斜管沉淀池应用中存在问题的探讨

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１８卷第２期　２００４年４月　能源环境保护　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｒ嘶塑ｉｏｎ　Ｖｏ１．１８．Ｎｏ．４　Ａｌ＿ｒ．，２ＯＯ４　斜管沉淀池应用中存在问题的探讨　罗忠，陈卫民　（抚州市环保局，江西抚州３４４０００）　摘要：斜管沉淀池是目前广泛使用的污水物化处理工艺。针对实际应用所遇到的问题，如沉　淀池进１：７布水不均匀，致使出水水质下降，从沉淀的基础理论，通过水力学的分析，较深入地　说明了斜管沉淀池矾花泛起，水质恶化的原因。并提出了应用斜管沉淀池应注意的事项。　关键词：斜管沉淀池；絮凝体；沉降速度　中图分类号：Ｘ７０３．３　文献标识码：Ｂ　文章编号ｉ　１００６－８７５９（２ｏｏ４１ｏ２－ＯＯ４６－０３　ＳＴＵＤＹ　ｏＮ　ＰＲＥＣⅡ’］【ｒＩ＇ＡⅡｏＮ　ＴＡＮＫⅥ删　ＴⅡ　ＴＥ＇】Ｄ　ＰⅡ’ＥＳ　ＩＮ　ＰＲＡＣⅡＣＥ　ＬＵ０　Ｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｗｅｉ—ｍｉｌｌ　ｒ　Ｆｔｔｚｈｏｕ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｆｔｔｚｈｏｕ　３４４ＯＯＯ，　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｔａｎｋ　ｗｉｔｈ　ｔｉｌｔｅｄ　ｐｉｐｅｓ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｓｅｐａｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｌｕｄｇｅ　ａｎｄ　Ｗ０ｖ＂　ｔｅｒ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｅａｌｓ　ｉｔｗｈ　ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｈｅ　ｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｔａｎｋ　ｗｉｔｈ　ｉｔｌｔｄ　ｅｐｉｐｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｈｅ　ｓｔｅｔｌｔｉｇ　ｔｎｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ　ｆｌｃｃｕｌｏｅｎｔ　ｏｖｅｒｌｆｏｗｉｎｇ　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ，ｔｈｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｒｅｌⅡＩａｒｌ【ｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｈｅ　ｐｒｅｃｉｔｐｉｔａｔｉｏｎ　ｔａｎｋ　ｗｉｈ　ｔｔｉｌｔｅｄ　ｐｉｅｓｐ　ａｒｅ　ｍａｄｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｃｉｐｉａｔｔｉｏｎ　ｔａｎｋ　ｗｉｔｈ　ｔｉｌｔｄ　ｐｉｅｅｓ；ｐｌｆｃｃｕｌｅｎｔ；ｓｏｅｔｔｌｉｇ　ｖｅｌｎｏｃｉｔｙ　沉淀分离作为一种单元操作，早为水处理控　制所应用，是一种较为实用的水处理技术。