水处理的分离器—沉淀池.doc

水处理的分离器沉淀池 沉淀工艺在水处理中占据举足轻重的位置，本文主要论述常见的几种沉淀池及其工作原理。1 拦截沉淀池微絮凝拦截沉淀是一项新型的水处理工艺与技术，与传统沉淀原理不同的是，絮凝体在沉淀池的截留去除主要依靠拦截体对絮体颗粒的碰撞吸附、接触凝聚、聚集沉淀的多过程协同作用。拦截沉淀池正是基于该原理设计而成的高效沉淀工艺。在拦截沉淀池中，沿水流方向设置了一定长度与间距用一种特殊材料制成的拦截体，具有一定水平流速与沉速的絮凝体颗粒由于拦截体阻碍作用，其运动轨迹可能会发生两种变化：拦截体截留，形成接触吸附；由于拦截体对水流产生的强烈紊动作用使颗粒脱离原来水流流线，运动方向与速度发生变化，相邻流层中的絮体颗粒产生速度梯度而易结合凝聚。这种作用的实质是再絮凝作用，在拦截体初期运行时，其对絮凝体的截留吸附主要是通过三种方式实现的：重力沉降、颗粒外围水体尺度不等的涡旋造成絮体颗粒在三维空间的无规则运动而引起与拦截体的碰撞吸附以及絮体颗粒与拦截体的直接碰撞形成接触吸附。随着拦截过程的进行，拦截区絮体颗粒浓度逐步增大，逐渐形成接触凝聚区。在接触凝聚区内颗粒流速将滞后于沉淀池水平流速，这种滞后效应为微絮体再絮凝作用创造了良好的水利条件，同时利于拦截体碰撞沉淀、接触凝聚作用的发挥。絮体颗粒与拦截体的碰撞沉淀过程是在沉淀池拦截区三维空间内进行的。这种作用具有多向性和短距离特点，加之拦截体独特的水力特性和作用机理，所以拦截体对沉降性能差的微絮凝体颗粒具有良好的截留功能，这是拦截沉淀池比传统沉淀池具有高效除浊效果的主要原因。生产实践证明，拦截沉淀池是一种新型的高效沉淀工艺，同时具有投资少、出水好等特点，其独特的拦截性能在一定程度上弥补传统混凝沉底工艺的不足，并能承受较强流量及浊度冲击，拦截体对低温低浊水质具有良好的处理效能。当然，拦截沉淀也存在部分问题，如拦截体的材质，理想的拦截体应具有较强的抗腐蚀性、足够的比表面积供絮凝体颗粒附着、拦截体纤维要具备足够的强度及韧性。现在通用的拦截体为一种植物纤维经加工制成的绳状物，直径通常为34mm，但是，这种拦截体材料最显著的不足是耐腐蚀性较差，使用周期较短。2 小间距斜板沉淀池传统沉淀理论认为斜板、斜管沉淀池中水流处于层流状态。实际上，在斜管沉淀池中水流是有脉动效应的，这是因为当斜管中大的矾花颗粒与水发生相对运动会产生小旋涡，这些旋涡的产生与运动造成了水流的脉动。虽然，这些脉动对于大的矾花颗粒的沉淀无明显影响，但对小矾花颗粒的沉淀起到顶托作用，故此也就影响了出水水质。为了克服这一现象，抑制水流的脉动，研究者和设计人员发明了小间距斜板沉淀设备。这一设备有下面一些优点：沉淀面积与排泥面积相等，消除了普通斜管会产生的污泥堆积现象。对普通斜管来说，排泥面积只占其沉淀面积的一半，在特殊时期如高浊期、低温低浊期或加药失误期易造成污泥的堆积。堆积的污泥会增加污泥下滑的顶托力，从而进一步增加污泥堆积，产生了污泥堆积的恶生循环。当污泥堆积到一定程度时，由于上升流速的提高，可以把已积沉在斜管上的污泥卷起，使水质严重恶化。由于间距明显减少，矾花沉淀距离也明显变短，使更多小颗粒可以沉淀下来，而小矾花是否沉淀下来是决定沉淀池最终出水水质的关键因素。由于间距减少，水力阻力增大，使之成为水流在沉淀池中水力阻力的主要部分，这样可使沉淀池中流量更均匀，基本消除了池头池尾的差别，与普通斜管相比明显地改善了沉淀条件。图1 高密度沉淀池工艺示意图生产实践证明，小间距斜板沉淀池占地面积少而抗冲击负荷较强，沉淀池出水水质稳定，沉后浊度一般不超过3NTU，滤后浊度接近0NTU。3 高密度沉淀池高密度混凝沉淀池8在混凝段增设了导流筒，精简了池体结构，其主要由混合池、反应池、预沉池及沉淀一浓缩池组成。其工艺流程如图1所示，其工作原理为：通过污泥回流，并进行加药，使水中的悬浮物形成大的絮凝体，增大了絮凝体的密度和半径，也就增加了它的沉淀速度。利用高密度沉淀池，在水量一定的条件下，沉淀池容积大为减少且效果更好。浓缩污泥的外循环不仅保证了搅拌反应池的固体浓度，提高了进泥的絮凝能力，使形成的絮凝体更加均匀密实，而且采用了斜板沉淀原理，高效斜板的设置以及污泥的回流强化了絮凝过程。斜板沉淀池中可用于泥水分离的面积为普通沉淀池的数倍，其中包含了大量相对对流的沉淀单元。高密度沉淀池适用于占地面积紧张、工程造价费用低以及对现有水厂进行优化改建等水处理领域。由于我国各地区的水体水质不尽相同，该工艺在实际运行中还存在污泥成分及污泥浓度不易掌控、回流比需要调试设定等不足之处。随着我国城市建设的迅速发展，很多城市供水设施由于投资紧张，都严重滞后于城市的发展，造成很多城市缺水的局面。另外，水质污染、水土流失等因素的影响，传统工艺暴露出难以克服的问题，从而影响优质供