深度水处理系统工艺设计高密度澄清池
深度水处理系统工艺设计高密度澄清池
深度水处理系统工艺设计高密度澄清池1.简介深度水处理系统是一种用于处理废水和污水的先进工艺。
其中的一项重要设备是高密度澄清池。
高密度澄清池使用高效的澄清技术，能够高效地去除废水中的悬浮物、浑浊物以及沉淀物等，提高废水的澄清效果，减少废水污染。
2.设计原则(1)体积效率高：采用一流的材料和设计，能够在较小的占地面积上实现高效的水处理效果，降低运营成本。
(2)澄清效果好：能够高效地去除废水中的悬浮物、浑浊物、沉淀物等污染物质，确保澄清后的水质达到国家相关标准。
(3)运行稳定可靠：采用高质量的材料和工艺制造，结构坚固，使用寿命长，能够稳定运行。
(4)操作简便：具备自动化控制系统，操作简单，实时监控和调整水处理过程。
3.设计要点(1)设备选择：高密度澄清池通常由澄清池本体、悬浮物收集系统、底排泥系统、进水出水系统等部分组成。
关键设备的选择要考虑到水处理量、污染物特性、工艺要求等因素，并进行合理的配置。
(2)澄清效果提升：可以采用一些辅助措施来提高澄清效果，如气浮系统、药剂加入系统、反洗系统等。
气浮系统能够增加悬浮物的汇聚速度，加快澄清速度。
药剂加入系统能够提高悬浮物的沉降性能。
反洗系统可以及时清除澄清池中的沉淀物，保证其工作效果和寿命。
(3)自动化控制系统：配备自动化控制系统，可以实现实时监控和调整水处理过程。
可以根据进水水质、澄清效果等指标进行自动调整，保证水处理的稳定性和效果。
(4)安全性设计：对于澄清池来说，在设计时要考虑其结构的合理性和材料的选用，确保其使用安全可靠，并具备一定的防漏、防腐、防爆等措施。
4.设计计算与优化(1)确定处理量：根据实际场地的需求和设计要求，计算出澄清池的处理量。
(2)确定尺寸和结构：根据处理量和处理效果要求，计算出澄清池的尺寸和结构。
通常来说，澄清池的高度可以根据水深和上下水位差来确定，横截面积可以根据水处理流速来确定。
同时，在设计时要考虑到澄清池的排放和清理的方便性。
高密度澄清池
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CONTRAFAST – 混凝土结构
例子– 4.6 MGD，1.75万吨/天
18’ -6” 5.64m
30’ -0” 9.15m 18’ -6” 5.64m
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污泥循环和排泥是该工艺的关键
污泥循环
排泥
污泥循环
排泥
污泥循环率约为5-10％：部分污泥循环至反应池中心导流筒内，通过套筒阀 控制回流污泥浓度，通过变频污泥泵控制回流污泥量，以维持絮凝反应所需 的污泥浓度。
CONTRAFAST™
高密度澄清池
High Rate Sludge Thickening Solids Contact Unit
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目录
简介
一体化设计
分体式设计 中试装置 案例分析
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高密度澄清池特点
将高效剪切增稠与污泥浓缩技术结合到混凝沉淀工 艺中，能够应用于大部分的澄清/软化工程。 集合了颗粒增稠，斜管沉淀以及污泥浓缩，占地面 积小，运行效果好。
分体式设计CONTRAFAST
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分体式设计CONTRAFAST
分体式设计： 土建池体 反应池与沉淀池分建
处理量较大（Q> 7600m3/d，2MGD）
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分体式设计CONTRAFAST平面图
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现场组装的钢池（≦ 2 MGD，7600m3/d ） 一体化设计 现场组装 CF-700
高密度澄清池结构及工作原理
高密度澄清池结构及工作原理高密度澄清池是继平流式沉淀池、斜板（管）沉淀池和机械加速（脉冲）澄清池之后的一种新型高效澄清工艺，采用斜管沉淀及污泥循环方式，具有占地面积小、节省土建投资、抗冲击负荷能力强、适用性广、效率高等特点。
