強(qiáng)化沉淀2014-9-24

1、Page 1強(qiáng)化沉淀分離技術(shù)Page 2Page 3 淺池理論n 1904年美國(guó)人哈真發(fā)明了淺池理論,設(shè)沉淀池池長(zhǎng)為L(zhǎng)，池中水平流速為V，顆粒沉速為u0，在理想狀態(tài)下，L/HV/ u0?？梢?jiàn)L與V值不變時(shí)，池深越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板，將H分成3層，每層層深為H/3，在u0與v不變的條件下，只需L/3，就可以將u0的顆粒去除。也即總?cè)莘e可減少到原來(lái)的1/3。如果池長(zhǎng)不變，由于池深為H/3，則水平流速可增加到3v，仍能將沉速為u0的顆粒除去，也即處理能力提高3倍。同時(shí)將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高n倍。這就是20世紀(jì)初，哈真（Hazen）提出的淺池理論。Page 4Pa

2、ge 5Page 6Page 7Page 8從理論上看，不論斜板的角度如何，其效率提高的倍數(shù)相當(dāng)于斜板總從理論上看，不論斜板的角度如何，其效率提高的倍數(shù)相當(dāng)于斜板總投影面積比原池面積增加的倍數(shù)投影面積比原池面積增加的倍數(shù)Page 9 水力原理n 根據(jù)水動(dòng)力學(xué)原理，有兩個(gè)參數(shù)與沉淀效果有關(guān)，一是雷根據(jù)水動(dòng)力學(xué)原理，有兩個(gè)參數(shù)與沉淀效果有關(guān)，一是雷諾數(shù)諾數(shù) Re=VR/，二是弗勞德數(shù)，二是弗勞德數(shù)Fr=V2/Rg，式中，式中 V 表示水表示水平流速，平流速，R 表示水力半徑，表示水力半徑， 表示水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，表示水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，g 表示重力加速度。表示重力加速度。n 在沉淀池中通常要求降低雷

3、諾數(shù)使流態(tài)成為層流以利于顆在沉淀池中通常要求降低雷諾數(shù)使流態(tài)成為層流以利于顆粒沉降，提高弗勞德數(shù)，水流對(duì)溫差、渾水、風(fēng)浪等影響粒沉降，提高弗勞德數(shù)，水流對(duì)溫差、渾水、風(fēng)浪等影響抵抗力強(qiáng)，使沉淀池中的流型保持穩(wěn)定。抵抗力強(qiáng)，使沉淀池中的流型保持穩(wěn)定。n 由雷諾數(shù)由雷諾數(shù) Re 和弗勞德數(shù)和弗勞德數(shù) Fr 的計(jì)算公式可見(jiàn)，降低雷諾的計(jì)算公式可見(jiàn)，降低雷諾數(shù)和提高弗勞德數(shù)的有效措施是減小水力半徑。數(shù)和提高弗勞德數(shù)的有效措施是減小水力半徑。n 斜板沉淀池就能達(dá)到這一目的，斜板間距越小，效果越好斜板沉淀池就能達(dá)到這一目的，斜板間距越小，效果越好，斜板起到了整流作用。，斜板起到了整流作用。Page 10P

4、age 11小間距斜板沉淀池小間距斜板沉淀池Page 12Page 13水平管沉淀技術(shù)水平管沉淀技術(shù) Page 14n 基于水平管沉淀分離技術(shù)的沉淀池，是將許多管式沉淀單元次序并聯(lián)基于水平管沉淀分離技術(shù)的沉淀池，是將許多管式沉淀單元次序并聯(lián)水平放置，將豎直的過(guò)水?dāng)嗝娣指畛沙两稻嚯x相等的若干單元。管式水平放置，將豎直的過(guò)水?dāng)嗝娣指畛沙两稻嚯x相等的若干單元。管式沉淀單元中水流水平流動(dòng)，懸浮物鉛直沉淀，沉淀下來(lái)的懸浮物能從沉淀單元中水流水平流動(dòng)，懸浮物鉛直沉淀，沉淀下來(lái)的懸浮物能從專(zhuān)用的公共滑泥道下滑進(jìn)入沉淀池下部的污泥區(qū)專(zhuān)用的公共滑泥道下滑進(jìn)入沉淀池下部的污泥區(qū)( 見(jiàn)圖見(jiàn)圖 1) ，沉淀的懸，沉淀

