針對(duì)沉淀是去除水中懸浮物的主要單元,，對(duì)沉淀工藝的進(jìn)展方面進(jìn)行了論述，主要介紹了平流式沉淀池,、蜂窩斜管填料沉淀池、高密度沉淀池,、攔截式沉淀池的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),，旨在提高沉淀池的沉降效率。

  目前,，國內(nèi)外的給水處理工藝大多采用沉淀(澄清)過濾和消毒形式,，其中沉淀部分對(duì)原水中懸浮物的去除顯得尤為重要。沉淀池作為去除水中懸浮物的主要設(shè)施之一,，在水行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,。

  縱觀沉淀構(gòu)筑物的發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)，在20世紀(jì)60年代以前主要采用平流式,、豎流式和輻流式沉淀池,，60年代起各種澄清池盛行一時(shí)，70年代后，主要是斜管,、斜板及復(fù)合型沉淀池,。沉淀構(gòu)筑物形式的改進(jìn)提高了沉淀分離的效率。沉淀池的設(shè)計(jì)和開發(fā)都是圍繞怎樣增加沉淀面積和改變水流流態(tài)這兩方面進(jìn)行的,。沉淀池的設(shè)計(jì)總是以提高沉淀池的沉降效率為目的。

提高沉降效率有兩種方法：

1)縮短顆粒的沉淀距離,、增大沉淀池面積,，斜管沉淀屬這一類;

2)增大礬花顆粒的下沉速度，通過采用高效絮凝劑和優(yōu)化絮凝工藝來實(shí)現(xiàn),。

1.平流式沉淀池

平流式沉淀池是目前我國大中型給水廠使用最廣泛的池型,，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管理方便,、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),。平流式沉淀池為矩形，上部為沉淀區(qū),，下部為污泥區(qū),，池前部有進(jìn)水區(qū)，池后部有出水區(qū),。經(jīng)混凝的原水流入沉淀池后,，沿進(jìn)水區(qū)整個(gè)截面均勻分配，進(jìn)入沉淀區(qū),，然后緩慢流向出口區(qū),。水中的顆粒沉于池底，沉積的污泥定期排出池外,。

2.蜂窩斜板(管)沉淀池

蜂窩斜板(管)沉淀是把與水平面成一定角度(一般為60,。)的眾多蜂窩斜板(管)組件置于沉淀池中。水流可從下向上或從上向下流動(dòng),，顆粒則沉于底部,，而后自動(dòng)滑下。從改善沉淀池水力條件來分析,，由于沉淀池水力半徑大大減小,，從而使雷諾數(shù)R大為降低，弗勞德數(shù)大為提高,，滿足了水流穩(wěn)定性和層流的要求,。為了進(jìn)一步提高沉淀效率，許多改良型的蜂窩斜板(管)沉淀池應(yīng)運(yùn)而生,。

蜂窩斜管填料特點(diǎn)：

1.濕周大,，水力半徑小。

2.層流狀態(tài)好，顆粒沉降不受絮流干擾,。

3.當(dāng)斜管管長(zhǎng)為1米時(shí),，有效負(fù)荷按3-5噸/米2˙時(shí)設(shè)計(jì)。V0控制在2.5-3.0毫米/秒范圍內(nèi),，出水水質(zhì)最佳,。