一、高密度澄清池结构1．反应池在反应池中进行物理－化学反应，或其他特殊沉淀反应。
反应池分为两部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。
1)慢速混凝推流式反应池上升式推流反应池是一个慢速絮凝池，其作用就是连续不断地使矾花颗粒增大。
因此，整个反应池（混合和推流式反应池）可获得大量高密度、均质的矾花，以达到最初设计的要求。
2)快速混凝搅拌反应池将原水（通常已经过预混凝）引入到反应池底板的中央。
一个叶轮位于中心稳流型的圆筒内，该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能量。
混合反应池中悬浮絮状或晶状固体颗粒的浓度保持在最佳状态，该状态取决于所采用的处理方式。
来自污泥浓缩区的浓缩污泥通过外部再循环系统不断循环至反应池，使池中污泥浓度得以保障。
2．预沉池－浓缩池矾花慢速地从一个大的预沉区进入到廓清区，如许可制止破坏矾花或产生旋涡，确保大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。
矾花在廓清池下部汇集成污泥并浓缩。
浓缩区分为两层，分别位于排泥斗上部和下部：上层浓缩区用于浓缩循环污泥，污泥在该层的逗留工夫为几小时，然后排入到排泥斗内，部分浓缩污泥从排泥斗上方由循环泵抽出，循环至反应池入口，在某些特殊情形下（如流速不同或负荷不同等），可调整循环区的高度；基层浓缩区用于产生大量浓缩污泥，浓缩污泥的浓度至少为20g/l。
高密度廓清池内设有浓缩刮泥机，将浓缩污泥搜集后，使用污泥泵从预沉池－浓缩池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脱水间或现有的可接纳高浓度泥水的排水管网或排污管、渠等。
3．斜管分离区在逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。
通过固定在清水搜集槽下侧的纵向板举行水力分布，这些板能够有用地将斜管分为自力的多少组以提高水流均匀分派，包管反应沉淀在最佳状态下完成。
高密度澄清池在净水厂的应用
高密度澄清池在净水厂的应用摘要：高密度澄清池是混凝、絮凝、沉淀及污泥回流为一体的新型水处理工艺，利用斜管沉淀和污泥循环的方式提高絮凝沉淀效果，具有占地面积小，处理效率高，出水水质稳定等优点。
本文将以重庆某水厂为例，分析高密度澄清池在净水厂的应用。
关键词：高密度澄清池；净水厂；应用分析1.高密度澄清池工艺介绍高密度澄清池综合斜管沉淀和污泥循环回流的优点，应用面广泛，适用于饮用水生产、污水处理、工业废水处理等领域。
其工作原理：1、采用集成式反应池，进行快速混凝和慢速絮凝反应，通过污泥回流，促进形成较高密度矾花，增强混合反应效果；2、采用斜管沉淀，斜管增大沉淀面积，矾花在斜管下方形成较好沉淀；3、污泥浓缩，沉积在沉淀池底部的矾花，通过重力和刮泥机将污泥收集浓缩；4、污泥回流，通过螺杆泵将部分浓缩污泥回流至絮凝区。
高密度澄清池的工艺构成可分为反应区、预沉-浓缩区、斜管分离区三个主要部分，详见图1。
图1高密度澄清池1.1反应区快速混凝搅拌反应池：在原水中投加PAC混凝剂（聚合氯化铝），通过快速混凝搅拌反应，使PAC混凝剂充分混合反应。
絮凝推流式反应池：将已与PAC混凝剂充分混合的原水引入到反应池底板中央，在导流筒内通过轴流推进器与PAM助凝剂（聚丙烯酰胺）和回流污泥进行充分搅拌均匀混合，并为絮凝和聚合电解质提供所需动能。
1.2预沉池-浓缩区矾花慢速从预沉区进入到澄清区，在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。
浓缩区污泥通过污泥泵循环至反应池入口，剩余污泥外排处理。
1.3斜管分离区逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀，澄清水由集水槽系统收集。
絮凝物堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。
通过刮泥机栅条的慢速搅动，将污泥间空隙水排挤，浓缩污泥在刮泥机轴心较小范围内聚集。
1.高密度澄清池在净水厂的应用2.1项目概述重庆某水厂位于重庆市渝北区，供水规模80万m3/d，占地面积360亩，涵盖取水泵房、净水车间及加压泵站等配套相关设施，由中国市政工程中南设计研究院设计。
高密度澄清池的工艺流程
