斜板沉淀池分離效果

斜板沉淀池內流態(tài)與固液分離效果

     斜板沉淀池內的流態(tài)，共分為4個(gè)區：主流區、過(guò)渡區、斜板區和清水區。

一：主流區

主流區即位于沉淀池底部的氧化溝混合液的流動(dòng)區，其主要作用是傳輸待分離的混合液進(jìn)入沉淀池，沉淀后的污泥又經(jīng)此進(jìn)入氧化溝中隨混合液繼續循環(huán)。為防止氧化溝內混合液中污泥沉積，其混合液平均流速取0.35 m/s。設有沉淀池的廊道的過(guò)水斷面面積為0.03m2；在沉淀池處，由于其占據一定的斷面，因此過(guò)水斷面面積減小至0.0175m2。根據物料平衡原理，沉淀池底部主流區內混合液的平均流速為0.6 m/s。此時(shí)水流除水平流速外，還有上、下、左、右的脈動(dòng)分速，且伴有小的渦流體，屬紊流狀態(tài)，在一定程度可使密度不同的水流較好地混合。為使顆粒沉淀，在進(jìn)入沉淀池斜板區之前必須降低雷諾數以利于顆粒的沉降。

二：過(guò)渡區

　　位于斜板下部的雙層穿孔板的作用是消能和調整流態(tài)，稱(chēng)為過(guò)渡區。當混合液流徑過(guò)渡區時(shí)，由于穿孔板的阻力和孔徑的放大，向上的流速降低和水流本身旋轉產(chǎn)生的渦流使混合液的能量迅速降低。斜板沉淀池作為二沉池的表面負荷一般為4～6 m3/(m2·h)，相應的斜板區內水流上升速度也為1.11～1.67 mm/s。過(guò)渡區消能作用可以用主流區和斜板區的動(dòng)能比值表示。

 若拆除過(guò)渡區雙層穿孔板，不能消除混合液進(jìn)入斜板區帶有的較大動(dòng)能，污泥嚴重上翻，固液分離效果極差，出水中SS高達300 mg/L。

過(guò)渡區的作用還包括均勻進(jìn)水和作為污泥回流的通道起著(zhù)雙向傳輸的作用。由于進(jìn)水不均勻會(huì )使部分斜板負荷高而其他斜板負荷低，造成局部積泥、出水SS升高。沉淀池底部主流區內混合液的平均流速為0.6 m/s，是獨立設置在斜板沉淀池底部過(guò)渡區中水流速度(10～25 mm/s)的20～50倍，因此雙層穿孔板對保證配水均勻是必不可少的。

三：斜板區

　　斜板區是污泥與水分離的實(shí)際區域，即工作區。污泥絮凝體在這里形成并在重力作用下沉降到斜板上，澄清后的污水進(jìn)入清水區。在過(guò)渡區形成的污泥顆粒絮凝體在不斷上升的水流帶動(dòng)下進(jìn)入斜板沉淀區，在斜板上與重力平衡時(shí)形成的動(dòng)態(tài)污泥懸浮層相遇，使不斷上涌的混合液中污泥顆粒被捕獲和過(guò)濾。懸浮污泥層的厚度是變化的，當厚度達到一定程度時(shí)，重力足以抵抗摩擦力，污泥層就會(huì )下沉到氧化溝中進(jìn)入主流區。此后，從斜板上下滑的污泥層又會(huì )逐漸積累，再滑落至氧化溝內周而復始。相對于過(guò)渡區對上升水流的阻力而言，懸浮污泥層的動(dòng)態(tài)變化對整個(gè)污泥沉降過(guò)程沒(méi)有太大的影響，試驗結果也證明了這一點(diǎn)。從理論上講，沉淀池的出水效率在很大程度上由混合液的上升流速和污泥沉速決定，只有當污泥沉速大于上升流速時(shí)，沉淀才能發(fā)生。但由于動(dòng)態(tài)污泥懸浮層的存在，水中的顆粒有充分的機會(huì )和活性污泥懸浮層的顆粒碰撞凝聚，其沉速遠遠大于同條件下的靜態(tài)沉速，從而可以提高上升水流速度或產(chǎn)水量。

　　斜板間的污水流動(dòng)狀態(tài)理論上應為層流，其雷諾數為15。斜板之間的流動(dòng)狀態(tài)并不是完全的層流，從過(guò)渡區上升的旋渦流還需要一段時(shí)間和距離才能擴散和穩定，因此只能說(shuō)斜板區的中、上部水流處于層流狀態(tài)。過(guò)渡區上升旋渦流對斜板的沖擊影響與混合液的能量及分布的均勻性有關(guān)。