斜板沉淀池分離效果

斜板沉淀池內(nèi)流態(tài)與固液分離效果

     斜板沉淀池內(nèi)的流態(tài)，共分為4個(gè)區(qū)：主流區(qū)、過渡區(qū)、斜板區(qū)和清水區(qū)。

一：主流區(qū)

主流區(qū)即位于沉淀池底部的氧化溝混合液的流動區(qū)，其主要作用是傳輸待分離的混合液進(jìn)入沉淀池，沉淀后的污泥又經(jīng)此進(jìn)入氧化溝中隨混合液繼續(xù)循環(huán)。為防止氧化溝內(nèi)混合液中污泥沉積，其混合液平均流速取0.35 m/s。設(shè)有沉淀池的廊道的過水?dāng)嗝婷娣e為0.03m2；在沉淀池處，由于其占據(jù)一定的斷面，因此過水?dāng)嗝婷娣e減小至0.0175m2。根據(jù)物料平衡原理，沉淀池底部主流區(qū)內(nèi)混合液的平均流速為0.6 m/s。此時(shí)水流除水平流速外，還有上、下、左、右的脈動分速，且伴有小的渦流體，屬紊流狀態(tài)，在一定程度可使密度不同的水流較好地混合。為使顆粒沉淀，在進(jìn)入沉淀池斜板區(qū)之前必須降低雷諾數(shù)以利于顆粒的沉降。

二：過渡區(qū)

　　位于斜板下部的雙層穿孔板的作用是消能和調(diào)整流態(tài)，稱為過渡區(qū)。當(dāng)混合液流徑過渡區(qū)時(shí)，由于穿孔板的阻力和孔徑的放大，向上的流速降低和水流本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦流使混合液的能量迅速降低。斜板沉淀池作為二沉池的表面負(fù)荷一般為4～6 m3/(m2·h)，相應(yīng)的斜板區(qū)內(nèi)水流上升速度也為1.11～1.67 mm/s。過渡區(qū)消能作用可以用主流區(qū)和斜板區(qū)的動能比值表示。

 若拆除過渡區(qū)雙層穿孔板，不能消除混合液進(jìn)入斜板區(qū)帶有的較大動能，污泥嚴(yán)重上翻，固液分離效果極差，出水中SS高達(dá)300 mg/L。

過渡區(qū)的作用還包括均勻進(jìn)水和作為污泥回流的通道起著雙向傳輸?shù)淖饔谩Ｓ捎谶M(jìn)水不均勻會使部分斜板負(fù)荷高而其他斜板負(fù)荷低，造成局部積泥、出水SS升高。沉淀池底部主流區(qū)內(nèi)混合液的平均流速為0.6 m/s，是獨(dú)立設(shè)置在斜板沉淀池底部過渡區(qū)中水流速度(10～25 mm/s)的20～50倍，因此雙層穿孔板對保證配水均勻是必不可少的。

三：斜板區(qū)

　　斜板區(qū)是污泥與水分離的實(shí)際區(qū)域，即工作區(qū)。污泥絮凝體在這里形成并在重力作用下沉降到斜板上，澄清后的污水進(jìn)入清水區(qū)。在過渡區(qū)形成的污泥顆粒絮凝體在不斷上升的水流帶動下進(jìn)入斜板沉淀區(qū)，在斜板上與重力平衡時(shí)形成的動態(tài)污泥懸浮層相遇，使不斷上涌的混合液中污泥顆粒被捕獲和過濾。懸浮污泥層的厚度是變化的，當(dāng)厚度達(dá)到一定程度時(shí)，重力足以抵抗摩擦力，污泥層就會下沉到氧化溝中進(jìn)入主流區(qū)。此后，從斜板上下滑的污泥層又會逐漸積累，再滑落至氧化溝內(nèi)周而復(fù)始。相對于過渡區(qū)對上升水流的阻力而言，懸浮污泥層的動態(tài)變化對整個(gè)污泥沉降過程沒有太大的影響，試驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。從理論上講，沉淀池的出水效率在很大程度上由混合液的上升流速和污泥沉速決定，只有當(dāng)污泥沉速大于上升流速時(shí)，沉淀才能發(fā)生。但由于動態(tài)污泥懸浮層的存在，水中的顆粒有充分的機(jī)會和活性污泥懸浮層的顆粒碰撞凝聚，其沉速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同條件下的靜態(tài)沉速，從而可以提高上升水流速度或產(chǎn)水量。

　　斜板間的污水流動狀態(tài)理論上應(yīng)為層流，其雷諾數(shù)為15。斜板之間的流動狀態(tài)并不是完全的層流，從過渡區(qū)上升的旋渦流還需要一段時(shí)間和距離才能擴(kuò)散和穩(wěn)定，因此只能說斜板區(qū)的中、上部水流處于層流狀態(tài)。過渡區(qū)上升旋渦流對斜板的沖擊影響與混合液的能量及分布的均勻性有關(guān)。