沉淀是水處理中最基本的方法之一。它是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能,在重力場(chǎng)的作用下產(chǎn)生下沉,已達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。這種工藝簡(jiǎn)單易行,應(yīng)用非常廣泛,可以是整個(gè)水處理過(guò)程中的某一工序。
1.1 概述
在典型的污水處理場(chǎng)中,沉淀的四種用法:
用于廢水的預(yù)處理:如沉砂池;
污水進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理:初沉池;
生物處理后的固液分離:二沉池;
污泥處理階段的污泥濃縮:污泥濃縮池。
1.2 沉淀的類(lèi)型
根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能強(qiáng)弱、濃度的高低以及可沉降顆粒的性質(zhì)(如密度等),沉淀通??煞譃樗姆N不同的類(lèi)型,如表:
1.3 自由沉降及其理論基礎(chǔ)
沉淀法的去除對(duì)象:顆粒在10μm以上的可沉固體。當(dāng)顆粒粒徑變小、沉速小、顆粒沉降過(guò)程中其周?chē)臄_流流速也小時(shí),可以主要受水的粘滯阻力作用,慣性力可以忽略不計(jì),顆粒運(yùn)動(dòng)是出于層流狀態(tài)。
1、 顆粒與水的密度差愈大,沉降速率也愈大,顆粒密度大于水密度時(shí),顆粒下沉,顆粒密度小于水密度時(shí),顆粒上浮,二者相等時(shí),顆粒既不上浮也不下沉;
2、 水的粘度愈小,沉降速率愈快,成反比關(guān)系。因粘度愈水溫成反比,故提高水溫有利于顆粒的沉降;
3、 顆粒直徑愈大,沉速愈快,因此隨顆粒度的下降,顆粒的沉降速度會(huì)迅速降低。實(shí)際水處理過(guò)程中,水流呈層流狀態(tài)的情況一般較少,所以一般沉降只能去除d>20μm的顆粒。
1.4 絮凝沉淀
在絮凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體,然后予以分離去除的水處理法。
2 沉淀池的種類(lèi)
2.1 按功能分
按功能分為初次沉淀池、二次沉淀池。
初次沉淀池:簡(jiǎn)稱(chēng)初沉池,生物處理法中的預(yù)處理,去除約30%的BOD5,55%的懸浮物。
二次沉淀池:簡(jiǎn)稱(chēng)二沉池,生物處理構(gòu)筑物后,是生物處理工藝的組成部分。
2.2 按水流方向分
沉淀池可分為普通沉淀池和淺層沉淀池兩大類(lèi)。
2.2.1 普通沉淀池
按照水在池內(nèi)的總體流向,普通沉淀池又有平流式、豎流式和輻流式三種型式:
平流式沉淀池:池型為長(zhǎng)方形,一段進(jìn)水,另一端出水,貯泥斗在池進(jìn)口;
豎流式:池內(nèi)水流由下向上,齒形多為圓形,有方形或多角形池,中央進(jìn)水,池四周出水,貯泥斗在池中央;
輻流式沉淀池:池徑較大的圓形池,水流從池中心以輻流形式流向池周,也可從周邊流進(jìn)池中心,貯泥斗在池中央。
2.2.2 淺層沉淀池
淺層沉淀池:根據(jù)淺層理論,在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或蜂窩斜管,增加了沉降面積、改善了水力條件,以提高水的沉淀效率。
3 各沉淀池的結(jié)構(gòu)形式
沉淀池均包括5個(gè)功能區(qū),即進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)。
入流區(qū)和出流區(qū)是進(jìn)行配水和集水,使水流均勻地分布在各個(gè)過(guò)流斷面上,為提高容積利用、系數(shù)和固體顆粒的沉降提供盡可能穩(wěn)定的水力條件。
沉降區(qū)是可沉顆粒與水分離的區(qū)域。
污泥區(qū)是泥渣貯存、濃縮和排放的區(qū)域。
緩沖層是分隔沉降區(qū)和污泥區(qū)的水層,防止泥渣受水流沖刷而重新浮起。
以上各部分相互聯(lián)系,構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的處理能力和沉降效率。
3.1 平流沉淀池
池型呈長(zhǎng)方形,廢水從池的一端流人,水平方向流過(guò)池子,從池的另一端流出。在池的進(jìn)口處底部設(shè)貯泥斗,其它部位池底有坡度,傾向貯泥斗。其示意圖如下:
平流沉淀池示意圖
3.1.1 平流式沉淀池的主要組成部分及作用:
1、進(jìn)水區(qū)
為了使入流的污水能均勻與穩(wěn)定的進(jìn)入沉淀池,在污水入口處應(yīng)設(shè)置整流措施。流入裝置作用是消能,使廢水均勻分布。流入裝置是橫向潛孔,潛孔均勻地分布在整個(gè)寬度上;在潛孔前設(shè)擋板,擋板高出水面0.15-0.2m,伸入水下的深度不小于0.2m。也有潛孔橫向水平排列的流入裝置。入口的整流措施如圖2:
2、出水區(qū)
出水裝置多采用自由堰形式。設(shè)置出水堰不僅可控制沉淀池內(nèi)水面高度,而且對(duì)沉淀池內(nèi)水流的均勻分布有著直接影響。出水堰形式有水平堰、三角堰和梯形堰。目前多采用鋸齒形溢流堰,水面宜高于齒高的1/2處。嚴(yán)辦材料可采用鋼板或UPVC板。