5、的懸浮物與水流即時(shí)分離，水走水道、泥走泥道，杜絕斜管沉淀池的沉淀浮物與水流即時(shí)分離，水走水道、泥走泥道，杜絕斜管沉淀池的沉淀后污泥下滑時(shí)與水流共用同一流道，而出現(xiàn)跑礬及堵塞現(xiàn)象發(fā)生。這后污泥下滑時(shí)與水流共用同一流道，而出現(xiàn)跑礬及堵塞現(xiàn)象發(fā)生。這樣能增大沉淀面積，減少沉降距離，解決樣能增大沉淀面積，減少沉降距離，解決“淺池原理淺池原理”的排泥難題的排泥難題; 極大提高沉淀效率，減少沉淀單元占地面積。極大提高沉淀效率，減少沉淀單元占地面積。Page 15 高密度沉淀池 (Densadeg(Densadeg） 適用于飲用水生產(chǎn)、污水處理、工業(yè)廢水處理適用于飲用水生產(chǎn)、污水處理、工業(yè)廢水處理和污泥處理

6、等領(lǐng)域和污泥處理等領(lǐng)域。 Page 16Page 17高密度池 至污泥脫水機(jī)至污泥脫水機(jī)絮凝絮凝進(jìn)水進(jìn)水聚合物聚合物投加投加污泥循環(huán)泵污泥循環(huán)泵斜板模板斜板模板出水出水取樣口取樣口Page 181混凝劑投加； 2絮凝劑投加； 3反應(yīng)池； 4斜管； 5澄清水槽； 6柵型刮泥機(jī)； 7出水渠； A原水進(jìn)水； B澄清水出水； C污泥回流； D污泥排放Page 19 高效沉淀池設(shè)計(jì)非常緊湊，高效沉淀池設(shè)計(jì)非常緊湊， 它把它把混凝池混凝池、絮凝池絮凝池、沉淀池沉淀池和和污泥濃縮污泥濃縮集合于一體。集合于一體。Page 20 混合過(guò)程中應(yīng)使混凝劑水解產(chǎn)物迅速地?cái)U(kuò)散到水體中混合過(guò)程中應(yīng)使混凝劑水解產(chǎn)物迅速地?cái)U(kuò)

7、散到水體中的每一個(gè)細(xì)部，使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝的每一個(gè)細(xì)部，使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝聚，這樣才能得到好的絮凝效果。該過(guò)程是靠攪拌器的提聚，這樣才能得到好的絮凝效果。該過(guò)程是靠攪拌器的提升混合作用完成泥渣、藥劑、原水的快速凝聚反應(yīng)，然后升混合作用完成泥渣、藥劑、原水的快速凝聚反應(yīng)，然后經(jīng)葉輪提升至推流反應(yīng)區(qū)進(jìn)行慢速絮凝反應(yīng)，以結(jié)成較大經(jīng)葉輪提升至推流反應(yīng)區(qū)進(jìn)行慢速絮凝反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮凝體。的絮凝體?；旌戏磻?yīng)區(qū)：混凝反應(yīng)混合反應(yīng)區(qū)：混凝反應(yīng)Page 21 絮凝反應(yīng)區(qū)也就是慢混區(qū)，由可調(diào)速攪拌機(jī)控制加藥后混合絮凝反應(yīng)區(qū)也就是慢混區(qū)，由可調(diào)速攪拌機(jī)控制加藥后混合水的攪拌速

