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通常将初次沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式及斜板管式四种。沉淀效果决定于沉淀池中水的流速和水在池中的停留时间。为了提高沉淀效果,减少用地面积,多采用蜂窝斜管异向流沉淀池、加速澄清池、脉冲澄清池等。

混凝沉淀池是给排水中沉淀池的一种。混凝过程是工业用水和生活污水处理中基本也是为重要的处理过程,通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂),使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体,然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力,不能吸附悬浮物,还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附,体积增大而下沉。

一、混凝沉淀原理

在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后予以分离除去的水处理法。混凝沉淀法在水处理中的应用是非常广泛的,它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标,又可以去除多种有毒有害污染物。沉淀池由反应区和澄清区两部分组成。反应区包括混合反应区和推流反应区;澄清区包括入口预沉区、斜管沉淀区及浓缩区。

  在混合反应区内,靠搅拌器的提升混合作用完成泥渣、药剂、原水的快速凝聚反应,然后经叶轮提升至推流反应区进行慢速絮凝反应,以结成较大的絮凝体。整个反应区(混合和推流反应区)可获得大量高密度均质的矾花,这种高密度的矾花使得污泥在沉淀区的沉降速度较快,而不影响出水水质。

  在澄清区,矾花慢速地从预沉区进入到沉淀区使大部分矾花在预沉区沉淀,剩余矾花进入斜管沉淀区完成剩余矾花沉淀过程。矾花在沉淀区下部累积成污泥并浓缩,浓缩区分为两层,一层位于排泥斗上部,经泵提升至反应池进水端以循环利用;一层位于排泥斗下部,由泵排出进入污泥处理系统。澄清水通过集水槽收集进入后续处理构筑物。

二、斜管沉淀池

斜管沉淀池结构与一般沉淀池相同,是由进口、沉淀区、出口与集泥区四个部分组成,只是在沉淀区设置有许多斜管或斜板。根据浅池原理,在沉淀池有效容积一定的条件下。沉淀池面积越大,沉淀池的沉淀效率就越高,与沉淀时间没有关系;沉淀池越浅,沉淀时间就越短。斜管填料式沉淀池的沉淀区是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄层,体现了浅池原理。适用于城市污水的初沉池。

1、斜管沉淀器设计参数:

  (1)斜管(板)之间间距一般不小于50mm,斜管(板)长一般在1.0~1.2m左右;

  (2)斜管的上层应有0.5-1.0m的水深,底部缓冲层高度为1.0m。斜管(板)下为废水分布区,一般高度不小于0.5m,布水区下部为污泥区;

  (3)池出水一般采用多排孔管集水,孔眼应在水面以下2cm处,防止漂浮物被带走;

  (4)废水在斜管内流速视不同废水而定,如处理生活污水,流速为0.5~0.7mm/s。

  (5)斜管(板)与水平面呈60°角,斜管孔径一般为80~100mm。

 2、斜管沉淀器用途

  斜管沉淀器既可以作为气浮法,升华法等水工艺的配套设备,也可以单级处理多种污水。例如:

  1、电镀废水中含多种金属离子的混合废水、铭、铜、铁、锌、镍等去除率均在90%以上,一般电镀废水经处理后均可达到排放标准。

  2、煤矿、选矿废水可使浊度在500-1500毫克/升降至5毫克/升。

  3、印染、漂染等废水色度去除率70~90%,COD去除50~70%。

  4、制革、食品等行业废水大量有机质的去除,COD去除率50~80%,杂质固体去除率90%以上。

  5、化工废水的COD去除率60~70%,色度去除60~90%,悬浮物达排放标准。

三、平流式沉淀池

平流式沉淀池表面形状一般为长方形,水流在进水区经过消能和整流进入沉淀区后,缓慢水平流动,水中可沉悬浮物逐渐沉向池底,沉淀区出水溢过堰口,通过出水槽排出池外。其基本要求如下:

(1)平流式沉淀池的长度多为30-50m,池宽多为5-10m,沉淀区有效水深一般不超过3m,多为2.5-3m。为保证水流在池内的均匀分布,一般长宽比不小于4,长深比为8-12。

(2)采用机械刮泥时,在沉淀池的进水端设有污泥斗,池底的纵向污泥斗坡度不能小于0.01,一般为0.01-0.02.刮泥机的行进速度不能大于1.2m/min,一般为0.6-0.8m/min。

(3)水平流速是只水流在池内流动的速度,平流式沉淀池作为初沉池时,最大水平流速为7mm/s,表面负荷为作为二沉池时,最大水平流速为5mm/s。

(4)入口要有整流措施,常用的入流方式有溢流堰-穿孔整流墙(板)式、底孔入流-挡板组合式、淹没孔入流-挡板组合式和淹没孔入流-穿孔整流墙(板)组合式等四种。使用穿孔整流墙时整流墙上的开孔总面积为过水断面的6%-20%,孔口处流速为0.15-0.2m/s,孔口应当作为渐扩形状。

(5)在进出口处均应设置挡板,高出水面0.1-0.15m。进口出挡板淹没深度不应小于0.25m,一般为0.5-1m;出口出挡板淹没深度一般为0.3-0.4m。进口处挡板距进水口0.5-1.0m,出口出挡板距出水堰板0.25-0.5m。

(6)平流式沉淀池容积较小时,可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗内,也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥时,泥斗平面呈方形或近似方形的矩形,排数一般不能超过两排。大型平流式沉淀池一般都设置刮泥机,将池底污泥从出水端刮向进水端的污泥斗,同时将浮渣刮向出水端的集渣槽。

(7)平流式沉淀池非机械排泥时缓冲层高度为0.5m,使用机械排泥时缓冲层上缘应高出刮泥板0.3m。

四、竖流式沉淀池

竖流式沉淀池池体呈圆形或方形,污水从中心管的进口进入池中,通过反射板的阻拦向四周分布于整个水平断面上,缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中,上清液则由池顶四周的出水堰口溢流到池外。竖流式沉淀池基本要求如下:

(1)为保证池内水流的自下而上垂直流动、防止水流呈辐流状态,圆池的直径或方形的边长与沉淀区有效水深的比值一般不大于3,池子的直径一般为4-7m,大不超过10m。圆池直径或方形池边长D≤7m时,沉淀出水沿周边出水;≥7m时,应增加辐射式集水支渠。

(2)水流在竖流式沉淀池内的上升流速为0.5-1mm/s,沉淀时间为1-1.5h。中心管内的流速一般应大于100mm/s,其下出口处设喇叭口或反射板。反射板底距泥面至少0.3m,喇叭口直径及高度均为中心管直径的1.35倍,反射板直径为喇叭口直径的1.3倍,反射板表面与水平面的倾角为17°。

(3)喇叭口下沿距反射板表面的缝隙高度为0.25-0.5m,作为初沉池时缝隙中的水流速度应不大于30mm/s,作为二沉池时缝隙中的水流速度应不大于20mm/s。

(4)锥形贮泥斗的倾角为45°-60°,排泥管直径不能小于200mm,排泥管口与池底的距离小于0.2m,敞口的排泥管上端超出水面不能小于0.4m。浮渣挡板淹没深度0.3-0.4m,高出水面0.1-0.25m,距集水槽0.25-0.5m。