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斜管沉淀池屬泥渣懸浮澄清池,泥渣懸浮層該池凈水效果好壞的關(guān)健,泥渣懸浮層在凈水工藝中起著接觸凝聚的作用。其既有膠體顆粒之間的相互吸附、接觸凝聚,也有膠體顆粒在懸浮泥渣表面的吸附、接觸凝聚。 根據(jù)有關(guān)資料要求:懸浮泥渣層的濃度一般應(yīng)控制在2500-5000mg/L,厚度一般在1.5m-2.5m范圍內(nèi)。斜管澄清池的上升流速一般控制在1.4-2.5mm/s,同時(shí)應(yīng)根據(jù)原水懸浮顆粒的性質(zhì)確定。如處理低溫、低濁(尤其是以有機(jī)懸浮顆粒為主的)原水時(shí)應(yīng)取低值。 一側(cè)進(jìn)水(向上流)斜管沉淀池在中小型凈水廠中應(yīng)用較為廣泛,但在日常運(yùn)行過程中“跑礬花”現(xiàn)象是較為普遍,究其原因,可分為以下幾種; 一是與前道工序的絮凝效果有關(guān),二是與沉淀池的配水均勻性有關(guān),三是與原水濁度、懸浮顆粒性質(zhì)有關(guān),四是與運(yùn)行管理有關(guān)。
經(jīng)混合、絮凝的水流進(jìn)入斜管沉淀池可視為過堰水流,上升水流成拋物線沿池長方向水平延伸。由于集水管(渠)中的集水孔眼在同一水平線上,其出水的終點(diǎn)水頭是一致的,進(jìn)入沉淀池的水流量與集水管(渠)的出水流量相平衡.其水流軌跡為:進(jìn)入沉淀池的上層水流進(jìn)入前部斜管,由前端集水管(渠)出水.而底層水流成向上拋物線接近末端向上進(jìn)入斜管,由末端的集水管(渠)出水。
由于水流成拋物線延伸,沉淀底部沿水流方向形成15%-20%的靜水區(qū),沉淀池底部的有效容積得不到充分利用。 由于始端流量大于末端流量,在斜管底面以下(泥渣懸浮層中)始端的流速大于末端流速,隨著流量的逐漸減小流層的厚度隨之減少,由始端的2m到末端的0.5m左右,但水流與懸浮泥渣層的接觸時(shí)間隨著行徑距離的增加而增加。 由于水平流速和水流行徑距離的差異,因此始末水流在泥渣懸浮層中的停留接觸時(shí)間相差懸殊,這就是一側(cè)進(jìn)水的斜管沉淀池在工藝上存在的一大弊端. 根據(jù)試算可知:經(jīng)絮凝的水流進(jìn)入沉淀池后,始、末端水流與泥渣懸浮層的接觸時(shí)間差相當(dāng)懸殊,末端水流與懸浮泥渣層接觸是始端的(37.7/2.22) 16.98倍。由此可知經(jīng)絮凝后前段水流在沉淀池的停留時(shí)間極為短暫,與泥渣懸浮層的接觸、凝聚、吸附幾率極少,故較易“跑礬花”影響沉淀效果。 斜管沉淀池改進(jìn)方法: 根據(jù)上述試驗(yàn)、推理對(duì)于向上流斜管沉淀池采用一側(cè)進(jìn)水方式,所造成配水不均而影響沉淀效果是必然的.為達(dá)到預(yù)期的沉淀效果,應(yīng)采用取*為有效的改進(jìn)辦法.下面以折板或網(wǎng)格絮凝池合建的斜管沉淀為例。 (1)新建絮凝與沉淀組合池,可采用脈沖澄清池的布水原理:將三角排泥槽(斗)體改為空腹,并在三角形壁板上設(shè)布水孔,利用排泥槽(斗)體腹內(nèi)空間.將一、二段絮凝后的水流通過排泥槽(斗)體腹內(nèi)空間由布水孔出水,使水流與沉淀池底部高濃度的泥渣懸浮層接觸。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮“空腹”內(nèi)的排泥問題. (2)對(duì)于舊池改造也可采用脈沖澄清池的布水原理:可在三角排泥(斗)砌體頂部安裝若千條布水管,管內(nèi)流速應(yīng)低于絮凝池出口的流速,一般應(yīng)控制在0.1mIs左右,并在布水管上設(shè)布水孔,布水孔口應(yīng)45度向下,將絮凝后的水流通過布水管中的布水孔出水。因布水孔口向下無需考慮管內(nèi)積泥問題。 通過布水孔布水,使水流穿越沉淀池底部高濃度的泥渣懸浮層,均勻地分布到整個(gè)沉淀池,這不僅克服了一側(cè)進(jìn)水向流斜管沉淀池配水不均的一大弊端,充分地利用了沉淀池底部的有效容積,延長絮凝的時(shí)間,增加水流中懸浮顆粒與泥渣層中懸浮顆粒接觸、凝聚、吸附的幾率,增加懸浮顆粒在泥渣懸浮層內(nèi)的停留時(shí)間,會(huì)得到較好的沉淀效果。 (3)改進(jìn)前、后水流與泥渣懸浮層接觸時(shí)間比較 根據(jù)水流在泥渣懸浮層內(nèi)持著凝聚、吸附時(shí)間推理、試算結(jié)果水流與泥渣懸浮層接觸平均時(shí)間為37.7=18.9min,設(shè)泥渣懸浮層厚度為2000mm,上升流速為1.5mm,水流與泥渣懸浮層的接觸時(shí)間為2000/(1.5x60) =22min,比改進(jìn)前增加停留時(shí)間18%. 特別對(duì)低濁度原水的處理,因絮凝后的水流穿越斜管沉淀池底部高濃度的泥渣懸浮層,水流中的懸浮顆粒與泥渣懸浮層的懸浮顆粒更多的接觸、混合機(jī)會(huì),無需再投粘土和活性污泥回流,也能得到顯著效果。