8、度，以水的攪拌速度，以促進(jìn)礬花的增大，使礬花密實(shí)均勻。促進(jìn)礬花的增大，使礬花密實(shí)均勻。 絮凝反應(yīng)絮凝反應(yīng)區(qū)中污水在助凝劑和回流污泥的作用下，形成高濃度的懸浮泥渣區(qū)中污水在助凝劑和回流污泥的作用下，形成高濃度的懸浮泥渣層來(lái)增加顆粒碰撞機(jī)會(huì)，有效吸附膠體、懸浮物、乳化油、層來(lái)增加顆粒碰撞機(jī)會(huì)，有效吸附膠體、懸浮物、乳化油、COD及金屬離子等污染物。污泥回流，不僅可以節(jié)省藥劑投加量，而及金屬離子等污染物。污泥回流，不僅可以節(jié)省藥劑投加量，而且可使反應(yīng)區(qū)內(nèi)的懸浮固體濃度維持在最佳水平，從而達(dá)到優(yōu)化且可使反應(yīng)區(qū)內(nèi)的懸浮固體濃度維持在最佳水平，從而達(dá)到優(yōu)化絮凝反應(yīng)的目的。絮凝反應(yīng)的目的。絮凝反應(yīng)區(qū)絮凝反應(yīng)

9、區(qū)Page 22 斜管沉淀區(qū)：淺池理論斜管沉淀區(qū)：淺池理論 根據(jù)水流和泥流的相對(duì)方向根據(jù)水流和泥流的相對(duì)方向, ,可將斜板斜管沉淀池可將斜板斜管沉淀池分為異向流分為異向流( (逆向流逆向流) )、同流向和測(cè)向流（橫向流）三、同流向和測(cè)向流（橫向流）三種類(lèi)型，其中異向流應(yīng)用的最廣。異向流的特點(diǎn)：水種類(lèi)型，其中異向流應(yīng)用的最廣。異向流的特點(diǎn)：水流向上、泥流向下，傾角流向上、泥流向下，傾角6060度。度。Page 23 在沉降區(qū)域設(shè)置許多密集的斜管在沉降區(qū)域設(shè)置許多密集的斜管, ,使水中懸浮雜質(zhì)在斜管中進(jìn)行沉淀使水中懸浮雜質(zhì)在斜管中進(jìn)行沉淀, ,水沿斜管上升流動(dòng)水沿斜管上升流動(dòng), ,分離出的泥渣在重

10、力作用下沿著斜管向下滑至池底，再分離出的泥渣在重力作用下沿著斜管向下滑至池底，再集中排出。這種池體可以提高沉淀效率集中排出。這種池體可以提高沉淀效率5060%,5060%,在同一面積上可提高處理能在同一面積上可提高處理能力力3535倍。斜管的的安裝傾度一般和水平方向呈倍。斜管的的安裝傾度一般和水平方向呈6060，這個(gè)傾度可以保證沉，這個(gè)傾度可以保證沉淀在斜管上的污泥可以順利地滑向底部而不至于淤積。斜管的剖面是六邊淀在斜管上的污泥可以順利地滑向底部而不至于淤積。斜管的剖面是六邊型可以得到較大的有效沉淀面積。型可以得到較大的有效沉淀面積。 Page 24 優(yōu)點(diǎn)：利用了層流原理，提高了沉淀池的處理能

11、力；優(yōu)點(diǎn)：利用了層流原理，提高了沉淀池的處理能力； 縮短了顆粒沉降距離，從而縮短了沉淀時(shí)間；縮短了顆粒沉降距離，從而縮短了沉淀時(shí)間； 增加了沉淀池的沉淀面積，增加了沉淀池的沉淀面積，處理能力比一般沉淀處理能力比一般沉淀 池大的多，池大的多，從而提高了處理效率。從而提高了處理效率。 表面負(fù)荷高、占地面積小表面負(fù)荷高、占地面積小 這種類(lèi)型沉淀池的過(guò)流率可達(dá)這種類(lèi)型沉淀池的過(guò)流率可達(dá)36m36m3 3/ /（m m2 2.h.h）, ,比一般比一般沉淀池的處理能力高出沉淀池的處理能力高出7-107-10倍，是一種新型高效沉淀設(shè)備。倍，是一種新型高效沉淀設(shè)備。并已定型用于生產(chǎn)實(shí)踐。并已定型用于生產(chǎn)實(shí)踐