为改良　沉淀分离效果，在使用过程中往往采用在沉降分　离区安装斜板、斜管装置，使浅层原理得到应用，　发挥面积大，分离效率高的优点。但在应用过程中　存在的问题却很少引起人们的注意。本文着重对　应用过程中出现的关键性问题进行分析研究，并　提出相应的解决办法以供参考。　／水流／　图１斜管内部简图　１　斜管沉淀池应用过程中出现的问题　如果斜管沉淀池进口处布水不均匀，在进水　口附近，液体的运动会出现严重的湍流。致使进口　从图１可以看出，水流、泥流各行其道，如果　长时间正常运转，泥流的运动基本上接近于动态　平衡，即：　处局部液体流动速度极大，使原来在斜管上沉积　下的污泥再度泛起。　当斜管损．菔　常运行的内帮隋况女Ｉ１图１所示。　ｏ等：ｏ　：ｏ，这时废水Ｓｓ去　除率较好。　但是如果进口处水流分布不够均匀。则在某　维普资讯 http://www.cqvip.com 罗忠等斜管沉淀池应用中存在问题的探讨　·４７·　些斜管进口处流速过高，出现严重湍流，出水水质　恶化。　２　出现问题的流体力学分析　在整个不良过程中，流体会出现如图２的情　况。　出水不清　田２斜管沉淀池运转不良情况简图　对于出现上述情况的原因，从以下几个方面　进行分析。　２．１　不良情况的水力学分析　实际上，可以把在斜管中水流与泥流的上下　流动看作是近似的流化态现象。假设　为水流通　过斜管的表观速度，Ⅱ　为水流通过泥粒的实际速　度，￡为空隙率（泥粒层），那么Ⅱ　ｖ／￣，如图３。　圈３　ｔ，．１‘Ｊ和￡的关系圈　如果以上悬浮物空隙率小，则水流在泥粒层　间的实际速度就比较大，如果颗粒沉降速度已知　为定值Ⅱ定，根据流化态的各阶段理论，当水流在　颗粒层间的实际速度Ｈ　Ｈ定时，则流化态处于　稳定的空隙率为￡的固定床阶段。而Ⅱ　＞Ⅱ定时，　则原先的空隙率￡被打破，使空隙率增加，对斜管　沉淀池来说，也就是颗粒物上升，使分离效果下　降。　２．２　冲起的泥粒各种状态时沉速不同的分析　冲起的泥粒是呈①颗粒状态，②大小不一的　颗粒团状态（空隙率￡’）存在。　根据单独颗粒的沉降速度计算公式，处于斯　托克斯定律区的　置！　．二　２　：　Ｖ　ｔ　１８ｔｔ　而群体颗粒团的沉降速度，根据斯坦诺经验　关系式得　ｖ　群＝——　￡ｚ－ｏ　Ｉ·心ｔ，一‘　式中，　ｔ群一群体颗粒团的沉降速度，ｍ／ｓ；　ｔ一沉降时间，ｓ；　ｇ一重力加速度，ｍ／ｓ　；　Ｐ，、』Ｄ广颗粒、液体的密度，ｋｇ／ｍ’；　Ｄ　一颗粒直径，ｍ；　动力粘滞性系数，ｋｇ／ｍ．·ｓ；　￡一孔隙率。　由于０＜￡　＜１　０＜１０—　·旺（Ｉ一‘ｌ＜１　（因为１０＞１，１．８２（１一￡）＞Ｏ，则ｌＯ　虚（Ｉ　’＞１，　１０　舱｛　一‘’＜１）　￡２ｌＯ一　·跎（Ｉ一‘’＜１得ｔ，ｔ群＜ｔ，ｌ　根据沉淀理论与以上证明，颗粒团被冲出后，　更不容易沉降下来，也就是更容易被水流带出，使　沉降效率下降。　２．３　出现不良状态时的水流特征　出现如图２时的不良情况时，俯视沉淀池水　区　圈４圈２的俯视简圈　面，会出现如图４的水流分布特征。　如图４，水面出现三个区①较平静区，②过渡　区，③严重湍流区。在严重湍流区的水面。严重时　还会出现水被冲起形成一个个隆起的小圆弧面。　这儿的Ｓｓ极高，几乎与进水相同。　２．４　通过对以上问题的分析．经过纠正．现场试　验结果　维普资讯 http://www.cqvip.com ４８·　能源环境保护　第１８卷第２期　某污水处理工程由于出现了以上问题，出水　者之间。