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高濁時期蜂窩斜管沉淀池排泥性能分析

瀏覽量: 點擊次數:296 更新時間:2022-09-14   時間:2022-09-14

    從平流沉淀池到淺池蜂窩斜管沉淀池的過渡是沉淀技術上的一次重要改變,它大幅度地提高了沉淀效率,減少了沉淀池的占地面積和造價,也改善了沉淀池出水水質,因此上世紀70年代以后蜂窩斜管沉淀池在我國普遍推廣,幾乎所有的新建水廠或舊廠改制項目的設計都采用了蜂窩斜管沉淀池。     但通過數十年來水廠運行實踐,蜂窩斜管沉淀池 在某些特定情況下 也會有比較嚴重的缺點,主要是運行可靠性及抗沖擊能力差,在一些特殊時期特別是高濁期出水水質不能保證。正是由于這個原因,在我國南方已出現了以平流沉淀池代替斜管沉淀池的逆轉趨勢。     蜂窩斜管沉淀池為什么會有上述一些致命弱點呢?給水工程界對此看法不一致,比較普遍看法是由于斜管沉淀池大幅度地提高了沉淀效率,縮短了水在沉淀池中停留的時間,這樣就降低了沉淀池的緩沖能力。當濁度突然變化或由于投藥不正常,致使絮凝反應不完善時,沉淀池出水水質必然惡化。而平流沉淀池情況正好相反,水在沉淀池中停留時間長達兩個小時以上,因而具有很好的緩沖能力。即使有一些絮凝反應不完善的加藥原水進入,其出水水質也優(yōu)于斜管沉淀池出水水質。     正是基于這樣一種認識和實踐,很多人認為在給水處理上“高效”與“安全可靠”是相互矛盾的,為了保證出水水質,在我國南方很多地區(qū)寧可選用平流沉淀池而不選用蜂窩斜管沉淀池,從沉淀技術發(fā)展來看出現了走回頭路的趨勢。斜管沉淀池的沉淀與排泥性能剖析用“高效”與“安全可靠”相互矛盾這一結論去認識在特殊時期斜管沉淀池出水水質不如平流沉淀池出水水質是不正確的,這只是一種表面現象。高濁時期與投藥不正常時,絮凝反應不完善,礬花沉淀性能不好,這主要是由下面一些原因形成的:     1.高濁時期原水濁度高,源水中泥沙含量較大,因此藥劑擴散阻力大,以目前的混合工藝,要使藥劑擴散到水體每個細部基本上是不可能的,致使水體的一部分區(qū)域混凝劑過剩,礬花長的過快而且松散,遇到強的擾動立刻破碎,很難形成密實的礬花;還有一部分區(qū)域藥劑不夠或者根本無藥劑,因此很多膠體顆粒不能及時脫穩(wěn)和凝聚,故其沉淀性能很差;     2.在投藥不正常時期,由于投藥量遠離更佳投藥量范圍,絮凝反應形成的礬花顆粒必然松散,導致污泥在斜管中的沉淀和排泥性能嚴重惡化。


    上述原因是造成在特殊時期蜂窩斜管沉淀池出水水質不良的外界條件。而斜管沉淀池本身動力性能的缺陷是導致出水水質不良的內在原因。應該說斜管本身沉淀性能遠優(yōu)于平流式沉淀池,因斜管的特征尺度遠小于平流式沉淀池的特征尺度;斜管中的流動雷諾數遠小于平流式沉淀池中的雷諾數(雷諾數反應了流動過程中水流慣性力與粘性力的比值)。斜管中的水流粘性力遠大于平流式沉淀池水流的粘性力,因此斜管中的水流脈動強度遠低于平流式沉淀池中水流脈動強度,所以其沉淀性能是非常好的。

    但在斜管本身結構上,由于斜管尺度小,污泥下滑受到側壁束縛,下滑速度會受到較大影響;更主要的問題在于當污泥沉淀到正沉淀面之上時,很快沿斜管傾斜方向下滑被排入到沉淀池底部,而沉淀到斜沉淀面之上的污泥,則要沿兩個方向下滑,一是沿斜管傾斜方向下滑距離較長,傾斜方向下滑距離很短,因此斜管沉淀面上的污泥絕大多數勢必首先滑入正沉淀面和斜沉淀面的交界處,然后再由正沉淀面排入到沉淀池底部,所以斜管中的實際排泥面僅為正沉淀面,遠小于斜管的沉淀面,這必然造成斜管的排泥面負荷過大。因此,在特殊時期污泥數量特別大,污泥的沉淀性能不好時,使斜管中排泥面接收的污泥量高于排出量,而造成污泥堆積現象。     一旦出現積泥,導致蜂窩斜管的過流面積減少,上升流速增加,從而增加了水流對污泥下滑的頂托作用,進一步妨礙了污泥下滑,使積泥愈加嚴重,造成了斜管中積泥現象的惡性循環(huán)。     斜管中積泥會產生兩種結果,一是導致斜管中上升流速加大,水在斜管中停留時間變短,使一些正常時期應該能夠沉淀的小顆粒不能沉淀下來;二是當污泥積存到一定數量,使斜管中上升水流達到一定速度,水流會把斜管中的一部分積泥卷帶起來,造成沉淀池出水水質嚴重惡化。     斜管積泥是由于斜管排泥面負荷過大引起的。小間距斜板沉淀池卻充分地彌補了普通斜管沉淀池在高濁度時期斜管動力性能上的種種不充分發(fā)揮淺地沉淀地優(yōu)勢,扭轉目前從斜管沉淀地再向平流式沉淀池逆轉的比較理想的更新?lián)Q代設備。它可有效地實現“高效”與“安全可靠”的統(tǒng)一。


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