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污水处理设备的沉淀原理


污水处理设备废水中含有各种和样的杂质,如天然水体中含有大量细小的黏土颗粒,废水中含的藻类,细菌,细小的颗粒物等,这些杂质按其尺寸可分为三类,悬浮物胶体,以及分子和离子。大部分悬浮颗粒可通过颗粒与水的密度差,污水处理设备在外力(如重力,离心力,磁力等)的作用下进行分享,依靠重力对水中的悬浮物料进行分离是废水处理中一种重要的处理技术,在各类类型的废水处理系统中,重力分享几乎是不可缺少的,并且是在同一系统中可能多次采用的单元操作,其分离原理是利用废水中的悬浮物与废水的相对密度不同,使悬浮物在重力

当悬浮物的相对密度大于废水的相对密度时,在污水处理设备重力作用下,悬浮物下沉形成沉淀物,称之为沉降或沉淀。这种方法简单易行,一般适用于去除20-100um以上的颗粒。当悬浮物的相对密度小于废水的相对密度时,悬浮物上浮到水面,称这为自然上浮(或重力浮选)。若悬浮物的相对密度与废水的相对密度接近时,必湏通入空气或药剂进行机械搅拌,形成大量气泡,将悬浮物带至水面,这种强制上浮又称气或浮选。胶体不能直接用沉淀法去除,需要经

混凝处理后,使颗料尺寸变大,才能通过沉淀法去除。污水处理设备沉淀的原理与分类:

1重力沉降法是利用污水处理设备沉淀作用分离废水中悬浮固体的既简单又经济的方法,可去除废水中的砂粒,化学沉降物,化学混凝处理所形成的化学絮凝体和生物处理所形成的生物污泥,既可作为化学处理的生物处理的预处理,也可民认用于经学处理或生物处理后分离化学沉淀可分为四种基本类型,各类沉淀发生的水质条件。污水处理设备自由沉淀也称离散沉淀。颗粒在沉淀中呈离散状成,互不干扰其形状,尺寸等均在沉淀过程中不发生改变,不沉速度恒定,自由沉淀是一种无絮凝倾向或弱絮凝倾向的固体颗粒在稀溶液中沉淀。这种现象通常发生在污水处理设备中的沉淀池和初沉池的前期。

2絮凝沉淀

当水中悬浮物颗粒浓度不高,但具有絮凝性时,在沉淀过程中,颗粒相互干扰,其尺寸,质量均会随沉淀深度的增加而增大,沉速亦随深度而增加,这种现象通常发生在废水处理工艺中的初沉池后期,二沉池前期以及给水处理工艺中混凝沉淀单元。

3拥挤沉淀污水处理设备也称分层沉淀,成层沉淀,集团沉淀,当悬浮颗粒浓度较大时,每个颗粒在下沉过种程中都要受到周围其他颗粒的干扰,在清水与浑水之间,形成明显的交界面,但相对位置不变而成为一个整体覆盖并逐渐向下移动。这种现象主要发生在高浊水 的沉淀单元,活性污泥的二沉池等

4压缩沉淀

当悬浮颗粒浓度很高时,颗粒相互接触,相互去撑,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间的水被挤出界面,颗粒群被压缩,这种现象发生在沉淀池底部。

以上四种沉淀类型中,自由沉淀法的基础,沉淀池的理论分析与设计都是基于自由沉淀的

水处理中遇到大多数颗粒,如给水处理中矾花,污水中的许多悬浮物质,活性污泥等,都属于絮凝性颗粒,由于絮凝沉淀沉速过程中逐渐加快,其颗粒的去除率略高于自由沉淀,对于絮凝沉淀,污水处理设备一般仍按自由沉淀对沉淀池进行分析与设计

拥挤沉淀理论在给水处理中主要用于高浊度水源水(如黄河水)的预沉淀。压缩沉淀主要用于污泥浓缩池的设计,在有关的实际设计中,需要增加固体通时设计参数来体现拥挤沉淀和压缩沉淀的设计要求污水处理设备此外,近年来在国外的水处理中还发展了一种压沉淀法,该工艺是在混凝过程中向水中加入一定量的沉淀核心,一般用0.1mm左右的细砂,以形成很重的矾花絮体,在后续的沉淀分离,沉泥中所含细砂经过水力旋流分离后再重复使用。

拥挤沉淀污水处理设备当原水中悬浮物浓度较高时,在沉降过种中会产生颗粒彼此干扰的拥挤沉淀现象。

发生这种沉淀现象的颗粒可以是混凝后在矾花,也可以是曝气池的活性污泥,或者高浊度水中的泥砂,一般地,当矾花浓度达到2-3g/l以上,或活性污泥含量达1g/l以上,或泥性污泥含量达1g/l以上,或泥砂含量达5g/l以上时,将会产生拥挤沉淀现象,拥挤沉淀的特点是;在沉淀过程中,会出现一个清水和浑水的交界面,沉淀过程也就是交界面的沉过程,因此又称为分层沉淀。

实际运行的沉淀池与理想沉淀池是有区别的,造成实际沉淀池偏离理想沉淀池状态的主要因素包括水流状态和颗粒的凝聚作用

1水流状态对沉淀效果的影响

在理想沉淀池中,假定水流稳定,流速均匀分布,其理论水力停留时间,但在实际沉淀池中,水力停留时间是偏离现想沉淀池,表现在一部分水流通过沉淀区的时间小于t0,而另一部分水流则大于t0,这种现象称为短流,污水处理设备造成短流的主要原因有:

1沉淀池进口与出口构造的局限使水流在整个断面上分布不均匀,横向速度分布不均比竖向速度分布不均更使沉淀效率降低,污水处理设备沉淀池部分区域还存在死区。

2由于水温变化及悬浮物浓度的变化,进入的水可能在池内形股流,如当污水处理设备进水温度比池内低,进水密度比池内时,形成潜流,相反,则出现浮流,潜流和浮流都使池内容积未能被充分利用。

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