工业污水处理物理法——沉淀（中）

      （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）沉淀池的组成

      本章我们再来聊聊沉淀池。沉淀池由以下4个功能区组成：①流入区；②沉降区；③流出区；④污泥区。

      ①流入区的作用是进行配水。

      ②沉降区是可沉颗粒与水分离的区域。

      ③流出区的作用是进行集水，流入区和流出区使水流均匀地分布在各个过流断面，为提高容积利用系数和固体颗粒的沉降效果提供尽可能稳定的水力条件。

      ④污泥区是污泥贮存、浓缩和排放的区域。

      （三）沉淀池的常见类型

      根据沉淀池在生物处理系统中所处的位置，可分为初次沉淀池和二次沉淀池两种。前者设于生物处理前，后者设于生物处理后，用于沉淀活性污泥或脱落生物膜。城镇污水处理厂的初次沉淀池和二次沉淀池的结构和运行管理在第五章中进行详细介绍。

      根据水流方向，沉淀池可以分为以下4种类型：①平流式；②竖流式；③辐流式；④斜板（管）式。

      ①平流式沉淀池

      平流式沉淀池型呈长方形，水是按水平方向流过沉降区并完成沉降过程的。废水由进水格经淹没孔口进入池内。在孔口后面设有挡板或穿孔整流墙，用来消能稳流，使进水沿过流断面均匀分

布。人流处的挡板一般高出池水水面0.1~0.15m，挡板的浸排泥没深度不应小于0.25m，并距进水口0.5-1.0m。

      在沉淀池末端设有溢流堰（或淹没口）和集水槽，澄清水溢过堰口，经集水槽排出。在溢流堰前也设有挡板，用以阻挡浮渣，浮渣通过可转动的排渣管收集和排除。溢流堰常采用锯齿形三角堰，水面位于齿高的1/2处。为了减少负荷、改善出水水质，溢流堰可采用多槽沿程布置。出流挡板入水深0.3~0.4m，距溢流堰0.25~0.5m。

      池体下部靠进水端有泥斗，斗壁倾角为50°~60°，池底以0.01~0.02的坡度坡向泥斗。当刮泥机的链带由电机驱动缓慢转动时，嵌在链带上的刮泥板就将池底的沉泥向前推入泥斗，而位于水面的刮板则将浮渣推向池尾的排渣管。泥斗内设有排泥管，开启排泥阀时，泥渣便在静水压力作用下由排泥管排出池外。排泥的水净压力大于1.5m，排泥管直径通常不小于200mm。为保证沉人池底和泥斗中的泥不再浮起，缓冲区深度为300~500mm。为了不设置机械刮泥设备，可采用多斗式沉淀池，在每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰。

      平流式沉淀池的沉淀区有效水深一般为2~3m，废水在池中停留时间为1~2h，表面负荷1~3m/h,水平流速一般不大于5mm/s。为了保证废水在池内分布均匀，池长与池宽比以4~5为宜。平流式沉淀池的主要优点是：有效沉淀区大，沉淀效果好，造价较低，对废水流量的适应性强。缺点是占地面积大，排泥较困难。

      ②竖流式沉淀池

      竖流式沉淀池可以是圆形或正方形。直径或边长为4~7m，一般不大于10m。沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。图3-11为圆形竖流式沉淀池。污水从中心管自上而下流入，经反射板折向上升，澄清水由池四周的锯齿堰溢入出水槽。出水槽前设挡板，用来隔除浮渣。污泥斗倾角45°~60°，污泥靠静水压力h由污泥管排除。

      中心管内的流速口不宜大于100mm/s，末端设喇叭口及反射板，起消能及折水流向上的作用。污水从喇叭口与反射板之间的间隙流出的速度不应大于40mm/s。另外为了保证水流自下而上作垂直流动，径深比D：h2≤3：1。

      竖流式沉淀池的优点是：排泥容易，不必设置机械刮泥设备，占地面积小。其缺点是造价高、单池容量小，池深大，施工困难，一般适用于中小型污水处理厂。

      ③辐流式沉淀池

      辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径（或边长）为6 60m，最大可达100m。池周水深为1.5-3m，用机械排泥，池底坡度一般为0.05。辐流式沉淀池可用作初次沉淀池或二次沉淀池。为中心进水，周边出水，中心传动排泥。为了使布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%~20%。出水堰亦采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。

      刮泥机由桁架及传动装置组成。当池径小于20m时，采用中心传动；当池径大于20m时，采用周边传动。转速为1~1.5m/min（周边线速），将污泥推入污泥斗。然后用静水压力或污泥泵排除。

      辐流式沉淀池的优点是：建筑容量大，采用机械排泥，运行较好，管理简单。其缺点是池中水流流速不稳定，机械排泥设备复杂，造价高。这种池型适用于处理水量大的场合。

      ④斜板（管）式沉淀池他利更大，4-6倍60效来

      斜板（管）式沉淀池是根据浅层沉降原理设计的新型沉淀池。与普通沉淀池比较，它具有容积利用率高和沉降效率高的优点。

      如前所述，池长为L，池深为H，池中水平流速为v，颗粒沉速为u0的沉淀池中，在理想状态下u0＝v（H/L），当L与v不变时，池深H越浅，u0越小，说明可被沉淀去除的悬浮物颗粒也越小。若用水平隔板,将H分为三等层，每层深H/3。在u0与v不变的条件下，只需L/3，就可将沉速为u0的颗粒去除，总容积可减小到1/3。如果池长L不变，由于池深为H/3，水平流速可增加3倍。仍能将沉速为u0的颗粒沉淀掉，处理能力可提高3倍。把沉淀池分成n层就可把处理能力提高n倍。这就是浅层沉淀理论。

      斜板（管）式沉淀池就是通过在沉淀池中设置斜板（管），达到浅层沉淀的目的。水从斜板之间或斜管内流过，沉淀在斜板（斜管）底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜板倾角通常按污泥的滑动性及其滑动方向与水流方向是否一致来考虑，一般取30°~60°。为了安装和检修的方便，通常将许多斜板或斜管预制成模块，然后安装在沉淀池内。

      这种沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔式中途集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。沉降区高度大多为0.6-1.0m，入流、出流区高度分别为0.6~1.2m 和0.5~1.0m。为防止水流短路，须在池壁与斜板或斜管体间隙处安装阻流板。

      斜板和斜管体常用薄塑料板压膜和黏结制成。斜板可用平板或波纹板。斜管断面有正六边形、菱形、圆形和正方形，其中以前两种最为常用。

      斜板沉淀池按水流方向，可分为上向流（又称异向流）、平向流（又称侧向流）、下向流（又称同向流）三种。斜管沉淀池只有上向流与下向流两种。

      异向流斜板（管）长度通常采用1~1.2m，倾角60°，板间垂直间距一般为0.08~0.12m，缓冲层高度一般采用0.5~1.0m。同其他沉淀池相比，斜板（管）式沉淀池可以减少池深，缩短沉淀时间，减少沉淀池的体积，提高沉淀效率。但存在以下一些缺点：造价较高；斜板（管）上部在日光照射下会大量繁殖藻类，导致污泥量增加，板间易积泥，不宜用于处理黏性较高的泥渣。

      结语：

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