高密度澄清池的工艺流程【中英文实用版】英文文档内容：The process flow of a high-density clarifier involves several key steps to ensure efficient solid-liquid separation.Here is an overview of the process:1.Feedstock Introduction: The feedstock, which contains solids and liquids to be separated, is introduced into the clarifier.This feedstock can come from various industrial processes such as wastewater treatment or mining operations.2.Mixing Zone: The feedstock is mixed with water in a designated mixing zone within the clarifier.This helps to suspend the solids in the liquid, creating a homogeneous mixture.3.Settling Zone: The mixed feedstock is then allowed to settle in a settling zone.The solids, which have a higher density than the liquid, begin to sink to the bottom of the clarifier while the clarified liquid remains on top.4.Clarified Liquid Outlet: The clarified liquid, which is now free of solids, is removed from the top of the clarifier through an outlet.This liquid can be further processed or discharged as needed.5.Solids Collection: The settled solids at the bottom of the clarifier are periodically removed through a bottom outlet.These solids can bedisposed of or recycled depending on the application.6.Recycle Water: In many cases, a portion of the clarified liquid is recirculated back to the beginning of the process to maintain the desired concentration of solids in the feedstock.This recycle water helps to improve the overall efficiency of the clarification process.Overall, the process flow of a high-density clarifier is designed to efficiently separate solids from liquids, providing a clear and contaminate-free liquid product.中文文档内容：高密度澄清池的工艺流程主要包括几个关键步骤，以确保有效地实现固液分离。
高密度澄清池设计计算
高密度澄清池设计计算1.确定设计参数首先需要确定设计参数，包括流量Q、沉降速度V、污泥浓度C、沉淀区面积A等。
这些参数通常根据处理水的水质特性、处理要求和设备规模进行确定。
2.确定澄清池尺寸根据确定的设计参数，可以计算澄清池的尺寸。
首先确定沉淀区的体积Vv，可以根据处理水的流量和沉降速度计算得到，即Vv=Q/V。
然后根据污泥浓度和沉淀区体积计算污泥总量Vt，即Vt=Vv*C。
最后根据污泥总量和污泥浓度计算沉降区面积A，即A=Vt/C。