12、。 Page 25斜板沉淀池的缺點(diǎn)：n1. 1. 單位面積上的泥量增加單位面積上的泥量增加, ,如排泥不暢如排泥不暢, ,將產(chǎn)生反泥現(xiàn)將產(chǎn)生反泥現(xiàn)象象, ,使出水水質(zhì)惡化。使出水水質(zhì)惡化。n2. 2. 水在池中停留時(shí)間短水在池中停留時(shí)間短, ,若水質(zhì)水量變化較大若水質(zhì)水量變化較大, ,來(lái)不及來(lái)不及調(diào)整運(yùn)行調(diào)整運(yùn)行, ,耐沖擊負(fù)荷的能力差。耐沖擊負(fù)荷的能力差。n3. 3. 斜板或斜管管徑較小斜板或斜管管徑較小, ,若施工質(zhì)量欠佳若施工質(zhì)量欠佳, ,造成變形造成變形, ,容容易在管內(nèi)或板間積泥。易在管內(nèi)或板間積泥。n4. 4. 斜板或斜管在上部陽(yáng)光的照射下會(huì)滋生大量的藻類(lèi)。斜板或斜管在上部陽(yáng)光的照

13、射下會(huì)滋生大量的藻類(lèi)。Page 26斜管及出水槽Page 27澄清出水區(qū)Page 28污泥回流 沉淀池的沉淀污泥在池底刮到泥斗中，污泥循沉淀池的沉淀污泥在池底刮到泥斗中，污泥循環(huán)采用污泥泵從泥斗中抽取回流至絮凝池。沉淀環(huán)采用污泥泵從泥斗中抽取回流至絮凝池。沉淀池中的污泥有一定的凝聚性能，污泥的回流增加池中的污泥有一定的凝聚性能，污泥的回流增加了污水的懸浮物，在一定程度上形成一個(gè)絮凝體了污水的懸浮物，在一定程度上形成一個(gè)絮凝體的污泥層，回流污泥顆粒能夠增加絮體的沉降速的污泥層，回流污泥顆粒能夠增加絮體的沉降速度，同時(shí)污泥中生物絮體的絮凝吸附作用能夠較度，同時(shí)污泥中生物絮體的絮凝吸附作用能夠較大程

14、度的提高污染物的去除率，起到強(qiáng)化一級(jí)處大程度的提高污染物的去除率，起到強(qiáng)化一級(jí)處理的效果，同時(shí)可以避免過(guò)量投加藥劑。理的效果，同時(shí)可以避免過(guò)量投加藥劑。Page 29高密度池-濃縮刮泥機(jī)Page 30高密度池-污泥井Page 31表面負(fù)荷表面負(fù)荷n 采用高密度沉淀池，借助于污泥循環(huán)和投加聚合物，表面負(fù)荷可以達(dá)到15-25m/h。n 平流沉淀池表面負(fù)荷一般僅為1.5m/h2m/h。n 表面負(fù)荷的提高意味著占地面積和土建費(fèi)用的減少。表面負(fù)荷比較Page 32污泥循環(huán)效果- 無(wú)污泥循環(huán)的絮凝無(wú)污泥循環(huán)的絮凝- 有污泥循環(huán)的絮凝有污泥循環(huán)的絮凝絮凝絮凝開(kāi)始沉淀開(kāi)始沉淀沉淀接近結(jié)束沉淀接近結(jié)束有污泥循環(huán)

