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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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?。由于進(jìn)水不均勻會(huì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(huì)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(huì)逐漸積累，再滑落至氧化溝內(nèi)周而復(fù)始。相對(duì)于過渡區(qū)對(duì)上升水流的阻力而言，懸浮污泥層的動(dòng)態(tài)變化對(duì)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?zèng)Q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(dòng)態(tài)污泥懸浮層的存在，水中的顆粒有充分的機(jī)會(huì)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(dòng)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(dòng)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(duì)斜板的沖擊影響與混合液的能量及分布的均勻性有關(guān)。