确定了沉降区面积后，可以根据所选的澄清池类型（如水平流澄清池、竖直流澄清池）计算出澄清池的长度L和宽度B。
3.设计出水系统澄清池的出水系统通常包括出水管道和出水阀门等设备。
根据出水要求和流量，确定出水管道的直径和长度。
出水阀门的选型应根据所需的控制功能进行。
4.设计进水系统进水系统通常包括进水口、流量调节装置和分流器等设备。
根据进水流量和所选设备类型确定进水管道的直径和长度。
流量调节装置的选型应考虑到进水流量调节的灵活性和准确性。
分流器的选型则应根据污水流量分配和流速均匀度的要求。
5.设计污泥排泄系统污泥排泄系统通常包括污泥收集和处理装置。
根据沉降池的尺寸和污泥排放要求，设计合适的污泥收集装置，如底部搅拌器和污泥收集槽。
同时，还需要考虑污泥处理的方式，如直接排放或进一步处理。
6.确定配套设备根据澄清池的设计参数和要求，确定所需的配套设备，如水泵、搅拌器、浊度计、PH计等。
这些配套设备通常用于澄清池的运行控制、水质监测和维护保养等。
综上所述，高密度澄清池的设计计算需要确定设计参数、计算澄清池尺寸、设计出水系统、设计进水系统、设计污泥排泄系统以及确定配套设备等步骤。
这些步骤的具体计算方法和参数选择需要根据实际情况和要求进行确定。
高密度澄清池的工艺流程
高密度澄清池的工艺流程高密度澄清池是一种用于处理工业废水和污水的设备，它能够高效地去除悬浮物和悬浮颗粒物。
A high-density clarifier is a device used to treat industrial wastewater and sewage, which can effectively remove suspended solids and suspended particles.澄清池的工艺流程包括进水、絮凝、沉淀、浊液排出和清污泥排出。
The process flow of the clarifier includes water inlet, coagulation, precipitation, turbid liquid discharge, and sludge discharge.首先，废水和污水通过管道进入澄清池，进入澄清池的废水中含有大量的悬浮物和悬浮颗粒物。
First, wastewater and sewage enter the clarifier through pipes, and the wastewater entering the clarifier contains a large amount of suspended solids and suspended particles.为了去除这些悬浮物和颗粒物，我们需要在进水口加入絮凝剂，絮凝剂的作用是将废水中的悬浮物和颗粒物凝聚成较大的团簇。
To remove these suspended solids and particles, we need to add coagulants at the inlet, and the role of the coagulant is to agglomerate the suspended solids and particles in the wastewater into larger clusters.然后，废水进入澄清池的中心区域，悬浮物和颗粒物逐渐沉淀到底部，形成污泥层。
高密度澄清池的工艺流程
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（1）提升泵
数量：3xx（2用1备）
设计流量：155m3
/h
设计扬程：12m
材质：
泵壳球磨铸铁，叶轮SS316
类型：
卧式离心泵
功率：7.5kW
（2）混和搅拌器
数量：6xx
材质：
水下部分SS316L
功率：3kW
（3）高密度沉淀池池内设备
数量：2套
集水槽、溢流xx、斜管支撑材质：
d、当沉淀池水位上升至斜管表面时，要及时将进水流量下调至150m3
/h左右，减小上升水的流速，这样是为了防止因集水槽所受浮力增大遭受破坏。当沉淀池出水渠水位到达设计水位时，要提前打开进入V型滤池的进水渠上的闸门，但要关闭所有进入滤池的150×150气动提板闸和400×300止水板，使初始浊度超标的沉淀出水，经滤池溢流系统排掉。在滤前水浊度（或SS）≤8NTU时，再依次打开V型滤池进水手气动和手动提板闸。
高密度沉淀池的主要特点
（1）最佳的絮凝性能，矾花密集，结实。
