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工業(yè)污水處理物理法——沉淀（上）

      （一）沉淀的功能和原理

      廢水中密度大于水的懸浮物可以在重力的作用下，通過(guò)沉降作用得以分離。通過(guò)這種作用去除廢水中懸浮物的方法稱為沉淀法。沉降法的主要去除對(duì)象是懸浮液中粒徑在10μm以上的可沉固體，即在2h左右的自然沉降時(shí)間內(nèi)能從水中分離出去的懸浮固體。沉淀法通過(guò)對(duì)廢水中這些顆粒物的去除，一不僅降低了廢水中污染物的濃度，同時(shí)對(duì)保證整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行也起到了重要作用。沉淀過(guò)程簡(jiǎn)單易行，分離效果較好，是水處理的重要過(guò)程之一，幾乎是所有水處理過(guò)程不可缺少的基本單元之一。在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行重力沉降吩分離的構(gòu)筑物有以下兩種：①沉砂池；②沉淀池。

      （二）沉砂池的常見(jiàn)類型

      我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)沉砂池。沉砂池的工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，就是將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流走。沉砂池可分為以下三種：①平流沉砂池；②曝氣沉砂池；③旋流沉砂池。

      2.1平流沉砂池

      平流沉砂池實(shí)際上是一個(gè)比入流渠道和出流渠道寬而深的渠道，當(dāng)污水流過(guò)時(shí)，由于過(guò)水?dāng)嗝嬖龃笏魉俣认陆?，污水中夾帶的無(wú)機(jī)顆粒在重力的作用下下沉，從而達(dá)到分離無(wú)機(jī)顆粒的目的。

      平流式沉砂池具有工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。池的上部近似于一個(gè)加寬了的明渠，兩端設(shè)有閘門D控制水流，在池的底部設(shè)置1~2個(gè)貯砂斗，下接排砂管，可利用重力排砂，也可用射流泵或螺旋泵排砂。

      平流沉砂池運(yùn)行操作主要是控制污水在池內(nèi)的水平流速和停留時(shí)間。運(yùn)行時(shí)，采用的主要參數(shù)如下：

      (a) 池內(nèi)水平流速最大為0.30m/s，最小應(yīng)為0.15 m/s;

      (b) 在池內(nèi)停留時(shí)間一般為30~60s，最大流量時(shí)停留時(shí)間不應(yīng)小于30s；

      (c) 有效水深不應(yīng)大于1.2m，每格寬度不宜小于0.6m。

      水流流速的具體控制取決于沉砂粒徑的大小。若沉砂組成以大砂礫為主，水平流速應(yīng)大些，使有機(jī)物沉淀最少；反之必須放慢流速才可以使砂粒沉淀下來(lái)，這時(shí)大量有機(jī)物也隨即一起沉淀下來(lái)。具體到每個(gè)單位沉砂池流速的最佳范圍，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的除砂率和有機(jī)物沉淀情況確定。

      2.2曝氣沉砂池

      普通平流沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中含有約15%的有機(jī)物，增加后續(xù)處理難度。采用曝氣沉砂池可以在一定程度上克服此缺點(diǎn)。

      曝氣沉砂池是一長(zhǎng)型渠道，池表面呈矩形，池底一側(cè)有0.1-0.5的坡度，坡向另一側(cè)的集砂槽，曝氣裝置設(shè)在集砂槽側(cè)，距池底0.6~0.9m，使池內(nèi)水流作旋流運(yùn)動(dòng)，無(wú)機(jī)顆粒之間的互相碰撞與摩擦機(jī)會(huì)增加，把表面附著的有機(jī)物除去。由于旋流產(chǎn)生的離心力，把比重較大的無(wú)機(jī)物顆粒甩向外層而下沉，比重較輕的有機(jī)物旋至水流的中心部位隨水帶走?？墒钩辽爸械挠袡C(jī)物含量低于10%，稱為清潔沉砂。另外由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡、加速污水中油類的分離等作用。

      曝氣沉砂池的運(yùn)行操作主要是控制污水在池中的旋轉(zhuǎn)流速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。一般運(yùn)行參數(shù)采用如下：

      （a）曝氣沉砂池的水流在流量最大時(shí)的停留時(shí)間為1~3min，水平流速為0.1m/s;

      （b）空氣量應(yīng)保證池中水的旋轉(zhuǎn)速度在0.3m/s左右，處理每立方米污水的曝氣量為0.1~0.2m空氣，有效水深為2~3m，寬深比為1：1.5。

