工业污水处理物理法——沉淀（上）

      （一）沉淀的功能和原理

      废水中密度大于水的悬浮物可以在重力的作用下，通过沉降作用得以分离。通过这种作用去除废水中悬浮物的方法称为沉淀法。沉降法的主要去除对象是悬浮液中粒径在10μm以上的可沉固体，即在2h左右的自然沉降时间内能从水中分离出去的悬浮固体。沉淀法通过对废水中这些颗粒物的去除，一不仅降低了废水中污染物的浓度，同时对保证整个废水处理系统的正常运行也起到了重要作用。沉淀过程简单易行，分离效果较好，是水处理的重要过程之一，几乎是所有水处理过程不可缺少的基本单元之一。在实际应用中，进行重力沉降吩分离的构筑物有以下两种：①沉砂池；②沉淀池。

      （二）沉砂池的常见类型

      我们先来说说沉砂池。沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，就是将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流走。沉砂池可分为以下三种：①平流沉砂池；②曝气沉砂池；③旋流沉砂池。

      2.1平流沉砂池

      平流沉砂池实际上是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当污水流过时，由于过水断面增大水流速度下降，污水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉，从而达到分离无机颗粒的目的。

      平流式沉砂池具有工作稳定、构造简单的特点。池的上部近似于一个加宽了的明渠，两端设有闸门D控制水流，在池的底部设置1~2个贮砂斗，下接排砂管，可利用重力排砂，也可用射流泵或螺旋泵排砂。

      平流沉砂池运行操作主要是控制污水在池内的水平流速和停留时间。运行时，采用的主要参数如下：

      (a) 池内水平流速最大为0.30m/s，最小应为0.15 m/s;

      (b) 在池内停留时间一般为30~60s，最大流量时停留时间不应小于30s；

      (c) 有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。

      水流流速的具体控制取决于沉砂粒径的大小。若沉砂组成以大砂砾为主，水平流速应大些，使有机物沉淀最少；反之必须放慢流速才可以使砂粒沉淀下来，这时大量有机物也随即一起沉淀下来。具体到每个单位沉砂池流速的最佳范围，运行人员应根据实际运行的除砂率和有机物沉淀情况确定。

      2.2曝气沉砂池

      普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有约15%的有机物，增加后续处理难度。采用曝气沉砂池可以在一定程度上克服此缺点。

      曝气沉砂池是一长型渠道，池表面呈矩形，池底一侧有0.1-0.5的坡度，坡向另一侧的集砂槽，曝气装置设在集砂槽侧，距池底0.6~0.9m，使池内水流作旋流运动，无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物除去。由于旋流产生的离心力，把比重较大的无机物颗粒甩向外层而下沉，比重较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。可使沉砂中的有机物含量低于10%，称为清洁沉砂。另外由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡、加速污水中油类的分离等作用。

      曝气沉砂池的运行操作主要是控制污水在池中的旋转流速和旋转圈数。一般运行参数采用如下：

      （a）曝气沉砂池的水流在流量最大时的停留时间为1~3min，水平流速为0.1m/s;

      （b）空气量应保证池中水的旋转速度在0.3m/s左右，处理每立方米污水的曝气量为0.1~0.2m空气，有效水深为2~3m，宽深比为1：1.5。

       旋转速度与砂粒粒径相关，粒径越小，需要的旋转速度越大；旋转速度也不能太大，否则沉下的砂砾会重新泛起。旋转速度与沉砂池的几何尺寸、扩散器的安装位置和曝气强度等因素有关。旋转圈数与曝气强度及污水在池内的水平流速有关，曝气强度越大，旋转圈数越多，沉砂效率越高；反之沉砂效率降低。旋转速度和旋转圈数这两个参数在正常运行中不易测量，通常采用曝气强度作为控制指标。

      2.3旋流沉砂池

      旋流沉砂池是一种利用机械外力控制水流的流态与流速，加速砂粒的沉淀，并使有机物随水流走的沉砂装置。旋流沉砂池的结构如图3-9所示。在旋流沉砂池中，污水由流入口沿切线方向进入沉砂区，利用转盘和斜坡式叶片的旋转作用产生离心力，使部芬砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剥落下来的有机物则回到污水中。通过调节转盘和叶片的转速，可以调节沉砂效果。

      旋流沉砂池具有池型简单、占地小、运行费用低、除砂效果好等优点。旋流沉砂池的排砂目前采用两种形式：一种是靠砂泵排砂，其优点在于设备少、操作简便，但砂泵的磨损问题较严重；另一种是通过压缩空气气提排砂，其优点在于系统可靠、耐用，但设备相对较多。

      旋流沉砂池为圆形，采用切线方向进水、切线方向出水。进水流速一般为1m/s，水力停留时间约为1min。

      2.4.沉砂池的运行管理

      （1）在沉砂池的前部，一般都设有细格栅，细格栅上的垃圾应及时清捞。

      （2）在一些平流沉砂池上常设有浮渣挡板，挡板前浮渣应每天清捞。

      （3）沉砂池的最重要操作是及时排砂。对于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。

      （4）排砂机械应经常运转，以免积砂过多引起超负荷，排砂机械的运转间隔时间应根据砂量及机械的能力而定。排砂间隙过长，会堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂机械。排砂间隙过短会使排砂量增大，含水率增高，使后续处理难度增大。用重力排砂时，排砂管堵塞，可用气泵反冲洗，疏通排砂管。

      （5）曝气沉砂池的空气量应每天检查和调节，调节的依据是空气计量仪表。如果没有空气计量仪表，可测表面流速。若发现情况异常（如曝气变弱），应停车排空检查。清理完毕重新投运，先通气后进水（防止砂粒进入扩散器）。

      （6）每周都要对进、出水闸门及排渣闸门进行加油、清洁保养，每年定期油漆保养。

      （7）沉渣应定期取样化验。主要项目有含水率及灰分，沉渣量也应每天记录。

      （8）刚排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁边应设集砂池。集砂池的墙从上到下有算水孔或缝，用竹算或带孔塑料板挡住，水分通过小孔或缝流走，含水率可降到60%-70%。沉渣用于填注或放于空地。

      （9）沉砂池由于截留大量易腐败的有机物质，恶臭污染严重，特别是夏季，恶臭强度很高，操作人员一定要注意，不要在池上工作或停留时间太长，以防中毒。堆砂处应用次氯酸钠溶液或双氧水定期清洗。

      结语：

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