沉澱室

沉澱室

沉澱室是套用沉澱作用去除水中懸浮物的一種構築物,淨化水質的設備。利用水的自然沉澱或混凝沉澱的作用來除去水中的懸浮物。沉澱室按水流方向分為水平沉澱室和垂直沉澱室。沉澱效果決定於沉澱室中水的流速和水在池中的停留時間。為了提高沉澱效果,減少用地面積,多採用蜂窩斜管異向流沉澱室、加速澄清池、脈衝澄清池等。

作用

沉澱室一般是在生化前或生化後泥水分離的構築物,多為分離顆粒較細的污泥。在生化之前的稱為初沉池,沉澱的污泥無機成分較多,污泥含水率相對於二沉池污泥低些。位於生化之後的沉澱室一般稱為二沉池,多為有機污泥,污泥含水率較高。

分類概述

平流式

由進、出水口、水流部分和污泥斗三個部分組成。平流式沉澱室多用混凝土築造,也可用磚石圬工結構,或用磚石襯砌的土池。平流式沉澱室構造簡單,沉澱效果好,工作性能穩定,使用廣泛,但占地面積較大。若加設刮泥機或對比重較大沉渣採用機械排除,可提高沉澱室工作效率。流式沉澱室進出口形式及布置,對沉澱室出水效果有較大的影響。一般情況 下,當進水端用穿孔牆配水時,穿孔牆在池底積泥面以上0.3~0.5m處至池底部分不設孔 眼,以免衝動沉泥。當沉澱室出口處流速較大時,可考慮在出水槽前增加指形槽的措施, 以降低出口槽堰口的負荷。

豎流式

又稱立式沉澱室。池體平面為圓形或方形。廢水由設在沉澱室中心的進水管自上而下排入池中,進水的出口下設傘形擋板,使廢水在池中均勻分布,然後沿池的整個斷面緩慢上升。懸浮物在重力作用下沉降入池底錐形污泥斗中,澄清水從池上端周圍的溢流堰中排出。溢流堰前也可設浮渣槽和擋板,保證出水水質。這種池占地面積小,但深度大,池底為錐形,施工較困難。池中廢水豎向流動的沉澱室。池體平面圖形為圓形或方形,水由設在池中心的進水管自上而下進入池內 (管中流速應小於30mm/s),管下設傘形擋板使廢水在池中均勻分布後沿整個過水斷面緩慢上升 (對於生活污水一般為0.5~0.7mm/s,沉澱時間採用1~1.5h),懸浮物沉降進入池底錐形沉泥斗中,澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出。堰前設擋板及浮渣槽以截留浮渣保證出水水質。池的一邊靠池壁設排泥管(直徑大於200mm)靠靜水壓將泥定期排出。豎流式沉澱室的優點是占地面積小,排泥容易,缺點是深度大,施工困難,造價高。常用於處理水量小於20000m/d的污水處理廠。

輻流式

池體平面多為圓形,也有方形的。直徑較大而深度較小,直徑為20~100米,池中心水深不大於4米,周邊水深不小於1.5米。廢水自池中心進水管入池,沿半徑方向向池周緩慢流動。懸浮物在流動中沉降,並沿池底坡度進入污泥斗,澄清水從池周溢流入出水渠。

新型

近年設計成的新型的斜板或斜管沉澱室。主要就是在池中加設斜板或斜管,可以大大提高沉澱效率,縮短沉澱時間,減小沉澱室體積。但有斜板、斜管易結垢,長生物膜,產生浮渣,維修工作量大,管材、板材壽命低等缺點。正在研究試驗的還有周邊進水沉澱室、迴轉配水沉澱室以及中途排水沉澱室等。沉澱室有各種不同的用途。如在曝氣池前設初次沉澱室可以降低污水中懸浮物含量,減輕生物處理負荷在曝氣池後設二次沉澱室可以截流活性污泥。此外,還有在二級處理後設定的化學沉澱室,即在沉澱室中投加混凝劑,用以提高難以生物降解的有機物、能被氧化的物質和產色物質等的去除效率。

水平管

水平管沉澱室是目前最接近“哈真”淺層理論的沉澱室,它將沉澱管水平放置,沿水平行流動,懸浮物垂直分離,具有沉澱和分離功能。安裝時可將預製的“水平管”模組組裝為水平管沉澱室。水平管沉澱分離裝置分成若干層,由此增加了沉澱面積,減小了懸浮物的沉降距離,縮短了懸浮物沉澱時間;水平管單元的垂直斷面形狀為菱形,管底側向設有排泥狹縫,沉泥順側底下滑,再通過排泥狹縫滑入下面的水平管沉澱單元,懸浮物通過水平管及時與水分離,水走水道、泥走泥道,改善了懸浮物可逆沉澱的排泥條件,並避免了懸浮物堵塞管道和跑礬現象的發生。配備不停水自動沖洗系統,解決在水平管壁面上的沉泥附著積累問題。平面形式為矩形的沉澱室,水從 池的一端流入,沿長度方向緩慢流動, 藉助水中顆粒或絮體的重力沉降作用 以去除水中懸浮物,水從另一端流出。 分進水區、出水區、沉澱區、儲泥區和緩 沖區五部分。進水區設均勻分布的進 水孔口,出水區採用溢流堰以保證澄清 水沿整個斷面均勻流出。平流式沉澱 池的設計應使進、出水均勻,池內水流 穩定,提高水池的有效容積,同時減少 紊動影響,以有利於提高沉澱效率。平流式沉澱室沉澱效果,除受反應效果的 影響外,與池中水平流速、沉澱時間、原 水凝聚顆粒的沉降速度、進出口布置形 式及排泥效果等因素有關。一般流速 不大於0.005m/s,停留時間2h,水流部 分的有效水深不超過3m,池的長寬比 不小於4。沉澱室的出水裝置常採用三 角堰、孔眼和溢流堰等,一般出水堰做 成由直角三角堰構成的鋸齒形堰口,齒 深常用5cm,齒距用20cm左右。如沉 淀池容積不大,底部也可做成許多污泥 斗,泥斗的斜壁與水平面的傾角,方斗 宜為60°,圓斗宜為55°。平流式沉澱室 的優點有造價較低;操作管理方便,施 工簡單;對原水濁度適應性強,潛力大, 處理效果穩定;帶有機械排泥設備時, 排泥效果好,套用廣泛等。缺點是占地 面積較大。一般用於處理水量大於 15000m/d的污水處理廠。