（2）斜板分离，水力配水设计周密，原水在整个容器内被均匀分配。
（3）很高的上升速度，上升速度在15～35m/h之间。
（4）外部污泥循环，污泥从浓缩区到反应池。
（5）集中污泥浓缩。高密度沉淀池排泥浓度较高（用于澄清处理时为20～100g/L或者用于石灰软化时为150～400g/L
（6）采用合成有机絮凝剂（PAM）
高密度沉淀池的工艺流程
我方设计的高密度沉淀池系统可分为五个单元的综合体：
前混凝、反应池、预沉—浓缩池和斜板分离池，后混凝。
(1)前混凝池
前混凝配水构筑物为矩形，配有快速搅拌器，用于进水与石灰/纯碱和混凝剂的快速混合。投加的混凝剂与悬浮固体和油进行反应，石灰乳同时和暂时硬度发生反应。混凝后，污水经手动调节的溢流堰以重力流方式进入沉淀反应池，
反应池独特的设计的结果，即能够形成较大块的、密实的、均匀的矾花，这些矾花以比现今其它正在使用的沉淀系统快得多的速度进入预沉区。
反应xx按照停留时间17min设计。
(3)预沉xx—浓缩xx
当进入面积较大的预沉区时，矾花移动速度放缓，这样可以避免千万矾花的破裂及避免涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀并浓缩，底板装有锥头刮泥机。
1.1.1xx
1.1.1.1混凝沉淀系统工艺描述及技术参数
工艺过程描述
高密度沉淀池内加入合适的软化剂-石灰和纯碱，软化剂与水中的悬浮的有机物和无机物快速的凝聚，同时软化剂还与水中可生物降解的有机物（包括生物颗粒与菌胶团）有较强的亲和力，因此在软化剂凝聚的过程中还会将可生物降解的有机物（即BOD
5）从水中去除。软化剂凝聚处理除了能够降低水中悬浮的有机物、无机物和BOD
SS316L
斜管材质：
乙丙共聚
其他xx内设材质：
SS316L
（4）污泥回流泵
数量：4xx（2用2备）
设计流量：15m3
/h
设计扬程：20m
类型：
螺杆泵
功率：3kW
（5）污泥外送泵
数量：2xx
设计流量：0-15m3
/h（变频调节）
设计扬程：20m
类型：
螺杆泵
功率：3kW
（6）石灰加药系统
数量：1套
石灰料仓：
高密度沉淀池的运行维护
a、每天取样3-6次，检测其进水的浊度，调节投药量；检测水中的pH值（最好控制在6.5-7.5之间），以调节各种药剂投加量；检测出水浊度（须在10NTU以下），保证出水的水质，减轻V型滤池的负担。如遇到进水和出水恶化应适当增大投药剂量，并减小进水量，待水质变好后再逐步增大流量。
碳钢防腐
（8）纯碱溶液加药螺杆泵
数量：2xx
设计流量：0-1.5m3
/h
设计扬程：0.5MPa
功率：1.1kw
（9）絮凝剂加药罐
数量：1xx
容积：2m3
பைடு நூலகம்材质：
PE
（10）絮凝剂加药计量泵
数量：1xx
设计流量：50 L/h
澄清区上部采用集水槽进行澄清水的收集，集水槽、溢流堰、斜管支撑等的材质采用不锈钢。
澄清区能承受原水水量及水质负荷的变化，并无细小絮凝体经集水槽带入后续处理构筑物。
澄清区设计表面负荷≤10m3
/m2
.hr。
E,污泥浓缩系统：
高密度沉淀池应有污泥浓缩区，浓缩区能满足固体通量的要求。
每座高密度沉淀池配置一套浓缩刮泥机，材质为不锈钢316，用于经沉淀浓缩后污泥的收集。
b、对已安装完毕的集水槽要对收水齿槽堰标高进行测量验收，要保证两个系列的集水槽，齿槽堰的中心标高误差不应超过±2mm，（国家规范规定）否则会出现收水不均匀，造成局部出水流量过大或有不出水现象。
c、所有设备检验完毕后在经调试人批准后才可以进水。应注意单池进水流量要控制在500m3/h之内，同时投加各种药剂，具体投加量按原水流量和浊度考虑。初始进水时不得满负荷大流量，否则会冲毁部分波形板，造成斜管上浮，集水槽变形事故。
高密度沉淀池的设计
高密度沉淀池的设计响应招标文件技术要求：
A,混凝系统：
混凝剂和原水的混合应采用机械搅拌器，使其达到理想的混凝效果。混凝时间及速度梯度应在合适的范围之内，并保持适当的接触时间。
B,石灰/纯碱投加系统：
考虑到本项目较高的除硬度要求，单独设置石灰和纯碱投加池。石灰和纯碱投加池分别设置在线PH计。