4.在取水口處采用蜂窩斜管，管長(zhǎng)2.0～3.0米時(shí),，可在50-100公斤/米3泥砂含量的高濁度中安全運(yùn)行處理,。

5.采用斜管沉淀池，其處理能力是平流式沉淀池的3-5倍,，加速澄清池和脈沖澄清池的2-3倍,。

產(chǎn)品規(guī)格：Φ25mm、Φ35m,、Φ50mm,、Φ80mm

2.1迷宮式斜管沉淀池

迷宮式斜板沉淀池是在普通斜板沉淀池的斜板垂直方向上安裝數(shù)道翼形葉片，翼形葉片將進(jìn)入的水流分為主流區(qū),、旋流區(qū)和環(huán)流區(qū),。位于主流區(qū)內(nèi)的絮體，在流速和沉速的共同作用下,，逐步下沉,。在旋渦區(qū)的絮體，被強(qiáng)制輸送到環(huán)流區(qū),，每經(jīng)過一個(gè)翼片截留一些絮體,。進(jìn)入環(huán)流區(qū)的絮體，在環(huán)流作用下,，呈螺旋形運(yùn)動(dòng)并沿翼片下沉到池底,。迷宮斜板沉淀池的渦旋區(qū)的渦旋強(qiáng)制輸送和環(huán)流區(qū)的高效沉淀作用，使其具有較高的沉淀效率,。

迷宮斜板的顆粒分離屬于動(dòng)態(tài)分離,，特別是在渦旋區(qū)，它包括了旋流作用下進(jìn)行的重力,、流體阻力和慣性力等作用的分離過程,，而且在主流區(qū)和旋流區(qū)產(chǎn)生的質(zhì)量交換也有使絮體互相碰撞絮凝的作用。因此,，其處理效果優(yōu)于普通斜板沉淀,。

2.2小間距斜板沉淀池 

蜂窩斜管填料沉淀池中水流在理論上處于層流狀態(tài)，其實(shí)不然,，實(shí)際上在斜管沉淀池中水流是有脈動(dòng)的,，這是因?yàn)楫?dāng)斜管中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在礬花顆粒后面產(chǎn)生小渦旋，這些渦旋產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng),。這些脈動(dòng)對(duì)于大的礬花顆粒沒有影響,，對(duì)于反應(yīng)不完全的小顆粒的沉淀起到頂托作用，故此也就影響了出水水質(zhì),。為了克服這一現(xiàn)象,，抑制水流的脈動(dòng)，小間距斜板沉淀設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,。

這一設(shè)備有以下優(yōu)點(diǎn)：

1,、由于間距明顯減少，礬花沉淀距離也明顯減少,，使更多小顆粒可以沉淀下來; 

2,、由于間距減小,，水力阻力增大，使之占水流在沉淀池中水流阻力的主要部分,，這樣沉淀池中流量分布均勻,，與斜管相比，明顯改善了沉淀?xiàng)l件;

3,、排泥性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他形式的淺層沉淀池,，因?yàn)檫@種設(shè)備基本無側(cè)向約束，設(shè)備沉淀面積與排泥面積相等,。

3,、高密度沉淀池

高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎(chǔ)上，充分利用了動(dòng)態(tài)混凝,、加速絮凝原理和淺池理論,，把混凝、強(qiáng)化絮凝,、斜管沉淀三個(gè)過程進(jìn)行優(yōu)化,。主要基于4個(gè)機(jī)理：獨(dú)特的一體化反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)、反應(yīng)區(qū)到沉淀區(qū)較低的流速變化,、沉淀區(qū)到反應(yīng)區(qū)的污泥循環(huán)和采用斜管沉淀布置,。反應(yīng)池分為2個(gè)部分：快速混凝攪拌反應(yīng)池和慢速混凝推流式反應(yīng)池?？焖倩炷龜嚢璺磻?yīng)池是將原水引入到反應(yīng)池底板的中央,，在圓筒中間安裝一個(gè)葉輪，該葉輪的作用是使反應(yīng)池內(nèi)水流均勻混合,，并為絮凝和聚合電解質(zhì)的分配提供所需的動(dòng)能,。礬花慢速地從預(yù)沉池進(jìn)入到澄清池，這樣可避免礬花破碎，并產(chǎn)生渦旋,，使大量的懸浮固體顆粒在該區(qū)均勻沉積,。

礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區(qū)分為兩層：上層為再循環(huán)污泥的濃縮,，下層是產(chǎn)生大量濃縮污泥的地方,。逆流式斜管沉淀區(qū)將剩余的礬花沉淀。通過固定在清水收集槽進(jìn)行水力分布,，斜管將提高水流均勻分配,。清水由一個(gè)集水槽系統(tǒng)收回。絮凝物堆積在澄清池下部,，形成的污泥也在這部分區(qū)域濃縮,。

該沉淀池有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

1.將混合區(qū)、絮凝區(qū)與沉淀池分離,，采用矩形結(jié)構(gòu),，簡(jiǎn)化池型;

2.沉淀分離區(qū)下部設(shè)污泥濃縮區(qū)，占地少;

3.在濃縮區(qū)和混合部分之間設(shè)污泥外部循環(huán),，部分濃縮污泥由泵回流到機(jī)械混合池,，與原水、混凝劑充分混合,，通過機(jī)械絮凝形成高濃度混合絮凝體,，然后進(jìn)入沉淀區(qū)分離

4.新型中置式高密度沉淀池

新型中置式高密度沉淀池是上海市政工程研究總院設(shè)計(jì)的新池型，該工藝過程集中了斜管沉淀池,、機(jī)械攪拌澄清池和高密度沉淀池的優(yōu)點(diǎn),，將混合、絮凝,、沉淀,、污泥濃縮綜合于一體。中置式高密度沉淀池設(shè)有5個(gè)過程區(qū)：混合區(qū),、絮凝反應(yīng)區(qū),、分離沉淀區(qū)、濃縮排泥區(qū)和分離出水區(qū),。

新型中置式高密度沉淀池有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）占地小;

2）絮凝時(shí)間較短,，由于污泥回流，可形成高濃度混合液,，大大提高了絮凝效果,，縮短了機(jī)械攪拌階段的絮凝時(shí)間;

3）布水均勻，由于采用了池中向兩側(cè)均勻布水形式,，大大縮短了布水路徑,，從而有效避免了布水不均影響出水水質(zhì)的問題;

4）減少了加藥量,； 

5）沉淀池的水流流勢(shì)合理，由于進(jìn)出沉淀池水流是由下而上再由下而上垂直運(yùn)動(dòng),，泥水分離效果更徹底,，不宜跑礬花;

6）水廠可不設(shè)濃縮池，由于沉淀池底采用濃縮刮泥,，污泥含固率高,，可直接進(jìn)行脫水處理;

7)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，布置簡(jiǎn)潔合理,。

5.攔截式沉淀池 
攔截式沉淀池是集重力,、碰撞吸附力、接觸吸附力等多種沉降作用于一體的沉淀池,，提高了顆粒沉降效率,。攔截式沉淀池是在池內(nèi)裝有攔截體，對(duì)水中自由運(yùn)動(dòng)的顆粒設(shè)置障礙,，顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)與攔截體在三維空間發(fā)生碰撞,，這樣運(yùn)動(dòng)顆粒在三維空間上與固定的攔截體實(shí)現(xiàn)了碰撞靜止，即顆粒運(yùn)動(dòng)速度為零,。

這是由于顆粒靠攔截體摩擦力的約束,，便于附著和吸附在攔截體上,，攔截體吸附了無數(shù)小顆粒靜止的等待不斷運(yùn)動(dòng)的顆粒碰撞，結(jié)成大泥團(tuán),，當(dāng)泥團(tuán)達(dá)到足夠質(zhì)量后便克服攔截體摩擦力沉淀下來,。由于水中顆粒運(yùn)動(dòng)是在三維空間上與固定的攔截體碰撞沉淀，因此呈現(xiàn)出多向性和短距離,，不論顆粒尺寸,、質(zhì)量、形狀有何差異,，只要與攔截體碰撞均能附著在攔截體上形成大泥團(tuán)沉淀,。攔截沉淀對(duì)于處理低濁水效果十分理想，不使用助凝劑,，處理相同水量,，攔截沉淀池可較其他沉淀池混凝劑用量降低20%左右。

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