|
斜板沉淀在污水處理中的應(yīng)用斜板沉淀在污水處理中的應(yīng)用 河南浩輝環(huán)?萍加邢薰玖私獾揭粋(gè)案例,某個(gè)行業(yè)廢水的污水處理項(xiàng)目中,環(huán)保公司把二沉池設(shè)計(jì)小了,導(dǎo)致污泥沒有足夠的沉降時(shí)間跑泥,因?yàn)闆]有辦法從土建方面下手,只能從沉淀方面考慮,最終方案是安裝斜板來增加污泥的沉降性,其實(shí),斜管(板)沉淀比較適合低SS的廢水,高濃度的活性污泥使用斜管(板)沉淀后期可能出現(xiàn)一些問題,最主要的原因是因?yàn)榛钚晕勰嗟恼扯容^大,容易粘附在斜板上,影響沉淀效果甚至可能堵塞斜板,這也是很多用斜管(板)沉淀池的小伙伴最頭疼的問題。在設(shè)計(jì)規(guī)范上斜管(板)沉淀最適合的工藝是生物膜法。本文具體介紹一下斜管(板)沉淀的知識。 1、斜管(板)沉淀的原理 根據(jù)淺池原理,在沉淀池有效容積一定的條件下。沉淀池面積越大,沉淀池的沉淀效率就越高,與沉淀時(shí)間沒有關(guān)系;沉淀池越淺,沉淀時(shí)間就越短。斜管填料式沉淀池的沉淀區(qū)是由一系列平行的斜板或斜管把水流分隔成薄層,體現(xiàn)了淺池原理。 斜板斜管沉淀池的特點(diǎn)是: (1)利用了層流原理,水流在板間或管內(nèi)流動,水力半徑很小,所以雷諾數(shù)較低,一般情況下,雷諾數(shù)Re在200左右,水流呈現(xiàn)層流狀態(tài),對沉淀極為有利,斜管內(nèi)水流的弗勞德數(shù)約在1*10^-3~1*10^-4之間,水流呈穩(wěn)定狀態(tài)。 (2)增加了沉淀池的面積,使沉淀效率提高。當(dāng)然,由于斜板的具體布置、進(jìn)出水的影響及板或管內(nèi)流態(tài)的影響等,處理能力不可能達(dá)到理論倍數(shù)。實(shí)際提高的沉淀效率與理論沉淀效率比稱為有效系數(shù)。 (3)縮短了顆粒沉淀距離,使沉淀時(shí)間大大縮短。 (4)斜板或斜管填料內(nèi)絮狀顆粒的再凝聚,促進(jìn)了顆粒進(jìn)一步長大,提高了沉淀效率。 2、斜管填料沉淀池的結(jié)構(gòu) 斜管斜板式沉淀池的結(jié)構(gòu)與一般沉淀池相同,是由進(jìn)口、沉淀區(qū)、出口與集泥區(qū)四個(gè)部分組成,只是在沉淀區(qū)設(shè)置有許多斜管或斜板。圖1為斜管式沉淀池的典型結(jié)構(gòu)。 在斜板斜管沉淀池中,按照水流流過斜板的方向,可分為上向流、下向流和平向流三種,如圖2所示。水流由下向上通過斜管或斜板,沉淀物由上向下,它們的方向正好相反,這種形式稱作上向流(也稱異向流)。水流向下通過斜管或斜板與沉淀。 斜管沉淀池水流方向物的流向相同,這種形式稱作下向流(也稱同向流)。水流以水平方向流動的方式,稱為平向流(也稱橫向流,僅適用于斜板)。 1.進(jìn)水區(qū) 水流從水平方向進(jìn)入沉淀池,進(jìn)水區(qū)主要有穿孔墻,縫隙墻和下向流斜管進(jìn)水等形式,使水流在池寬方向上布水均勻,其要求和設(shè)計(jì)布置與平流式沉淀池相同。為了使上向流斜管均勻出水,需要在斜管以下保持一定的配水區(qū)高度,并使進(jìn)口斷面處的水流速度不大于0.02-0.05m/s。 2.斜板斜管的傾斜角 斜板與水平方向的夾角稱為傾斜角,傾斜角a越小,截留速度u0越小,沉降效果越好,但為使污泥能自動滑下排泥通暢,a值不能太小,對上向流斜板、斜管沉淀池,a一般不小于55°-60°。對下向流斜板、斜管沉淀池因排泥比較容易,一般不小于30°-40°。 3.斜板斜管的形狀與材質(zhì) 為了充分利用沉淀池的有限容積,斜板、斜管都設(shè)計(jì)成截面為密集形的幾何圖形,其中有正方形、長方形、正六邊形和波紋形等。為了便于安裝,一般將幾個(gè)或幾百個(gè)斜管組成一個(gè)整體,作為一個(gè)安裝組件,然后在沉淀區(qū)安放幾個(gè)或幾十個(gè)這樣的組件。斜板斜管的材料要求輕質(zhì)、堅(jiān)牢、無毒、價(jià)廉。目前使用較多的有紙質(zhì)蜂窩、薄塑料板等。蜂窩斜管可以用浸漬紙制成,并用酚醛樹脂固化定形,一般做成正六邊形,內(nèi)切圓直徑為25mm。塑料板一般用厚0.4mm的硬聚氯乙烯板熱壓成形。 4.斜板的長度與間距 斜板斜管的長度越長,沉降效率越高。但斜板斜管過長,制作和安裝都比較困難,而且長度增加到一定程度后,再增加長度對沉降效率的提高卻是有限的。如果長度過短,進(jìn)口過渡段(進(jìn)口過渡段指水流由斜管進(jìn)口端的紊流過渡到層流的區(qū)段)長度所占的比例增加,有效沉降區(qū)的長度相應(yīng)減少,斜管過渡段的長度大約為100-200mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),上向流斜板長度一般為0.8-1.0m,不宜小于0.5m,下向流為2.5m左右。