因此对于泥砂沉淀来说，水流的波动影响　相对较小，而对于印染废水而言，水流的波动则影　较浑浊，经过水力学分析，并在工程上加以纠正，　使布水均匀，出水不再出现矾花泛起的现象。通过　表１某厂污水ＣＯＤｃｒ检测结果　响相对较大。所以对不同颗粒的沉降，对于水流的　分布就有不同的要求。印染废水进水时，水流分布　必须比较均匀。　３．２斜管沉淀池需要布水更均匀　由于斜管沉淀池中布置有斜管，而斜管的直　径一般为３５　ＩｎｌＴｌ、５０ＩｎｌＴｌ等，当斜管下局部水力分　检测，处理结果如表１。　布不均匀时，由于ｖ＝　，使水流在某些斜管处流　速过高，这样就会出现矾花泛起的现象，以致于出　现出水效果比没有斜管还要差的现象。因此斜管　从表１可以看出，经过纠正，布水均匀后，　ＣＯＤｃｒ去除率可以达到较高的水平。　３　斜管沉淀池应注意的几个问题　３．１　不同颗粒的分析　沉淀池的布水应比普通沉淀池更加均匀。　３．３斜管的安装方向应与进水方向相逆　由于斜管沉淀池进水管的进水流入沉淀池这　对于不同的颗粒，如泥砂沉淀、印染废水絮凝　体的沉淀、煤泥的沉淀等，由于其沉淀颗粒比重不　同、形体不同、孔隙率不同，因此，在沉降上就存在　着差异，泥砂颗粒比重较大，个体较小，因此沉速　较大。而印染废水絮凝体比重较小，与水接近，形　体较大，孔隙率也大。因此沉速较小。煤泥处于两　坐　坐　坐坐坐　坐坐　坐坐坐坐坐坐坐坐过程，是水流经过一个突然放大的过程。因此，　水流会有一个短暂的变化。为了避免这个变化，斜　管的安装方向应与进水方向相逆。这样可以缓解　因水流的突然变化而影响絮凝体的沉淀效果。　坐　坐　坐坐坐坐坐ｊ　坐坐坐坐坐坐坐　（上接第１９页）　３５—３６．　万元。中水回用不仅减少了污染，也是一项充分利　用资源切实可行的措施，而且是推广污水资源化　工作很重要的途径。　２．２制定政策、鼓励污水资源化利用　【２】王振字，李本高．实现城市污水资源化．　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂａｓｔ．ｃｎ．ｎｅｔ／ｚｊｊｙ／２００１０９０６—０１．ｈｔｍ　【３】高湘，李耘．污水资源化是水资源可持续开发及利用的重要　途径【Ｊ】．地下水，２０００．６：７１—７４．　【４】刘平波，卜义惠．城市污水资源化评述【Ｊ】．北方环境，　２ｏ０２．１：６～１０．　在法律上确立污水资源化利用的地位，通过　立法使该项工作落实到实处，指定相应的优惠政　策，政府要大力支持污水资源化利用工程建设，减　免各种费用，充分发挥经济杠杆作用，通过价格进　行调整，可以考虑提高水资源开发费和自来水使　用费，加收排污水费，所提高和增加的款项用于污　【５】孙敏，李兴隆．黑龙江水资源与中水回用【Ｊ】．北方环境　２ｏｏ１．４：３８～４０．　【６】李善仁，夏四清．污水回用处理技术现状分析．２００２．１：２４—　２７　［７Ｊ李喜红，黄俊义．发展中水道系统，促进水资源可持续利用［ＪＪ　环境导报，２００２．３：１４～１６．　水回用工程的建设和运转费用的支付。对于污水　资源化利用所产生的经济效益减免各种税费，鼓　励用于扩大再生产，增加自我发展能力。　【８】余英资，况明杰．污水资源化是换届水资源危机的一条重要　途径【Ｊ】．新疆环境保护。２００１．３：ｌ４～ｌ６　【９】姚健，王安，郑配娜．废水资源化是解决水资源短缺的有效途　径【Ｊ】．四川环境．２０００．３：３ｌ～３３．　参考文献：　【ｌ】王惠勇，闫鹏．中国水资源问题及对策【Ｊ】．环境保护。２０００．４：　【ｌ０】杨健强．污水资源化是城市节水的有效途径【Ｊ】．中国环境　管理．２０００．４：２９～３０．