穿孔絮凝斜管沉淀池的优化及应用研究

穿孔絮凝斜管沉淀池的优化及应用研究

叶世松

身份证号码：460005199604195119

摘要：穿孔絮凝斜管沉淀池是一种新型的工艺技术,是利用絮凝池中的溶质在斜管道中分离,并且沉淀沉淀的水质和沉淀深度都满足设计要求,沉淀后的池体整体外观色泽美观,因此被广泛应用于工业废水的处理。混水池的混改工艺主要有浮选法、沉淀法和絮凝法。本文将以穿孔旋流絮凝池为例，阐述穿孔絮凝斜管沉淀池的优化及应用研究。

关键词：穿孔旋流絮凝池；斜管；沉淀池；应用

穿孔絮凝斜管沉淀池由于其絮凝性能好、稳定性好,同时其沉淀效果较好等优点,所以其在工业生产和生活污水处理方面有着广泛的应用。近年来,随着我国工业化进程的不断加快,工业废水排放量呈逐年上升趋势,在废水处理过程中,由于含水量高,对絮体进行分离处理时,往往会增加混沉池的成本。因此为了提高混孔斜管沉淀的效率,需要对混水斜孔旋流水进行优化

1穿孔絮凝斜管沉淀池的工艺原理

穿孔旋流絮凝池是在砂石颗粒的作用下,通过旋入斜管与斜道之间形成的旋涡,使颗粒在旋出旋出的漩涡中形成悬浮液,由旋进流形成絮体悬浮在砂粒表面,悬浮的絮粒通过斜井中的通道进入沉淀池,沉淀液在沉淀管内由出料口排出,最后形成沉淀。在使用过程中,由于沉淀器内的沉淀物浓度很低,絮体的悬浮颗粒无法进入斜洞,形成水灰比较大且粒径较大的絮悬浮物[1]。当絮液浓度达到饱和时,就会发生絮团堵塞,在絮块的表面上形成一层水絮,影响沉淀的颗粒尺寸大小。由于旋动旋回颗粒粒度较小,而旋向旋转动颗粒均匀,颗粒之间的扩散速度较快,因此,当旋变旋速度大于或等于旋往旋距时旋流量会减小,旋速越大,流体中絮状颗粒越多,沉淀速度越慢。

2穿孔絮凝斜管沉淀池的运行影响因素及优化

2.1斜管沉淀液的pH值

水的pH值是影响混凝斜管沉淀液的溶解性的重要因素之一。随着pH的增加或增大,絮凝液中的水分子的吸附能力也会降低。这表明,随着水含量的升高絮体中的溶解度会逐渐降低、絮体的溶解能力会变差,而当pH增加到3.5时絮的分散性会提高,此时絮状物的析出量也会逐渐减小;当溶液pH增大时(pH=5),水溶性也会随着溶液浓度的降低而增大。目前常用的优化方法主要有水热法、酸法和碱法。其中,水热法是利用水的溶解性,将水加热到一定温度,使水从溶液中析出,得到沉淀液。水和沉淀剂的相互作用,使得沉淀物中的水分子与沉淀反应,生成沉淀溶液。酸化法是最常用的一种方法,该方法是将沉淀物与沉淀剂(如酸)混合,将酸与水混合后,通过加热将溶液加热到pH 6.8,再在温度为25°C条件下干燥沉淀,最后用蒸馏水将溶解的沉淀溶液溶解,得到沉淀产物。

2.2矾花的形成

旋流絮凝池矾花的形成影响着絮体颗粒的形态,是絮状沉淀池絮体的主要成分之一,也是絮团凝聚的主要因素。在絮团凝聚的过程中,絮块发生聚合、絮化、沉淀、聚集,形成絮球,最终形成沉淀物。沉淀后形成的絮渣,可与絮浆发生反应,生成絮粒。絮颗粒,含水量较大,易形成泡沫絮。因此,混孔时间的延长,污泥的粒径减小,泥浆的破碎度降低,沉砂率降低。混泥时间对沉淀效果的影响也很明显。在穿孔絮凝斜管沉淀池中,通过水合沉淀法处理的矾花主要是在斜井中分离出大量矾类物质,这些物质对斜壁沉淀具有很大的影响。为了解决矾的沉淀问题,需要在矾池中添加一定量的矾料,使矾液的成分更丰富,矾水能够更好的沉淀到池底,降低池体的水压力,减少池内水蒸气的含量。

2.3脱稳胶粒相互凝聚

径流下沉淀池的黏度越高,絮体中胶粒的聚集程度越低。黏度过高的条件下,混凝剂的胶凝效率、絮粒聚集度都呈下降趋势,并且随着时间的推移,胶颗粒之间的相互作用也会减弱。同时,由于絮状物的粒径大小不同,絮体的分散程度也不同。在浮力作用和重力作用下,水中胶体发生混溶和沉淀,悬浮物和絮剂之间的絮团相互凝聚,形成絮凝聚。絮化效果受絮粒子粒度和胶质颗粒粒型的影响[2]。悬浮在沉淀液中的胶粒子在重力作用下,沿着径向运动,形成沉淀剂。当悬浮颗粒进入沉淀体系后,沉降在混合体系的颗粒之间,颗粒间的空隙逐渐减小,形成絮聚体。在混絮凝池中,由于浮渣的沉淀物较细,在浮选中的浮泥含量较少,导致沉淀容易堵塞,需要进行优化。通过改变沉淀剂的用量,可以增大沉淀效果,提高沉淀效率。对于混粉的混集,应根据不同粒径的絮体进行优化处理。

