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污水處理沉淀的基礎理論
沉淀是污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,在重力場的作用下產生下沉,已達到固液分離的一種過程。這種工藝簡單易行,應用非常廣泛,可以是整個污水處理過程中的某一工序。
在典型的污水處理場中,沉淀的四種用法:
用于污水處理的預處理:如沉砂池;
污水進入生物處理構筑物前的初步處理: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。
根據水中懸浮顆粒的凝聚性能強弱、濃度的高低以及可沉降顆粒的性質(如密度等),沉淀通常可分為四種不同的類型,如表:
表:沉淀類型
分類 |
特點描述 |
例如 |
自由沉淀 |
1、 懸浮物濃度不高,而且不具備凝聚性能,離散沉淀,沒有外界干擾,非絮凝性固體顆粒在稀懸浮液中的沉降; 2、 沉降過程中,顆粒的形狀、粒徑和密度不變,呈離散狀態勻速沉降。 |
沉砂池、初沉池前期 |
絮凝沉淀 (干涉沉淀) |
1、 懸浮顆粒濃度不高,通過加絮凝劑等手段,使顆粒互相聚集增大形成絮凝團而加快沉降; 2、 沉淀過程中,顆粒的形狀、粒徑和沉速是變化的,沉淀的軌跡呈曲線。 |
初沉池后期、二沉池前期、給誰混凝沉淀 |
區域沉淀 (分層、擁擠沉淀) |
1、 水中懸浮物顆粒濃度較高,在下沉過程中將彼此干擾,在清水與渾水之間形成明顯的交界面(渾液面),并逐漸向下沉降移動。 2、 顆粒濃度大,相互間發生干擾,分層。 |
高濁水、二沉池、污泥濃縮池初期 |
壓縮沉淀 |
1、 懸浮物顆粒濃度很高,顆粒間相互擠壓,相互支承,下層顆粒間的水在上層顆粒的重力下擠出,污泥得到濃縮。 2、 粒群與水群之間有明顯界面,但利群之間密集,界面沉降速率很慢。 |
二沉池污泥斗中和濃縮池 |
沉淀法的去除對象:顆粒在10μm以上的可沉固體。當顆粒粒徑變小、沉速小、顆粒沉降過程中其周圍的擾流流速也小時,可以主要受水的粘滯阻力作用,慣性力可以忽略不計,顆粒運動是出于層流狀態。
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,顆粒下沉,顆粒密度小于水密度時,顆粒上浮,二者相等時,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,顆粒的沉降速度會迅速降低。實際水處理過程中,水流呈層流狀態的情況一般較少,所以一般沉降只能去除d>20μm的顆粒。
在絮凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚成絮凝體,然后予以分離去除的污水處理法。
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