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污水处理沉淀的基础理论
沉淀是污水处理中最基本的方法之一。它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力场的作用下产生下沉,已达到固液分离的一种过程。这种工艺简单易行,应用非常广泛,可以是整个污水处理过程中的某一工序。
在典型的污水处理场中,沉淀的四种用法:
用于污水处理的预处理:如沉砂池;
污水进入生物处理构筑物前的初步处理:初沉池;
生物处理后的固液分离:二沉池;
污泥处理阶段的污泥浓缩:污泥浓缩池。
根据水中悬浮颗粒的凝聚性能强弱、浓度的高低以及可沉降颗粒的性质(如密度等),沉淀通常可分为四种不同的类型,如表:
表:沉淀类型
分类 |
特点描述 |
例如 |
自由沉淀 |
1、 悬浮物浓度不高,而且不具备凝聚性能,离散沉淀,没有外界干扰,非絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉降; 2、 沉降过程中,颗粒的形状、粒径和密度不变,呈离散状态匀速沉降。 |
沉砂池、初沉池前期 |
絮凝沉淀 (干涉沉淀) |
1、 悬浮颗粒浓度不高,通过加絮凝剂等手段,使颗粒互相聚集增大形成絮凝团而加快沉降; 2、 沉淀过程中,颗粒的形状、粒径和沉速是变化的,沉淀的轨迹呈曲线。 |
初沉池后期、二沉池前期、给谁混凝沉淀 |
区域沉淀 (分层、拥挤沉淀) |
1、 水中悬浮物颗粒浓度较高,在下沉过程中将彼此干扰,在清水与浑水之间形成明显的交界面(浑液面),并逐渐向下沉降移动。 2、 颗粒浓度大,相互间发生干扰,分层。 |
高浊水、二沉池、污泥浓缩池初期 |
压缩沉淀 |
1、 悬浮物颗粒浓度很高,颗粒间相互挤压,相互支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出,污泥得到浓缩。 2、 粒群与水群之间有明显界面,但利群之间密集,界面沉降速率很慢。 |
二沉池污泥斗中和浓缩池 |
沉淀法的去除对象:颗粒在10μm以上的可沉固体。当颗粒粒径变小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的扰流流速也小时,可以主要受水的粘滞阻力作用,惯性力可以忽略不计,颗粒运动是出于层流状态。
1、 颗粒与水的密度差愈大,沉降速率也愈大,颗粒密度大于水密度时,颗粒下沉,颗粒密度小于水密度时,颗粒上浮,二者相等时,颗粒既不上浮也不下沉;
2、 水的粘度愈小,沉降速率愈快,成反比关系。因粘度愈水温成反比,故提高水温有利于颗粒的沉降;
3、 颗粒直径愈大,沉速愈快,因此随颗粒度的下降,颗粒的沉降速度会迅速降低。实际水处理过程中,水流呈层流状态的情况一般较少,所以一般沉降只能去除d>20μm的颗粒。
在絮凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后予以分离去除的污水处理法。
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