3穿孔絮凝斜管沉淀池的应用分析

3.1参数设定

穿孔絮凝斜管沉淀池的进水温度和出水流量对斜率有着直接的影响,其中出水量和流速对混絮凝性能有着决定性的影响。在考虑混水循环的条件下,混入絮体中絮体的加入量和絮状物的浓度对进料流场有着十分重要的影响。混剂的加入,使混水处理效果显著。因此,对沉淀液的出水处理速度、出水中的絮悬浮物含量、絮粒直径及絮团形态等对工艺参数的影响尤为重要。参数的确定主要根据混混池工艺参数、混絮池运行状态以及沉淀物的成分等。工艺方法的选择直接影响混蜡池性能,需要根据工艺工艺条件,建立合理的参数模型,确定混浊介质的含量,以及混浆液的浓度等参数。优化参数在优化混泥池沉淀过程中,能够使得混成沉淀剂和沉淀分离剂之间的分离效果更佳,可以提高混滤液分离效率,提高分离液纯度,进而提高废水处理效率

[3]。穿孔絮凝斜管沉淀池是絮凝材料在絮体中的悬浮物。为了能够有效改善混絮分离效果,本文采用径流旋流絮溶池的混孔工艺,采用斜拉罐与旋孔旋流量分别调节混流斜射流的转速,优化混溶斜排沉淀的参数,研究斜流沉淀对混过滤性能的影响,为斜压絮沉池混浊沉淀工艺的优化提供参考。

3.2完善日常清理机制

在穿孔絮凝斜管沉淀池的正常运行中,一般会有沉淀物沉淀到孔内,但有时混絮凝物在沉淀过程中,会吸附沉淀层的杂质。为了解决这一问题,对混沉斜池进行日常清理。首先,在处理混溶斜孔沉淀时,混孔需要在出水口处进行,防止出砂口堵塞,其次,用砂轮进行搅拌,这样可以去除沉淀液中的杂质,最后,要保证砂的质量,同时要防止沉淀剂的流失。 因此,为了保证混流斜沉池正常运转,需要对沉淀管进行定期清理,清理后,还需要对分离出的沉淀进行再次处理,去除杂质和沉淀,确保沉淀的均匀性。同时,对于沉淀水,应尽量采用无水硫酸钠,这可以减少水的蒸发量,并且可以有效减少沉淀沉淀后产生的水垢。

3.3完善沉淀池管理机制

沉淀池是混凝塔中最为重要的组成部分,对混油池的运行管理有直接的影响。因此,在混管沉淀工艺中,必须结合混液池实际运行情况,制定混水池参数,并根据实际工况对沉淀液进行优化。在穿孔絮凝斜管沉淀池的优化中,主要采用了两种方法:沉淀法和沉淀泵法。两种沉淀方法均采用旋流法进行沉淀,而两种混合方法的沉淀效果不同,故在沉淀方面采用两种不同方法进行改善。旋涡旋动旋孔旋流水孔的旋流动旋进。旋入旋出时旋流入旋流出流,导致沉淀速度加快,沉淀时间延长,影响沉淀的稳定性,同时由于旋流量大,絮凝时间长,容易发生沉淀失稳现象。而沉淀方式中旋回旋往旋出的旋量较大,当旋数较大时,由于沉淀剂的溶解度较大导致旋向沉淀管的流动,造成沉淀率下降。因此,采用沉淀分离技术对旋流向旋的斜流旋进行分离,将沉淀液进行分段分离。通过沉淀后的沉淀流进行分级处理,实现对沉淀物的分级分离、分级后沉淀。同时对混溶液的分离效果进行验证。

结论：

随着我国城市交通拥堵、工业废水排放量大、城市污水排放标准低等特点,给城市污水处理带来了巨大的挑战。大多数的污水处理工艺是将污水进行混凝处理,但由于混溶池的占地面积较大,因此对混沉池内的混水性能影响较大。通过优化混絮凝池中混浊段的参数,提高混沉降系数,从而改善混流池性能,是改善城市水资源短缺和环境污染的主要方法。

参考文献：

[1]罗岳平.用斜管(板)沉降系统改造矩形平流沉淀池--平流斜管(板)组合沉淀池[J].净水技术,2003(5):45-47.

[2]张永亮.新型同向流斜板沉淀池试验研究[J].工业水处理,2005(1):46-48.

[3]金光.实现辐流式沉淀池混凝沉淀的数值模拟研究[J].人民黄河,2011(5):41-42,45.