注意事項

沉澱室池體平面為矩形,進口設在池長的一端,一般採用淹沒進水孔,水由進水渠通過均勻分布的進水孔流入池體,進水孔後設有擋板,使水流均勻地分布在整個池寬的橫斷面。沉澱室的出口設在池長的另一端,多採用溢流堰,以保證沉澱後的澄清水可沿池寬均勻地流入出水渠。堰前設浮渣槽和擋板以截留水面浮渣。水流部分是池的主體。池寬和池深要保證水流沿池的過水斷面布水均勻,依設計流速緩慢而穩定地流過。池的長寬比一般不小於4,池的有效水深一般不超過3米。污泥斗用來積聚沉澱下來的污泥,多設在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。

為避免短流,一是在設計中儘量採取一些措施(如採用適宜的進水分配裝置,以消除進口射流,使水流均勻分布在沉澱室的過水斷面上,降低紊流並防止污泥區附近的流速過大,採用指形出水槽以延長出流堰的長度;沉澱室加蓋或設定隔牆,以降低池水受風力和光照升溫的影響;高濃度水經過預沉,以減少進水懸浮固體濃度高產生的異重流等);二是加強運行管理,在沉澱室投產前應嚴格檢查出水堰是否平直,發現問題,要及時修理。在運行中,浮渣可能堵塞部分溢流堰口,致使整個出流堰的單位長度溢流量不等而產生水流抽吸,操作人員應及時清理堰口上的浮渣;用塑膠加工的鋸齒形三角堰因時間關係,可能發生變形,管理人員應及時維修或更換,以保證出流均勻,減少短流。通過採取上述措施,可使沉澱室的短流現象降低到最小限度。

對於已經在斜板和斜管上生長的藻類,可用高壓力水沖洗,往往一經沖洗即可去除附著的藻類。活性污泥處理系統的二次沉澱室是該系統的重要組成部分。二次沉澱室的運轉是否正常,直接關係到處理系統的出水水質和回流污泥的濃度,對整個系統的淨化效果產生重大影響。二次沉澱室運行管理較為複雜,其運行過程中常見問題及防止措施參見“活性污泥法處理系統的運行管理”。

使用管理

沉澱室運行管理的基本要求是保證各項設備安全完好,及時調控各項運行控制參數,保證出水水質達到規定的指標。為此,應著重作好以下幾方面工作。

避免短流

進入沉澱室的水流,在池中停留的時間通常並不相同,一部分水的停留時間小於設計停留時間,很快流出池外;另一部分則停留時間大於設計停留時間,這種停留時間不相同的現象叫短流。短流使一部分水的停留時間縮短,得不到充分沉澱,降低了沉澱效率;另一部分水的停留時間可能很長,甚至出現水流基本停滯不動的死水區,減少了沉澱室的有效容積。總之短流是影響沉澱室出水水質的主要原因之一。形成短流現象的原因很多,如進入沉澱室的流速過高;出水堰的單位堰長流量過大;沉澱室進水區和出水區距離過近;沉澱室水面受大風影響;池水受到陽光照射引起水溫的變化;進水和池內水的密度差;以及沉澱室記憶體在的柱子、導流壁和刮泥設施等,均可形成短流形象。

加混凝劑

當沉澱室用於混凝工藝的液固分離時,正確投加混凝劑是沉澱室運行管理的關鍵之一。要做到正確投加混凝劑,必須掌握進水質和水量的變化。以飲用水淨化為例,一般要求2-4小時測定一次原水的濁度、pH值、水溫、鹼度。在水質頻繁季節,要求1-2小時進行一次測定,以了解進水泵房開停狀況,根據水質水量的變化及時調整投藥量。特別要防止斷藥事故的發生,因為即使短時期停止加藥了也會導致出水水質的惡化。

及時排泥

及時排泥是沉澱室運行管理中極為重要的工作。污水處理中的沉澱室中所含污泥量較多,有絕大部分為有機物,如不及時排泥,就會產生厭氧發酵,致使污泥上浮,不僅破壞了沉澱室的正常工作,而且使出水質惡化,如出水中溶解性BOD值上升;pH值下降等。初次沉澱的池排泥周期一般不宜超過2日,二次沉澱室排泥周期一般不宜超過2小時,當排泥不徹底時應停池(放空)採用人工沖洗的方法清泥。機械排泥的沉澱室要加強排泥設備的維護管理,一旦機械排泥設備發生故障,應及時修理,以避免池底積泥過度,影響出水水質。

防止藻類

在給水處理中的沉澱室,當原水藻類含量較高時,會導致藻類在池中滋生,尤其是在氣溫較高的地區,沉澱室中加裝斜管時,這種現象可能更為突出。藻類滋生雖不會嚴重影響沉澱室的運轉,但對出水的水質不利。防止措施是:在原水中加氯,以抑止藻類生長。採用三氯化鐵混凝劑亦對藻類有抑制作用。

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