上层为再循环污泥的浓缩，下层是产生大量浓缩污泥的地方。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布，斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统收回。絮凝物堆积在澄清池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩。该沉淀池有以下几方面的优点：1)将混合区、絮凝区与沉淀池分离，采用矩形结构，简化池型；2)沉淀分离区下部设污泥浓缩区，占地少；3)在浓缩区和混合部分之间设污泥外部循环，部分浓缩污泥由泵回流到机械混合池，与原水、混凝剂充分混合，通过机械絮凝形成高浓度混合絮凝体，然后进入沉淀区分离。
沉淀池内应配备必要的工艺检测、控制仪表，以保证处理工艺高效、正常运行。
整个沉淀工艺的助凝剂（聚合物）平均投加量设计上限为0.5ppm。
沉淀池具有抗悬浮物变化冲击的能力，并设置清除水面浮油和浮渣的设施。
沉淀池的污泥排放、污泥回流等均采用自动控制。
污泥脱水采用板框压滤机。
石灰采用筒仓贮存方式，湿法计量；纯碱采用吨袋包装方式，以防止潮解，配制池溶解后，湿法计量投加。
前混凝池按照停留时间3min设计，配有快速搅拌器。
(2)反应xx
反应池采用得利满专利技术是工艺的根本特色。理化反应，如晶质的沉淀—絮凝或其它特殊类型的沉淀反应均在该池中发生。
反应池分两部分，每部分的絮凝能量有所差别，中部絮凝速度快，由一个轴流叶轮进行搅拌，该叶轮使水流在反应器内循环流动，周边区域的活塞流导致絮凝速度缓慢，投入混凝剂的原水通常进入搅拌反应器的底部，絮凝剂加在涡轮桨的底部，聚合物的投加受沉淀池的原水控制，在该搅拌区域内悬浮固体（矾花或沉淀物）的浓度维持在最佳水平，污泥的浓度通过来自污泥浓缩区的浓缩污泥的外部循环得到保证。
高密度沉淀池按2系列配置，鉴于装置内废水回流的影响，高密度沉淀池设计处理能力按不低于2×155m3
/hr考虑。
高密度沉淀池工艺是在传统的
平流沉淀池的基础上，充分利用了
动态混凝、加速絮凝原理和浅池理
论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀
三个过程进行优化。主要基于4个
机理：
独特的一体化反应区设计、
反应区到沉淀区较低的流速变化、
沉淀水由一个收集槽系统收集，矾花堆积在沉淀池下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，根据装置的尺寸，污泥靠自重收集或刮除或被循环至反应池前部。
斜板沉淀区的上升流速按照2.8mm/s设计。
(5)后混凝池
后混凝的主要作用是在出水中投加硫酸以调节污水的PH值，在污水中投加混凝剂增强V-型滤池的过滤效果。
后混凝按照停留时间60s设计。
e、当沉淀池出水渠水位升至设计水位时后可以将进水流量调至250m3
/h，原水药剂的投加量也要同时增加。
f、当沉淀池进入正常运行后要及时调试超声波液位计，污泥界面计，浮球开关和PH计等各项仪表的数据。
g、当正常运行三天后可考虑排泥的调试。初始手动控制时，可以按时间设定排泥时间。反应沉淀池排泥时间隔8h一次，每次排泥时间暂设3-5min，全部排泥时间为9-15min，一天三次。根据原水浊度和运行效果，再重新设定更合理的排泥时间间隔和一次的排泥时间。
沉淀区到反应区的污泥循环和采用
斜管沉淀布置。反应xx分为2个部
分：
快速混凝搅拌反应池和慢速混凝推流式反应池。快速混凝搅拌反应池是将原水引入到反应池底板的中央，在圆筒中间安装一个叶轮，该叶轮的作用是使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能。矾花慢速地从预沉池进入到澄清池，这样可避免矾花破碎，并产生涡旋，使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在澄清池下部汇集成污泥并浓缩。浓缩区分为两层：
5外，还能够降低水中细菌和病毒含量，同时还能有效去除硬度（包括暂硬和永硬）和碱度。
高密度沉淀池采用污泥外循环高密度沉淀池技术。高密度沉淀池主要结构应由反应室、斜板沉降室、集水槽、搅拌机、刮泥机、钢结构（含桥架、内外反应筒、集水槽、支撑架、固定件和取样装置等）等部分组成。
高密度沉淀xx为污泥外循环高效澄清xx。
为了适应后续深度处理的需要，同时为了降低药耗，不在污泥回流管线上投加任何药剂。
在高密度沉淀池的适当位置，设置不同高度的水、泥采样口若干，以方便水、泥的取样化验。
污泥泵采用耐磨损、抗腐蚀材质制作的、适宜运送高浓度污泥的螺杆泵。
G,其他：
沉淀池后，设置盐酸投加/混合池，用于调节pH，混合池内应设在线pH计。
Ф2500×3500mm料仓1台，碳钢防腐