15、有污泥循環(huán): 礬花的大小更為均勻礬花的大小更為均勻 礬花沉淀效率更高礬花沉淀效率更高 經(jīng)過(guò)沉淀后的水更清經(jīng)過(guò)沉淀后的水更清12121212Page 33主要配套設(shè)備主要配套設(shè)備 混凝區(qū)攪拌機(jī)混凝區(qū)攪拌機(jī) 絮凝區(qū)攪拌機(jī)絮凝區(qū)攪拌機(jī) 斜管分離區(qū)內(nèi)斜管及配套集水槽斜管分離區(qū)內(nèi)斜管及配套集水槽 可調(diào)速電機(jī)的濃縮型刮泥機(jī)可調(diào)速電機(jī)的濃縮型刮泥機(jī) 用于污泥循環(huán)的螺桿泵用于污泥循環(huán)的螺桿泵 用于污泥排放的螺桿泵用于污泥排放的螺桿泵Page 34工作特點(diǎn) (1)(1)采用合成的有機(jī)絮凝劑采用合成的有機(jī)絮凝劑PAMPAM?；炷龝r(shí)添加?；炷龝r(shí)添加PAMPAM作助凝劑，使得反作助凝劑，使得反應(yīng)可產(chǎn)生較大的礬花，污泥

16、回流可進(jìn)一步增加礬花的密度和沉應(yīng)可產(chǎn)生較大的礬花，污泥回流可進(jìn)一步增加礬花的密度和沉降性能，加快其沉淀速度。降性能，加快其沉淀速度。 (2)(2)從慢速推流反應(yīng)區(qū)到斜板沉淀區(qū)礬花能保持完整，并且產(chǎn)生的從慢速推流反應(yīng)區(qū)到斜板沉淀區(qū)礬花能保持完整，并且產(chǎn)生的礬花顆粒大、密度高。礬花顆粒大、密度高。 (3)(3)高效的斜板沉淀可保證沉淀區(qū)較高的上升流速高效的斜板沉淀可保證沉淀區(qū)較高的上升流速( (可達(dá)可達(dá)2O2O40 40 m/h)m/h)，絮凝礬花可得到很好的沉淀。，絮凝礬花可得到很好的沉淀。 (4)(4)能有效地完成污泥濃縮，沉淀池排泥濃度可達(dá)能有效地完成污泥濃縮，沉淀池排泥濃度可達(dá)1515，無(wú)

17、須進(jìn)行，無(wú)須進(jìn)行再次濃縮，可直接脫水處理。再次濃縮，可直接脫水處理。 (5)(5)處理效率高。有文獻(xiàn)顯示，高密度沉淀池對(duì)處理效率高。有文獻(xiàn)顯示，高密度沉淀池對(duì)SSSS的去除率在的去除率在8585左右，對(duì)左右，對(duì)CODCOD的去除率可達(dá)的去除率可達(dá)8585一一9696，BODBOD的去除率高達(dá)的去除率高達(dá)9292。 (6)(6)集混凝、沉淀和濃縮功能為一體的水處理構(gòu)筑物，結(jié)構(gòu)緊湊，集混凝、沉淀和濃縮功能為一體的水處理構(gòu)筑物，結(jié)構(gòu)緊湊，降低了土建造價(jià)并且節(jié)約了建設(shè)用地。降低了土建造價(jià)并且節(jié)約了建設(shè)用地。 (7)(7)運(yùn)行費(fèi)用較高，因此需對(duì)藥劑的投加進(jìn)行優(yōu)化控制，以使完整運(yùn)行費(fèi)用較高，因此需對(duì)藥劑的投加進(jìn)行優(yōu)化控制，以使完整的運(yùn)行費(fèi)用降至最低。的運(yùn)行費(fèi)用降至最低。 Page 35優(yōu)缺點(diǎn)n 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 高密度沉淀池具有處理效率高、單位面積產(chǎn)水量大、高密度沉淀池具有處理效率高、單位面積產(chǎn)水量大、適應(yīng)性強(qiáng)、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等且占地面積小適應(yīng)性強(qiáng)、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定等且占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在城市用地日益緊張的情況下，高密度沉淀池這等優(yōu)點(diǎn)，在城市用地日益緊張的情況下，高密度沉淀池這種帶有外部泥渣回流的專(zhuān)利澄清技術(shù)在水處理領(lǐng)域必有廣種帶有