       旋轉(zhuǎn)速度與砂粒粒徑相關(guān)，粒徑越小，需要的旋轉(zhuǎn)速度越大；旋轉(zhuǎn)速度也不能太大，否則沉下的砂礫會(huì)重新泛起。旋轉(zhuǎn)速度與沉砂池的幾何尺寸、擴(kuò)散器的安裝位置和曝氣強(qiáng)度等因素有關(guān)。旋轉(zhuǎn)圈數(shù)與曝氣強(qiáng)度及污水在池內(nèi)的水平流速有關(guān)，曝氣強(qiáng)度越大，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)越多，沉砂效率越高；反之沉砂效率降低。旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)這兩個(gè)參數(shù)在正常運(yùn)行中不易測(cè)量，通常采用曝氣強(qiáng)度作為控制指標(biāo)。

      2.3旋流沉砂池

      旋流沉砂池是一種利用機(jī)械外力控制水流的流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀，并使有機(jī)物隨水流走的沉砂裝置。旋流沉砂池的結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。在旋流沉砂池中，污水由流入口沿切線方向進(jìn)入沉砂區(qū)，利用轉(zhuǎn)盤(pán)和斜坡式葉片的旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生離心力，使部芬砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剝落下來(lái)的有機(jī)物則回到污水中。通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)和葉片的轉(zhuǎn)速，可以調(diào)節(jié)沉砂效果。

      旋流沉砂池具有池型簡(jiǎn)單、占地小、運(yùn)行費(fèi)用低、除砂效果好等優(yōu)點(diǎn)。旋流沉砂池的排砂目前采用兩種形式：一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備少、操作簡(jiǎn)便，但砂泵的磨損問(wèn)題較嚴(yán)重；另一種是通過(guò)壓縮空氣氣提排砂，其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)可靠、耐用，但設(shè)備相對(duì)較多。

      旋流沉砂池為圓形，采用切線方向進(jìn)水、切線方向出水。進(jìn)水流速一般為1m/s，水力停留時(shí)間約為1min。

      2.4.沉砂池的運(yùn)行管理

      （1）在沉砂池的前部，一般都設(shè)有細(xì)格柵，細(xì)格柵上的垃圾應(yīng)及時(shí)清撈。

      （2）在一些平流沉砂池上常設(shè)有浮渣擋板，擋板前浮渣應(yīng)每天清撈。

      （3）沉砂池的最重要操作是及時(shí)排砂。對(duì)于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。

      （4）排砂機(jī)械應(yīng)經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，以免積砂過(guò)多引起超負(fù)荷，排砂機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)砂量及機(jī)械的能力而定。排砂間隙過(guò)長(zhǎng)，會(huì)堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂機(jī)械。排砂間隙過(guò)短會(huì)使排砂量增大，含水率增高，使后續(xù)處理難度增大。用重力排砂時(shí)，排砂管堵塞，可用氣泵反沖洗，疏通排砂管。

      （5）曝氣沉砂池的空氣量應(yīng)每天檢查和調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的依據(jù)是空氣計(jì)量?jī)x表。如果沒(méi)有空氣計(jì)量?jī)x表，可測(cè)表面流速。若發(fā)現(xiàn)情況異常（如曝氣變?nèi)酰?，?yīng)停車排空檢查。清理完畢重新投運(yùn)，先通氣后進(jìn)水（防止砂粒進(jìn)入擴(kuò)散器）。

      （6）每周都要對(duì)進(jìn)、出水閘門及排渣閘門進(jìn)行加油、清潔保養(yǎng)，每年定期油漆保養(yǎng)。

      （7）沉渣應(yīng)定期取樣化驗(yàn)。主要項(xiàng)目有含水率及灰分，沉渣量也應(yīng)每天記錄。

      （8）剛排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁邊應(yīng)設(shè)集砂池。集砂池的墻從上到下有算水孔或縫，用竹算或帶孔塑料板擋住，水分通過(guò)小孔或縫流走，含水率可降到60%-70%。沉渣用于填注或放于空地。

      （9）沉砂池由于截留大量易腐敗的有機(jī)物質(zhì)，惡臭污染嚴(yán)重，特別是夏季，惡臭強(qiáng)度很高，操作人員一定要注意，不要在池上工作或停留時(shí)間太長(zhǎng)，以防中毒。堆砂處應(yīng)用次氯酸鈉溶液或雙氧水定期清洗。

      結(jié)語(yǔ)：

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