准,结果表明,无污泥回流优于有污泥回流。并从管式反应器中粒子的形态、上升流速、节能三个方向对两种工况进行了分析比较,均得出无污泥回流优于有污泥回流的结论。(7)研究了悬浮层高度与澄清区高度比值对出水余浊的影响。悬浮层高度降低会导致出水余浊升高,澄清区高度增加则会导致出水浊度降低。因设备总高度一定,悬浮层高度增加,则澄清区高度降低;悬浮层高度降低则澄清区高度增加。两者同时对出水余浊施以不同的影响,出水余浊最低时的高度比为最优选择。本试验得出的最优选择是悬浮层高度为111 cm,澄清区高度为74 cm,比值为1.5。(8)研究了系统耐高浊水冲击的能力。人工配制400—600 NTU的高浊水,系统改变PAC投量,即能获得较好的出水余浊。PAC投量在7—11 mg/L之间时,PAC投加量的增加能显著的降低出水余浊。继续增大PAC投量,出水余浊缓慢降低,当PAC投量为15 mg/L,出水余浊降至1 NTU。继续加大投量,出水余浊已不再降低。