在截面速度不變的情況下,斜板間距或管徑越小,管內(nèi)流速越大,表面負(fù)荷也就越高,因此池體體積可以相應(yīng)減少,但斜板間距或管徑過小,加工困難,而且易于堵塞。目前在給水處理中采用的上向流沉淀池,斜板間距或管徑大致為50-150mm,下向流斜板沉淀池的斜板間距為35mm。 5.出水區(qū) 為了保證斜板斜管出水均勻,出水這中集水裝置的布置也很重要。集水裝置由集水支管和集水總渠組成。集水支槽有帶孔眼的集水槽、三角鋸齒堰、薄型堰和穿孔管等形式。斜管出口到集水孔的高度(即清水區(qū)高度)與集水支管之間的間距有關(guān),應(yīng)滿足下式:h≥√3/2L式中:h為清水區(qū)高度,m;L為集水支管之間的間距,M。一般L的值為1.2-1.8m,所以h為1.0-1.5m。 6.顆粒的沉降速度u0 斜板間內(nèi)的水流速度與平流式沉淀池的水平流速基本相當(dāng),一般為10-20mm/s。當(dāng)采用混凝處理時(shí)u0=0.3-0.6mm/s。 3、斜管(板)沉淀池設(shè)計(jì)要點(diǎn) 異向流、同向流斜管斜板的某些數(shù)據(jù) 異向流斜管沉淀池設(shè)計(jì)要點(diǎn):要求原水濁度長期低于1000度;斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷可采用9.0~11.0m3/(h·m2);管徑為25~35mm,管長為1m;水平傾角采用60°;斜管上部清水區(qū)保護(hù)高度不宜小于1.5m。 同向流斜板沉淀池設(shè)計(jì)要點(diǎn):同向流斜板沉淀池適用于渾濁度長期低于200度的原水;斜板沉淀區(qū)游人面負(fù)荷,應(yīng)根據(jù)原水情況及相似條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)資料確定,一般可采用30~40m3/(h·m2);斜板間距為35mm;斜板長度為2.0~2.5m,排泥區(qū)斜板長度不小于0.5m;沉淀區(qū)斜板傾角為40°,排泥區(qū)斜板傾角為60°。 4、斜管(板)影響因素及常見問題 斜管沉淀池是目前廣泛使用的污水物化處理工藝。本文針對實(shí)際應(yīng)用所遇到的問題,如沉淀池進(jìn)口布水不均勻,污泥斗被堵死,礬花上浮等致使出水水質(zhì)下降,通過分析原因,提出了相應(yīng)的解決方案。 1、影響斜板、斜管沉淀效果的因素: 1) 斜板、斜管中部為層流,進(jìn)口段和出口段受進(jìn)出、水影響,存在干擾; 2) 斜板、斜管中水流穩(wěn)定性較好,有利于提高沉淀效果; 3) 由于沉淀距離和沉淀時(shí)間都很短,要求進(jìn)入沉淀池前有充分的絮凝; 4) 渾水異重流對上向流的影響最小,上向流適用于高濁度水、下向流適用于很低濁度水 2、出水濁度超標(biāo) 分析原因 (1)斜管沉淀池進(jìn)口處布水不均勻,在進(jìn)水口附近,液體的運(yùn)動會出現(xiàn)嚴(yán)重的湍流或進(jìn)水速度快,致使進(jìn)口處局部液體流動速度極大,使原來在斜管上沉積下的污泥再度泛起; (2)局部出現(xiàn)“短流”現(xiàn)象,使絮體的穩(wěn)定性受到影響,導(dǎo)致前期已經(jīng)形成的絮體容易重新破碎成細(xì)小絮體。 (3)為了布水均勻,斜管沉淀池花墻開孔范圍較小,往往造成過孔流速比平流沉淀池大,造成前期形成的礬花二次破碎,并且容易沖起配水孔底部沉積的死泥,造成出水濁度升高。 解決方法: (1)斜板與水平面成60°傾斜角放置,在每塊斜板的下方引出一排翼片,與水平面仍成60°傾斜角。加入的翼片可以顯著降低水流流動的雷諾數(shù),明顯增強(qiáng)了水流流動過程中的粘性力,有利于沉淀。且顆粒物沉降路徑縮短,密度大的顆粒有利于沉淀。 (2)保證配水均勻,采用穿孔花墻配水,配水區(qū)起端水平流速宜控制在0.010~0.018m/s之間。 (3)沉淀池前加一段平流式整流段,使出水堰出水沒有立即進(jìn)入斜管沉淀池,而是先通過平流式整流段(占沉淀池總長的1/3),增加的平流段增強(qiáng)了沉淀池的抗沖擊能力,進(jìn)一步降低了水平流速,既能起到整流作用,又能降低斜管池內(nèi)的上升流速,沉淀效果好,耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)。同時(shí)在平流段和斜管段增加導(dǎo)流隔墻,提高了斜管上升流速,增強(qiáng)了沉淀效率。 3、泥斗被堵死,沉淀池排泥不暢。 分析原因 (1)斜管沉淀池采用機(jī)械排泥,容易在沉淀池邊緣和端部形成刮泥死角,引起該部積泥區(qū)內(nèi)積泥較多; (2)排泥管設(shè)計(jì)不合理。 解決方法 (1)改造池型,減少刮泥死角,排泥采用大泥斗重力排泥,局部水流擾動少且不容易堵塞,滑泥角度大于小泥斗,滑泥徹底。 (2)采用刮泥機(jī)排泥,增加池底排泥溝數(shù)目,以改善排泥效果。 |