斜管沉淀池属泥渣悬浮澄清池,泥渣悬浮层该池净水效果好坏的关健,泥渣悬浮层在净水工艺中起着接触凝聚的作用。其既有胶体颗粒之间的相互吸附、接触凝聚,也有胶体颗粒在悬浮泥渣表面的吸附、接触凝聚。 根据有关资料要求:悬浮泥渣层的浓度一般应控制在2500-5000mg/L,厚度一般在1.5m-2.5m范围内。斜管澄清池的上升流速一般控制在1.4-2.5mm/s,同时应根据原水悬浮颗粒的性质确定。如处理低温、低浊(尤其是以有机悬浮颗粒为主的)原水时应取低值。 一侧进水(向上流)斜管沉淀池在中小型净水厂中应用较为广泛,但在日常运行过程中“跑矾花”现象是较为普遍,究其原因,可分为以下几种; 一是与前道工序的絮凝效果有关,二是与沉淀池的配水均匀性有关,三是与原水浊度、悬浮颗粒性质有关,四是与运行管理有关。
经混合、絮凝的水流进入斜管沉淀池可视为过堰水流,上升水流成抛物线沿池长方向水平延伸。由于集水管(渠)中的集水孔眼在同一水平线上,其出水的终点水头是一致的,进入沉淀池的水流量与集水管(渠)的出水流量相平衡.其水流轨迹为:进入沉淀池的上层水流进入前部斜管,由前端集水管(渠)出水.而底层水流成向上抛物线接近末端向上进入斜管,由末端的集水管(渠)出水。
由于水流成抛物线延伸,沉淀底部沿水流方向形成15%-20%的静水区,沉淀池底部的有效容积得不到充分利用。 由于始端流量大于末端流量,在斜管底面以下(泥渣悬浮层中)始端的流速大于末端流速,随着流量的逐渐减小流层的厚度随之减少,由始端的2m到末端的0.5m左右,但水流与悬浮泥渣层的接触时间随着行径距离的增加而增加。 由于水平流速和水流行径距离的差异,因此始末水流在泥渣悬浮层中的停留接触时间相差悬殊,这就是一侧进水的斜管沉淀池在工艺上存在的一大弊端. 根据试算可知:经絮凝的水流进入沉淀池后,始、末端水流与泥渣悬浮层的接触时间差相当悬殊,末端水流与悬浮泥渣层接触是始端的(37.7/2.22) 16.98倍。由此可知经絮凝后前段水流在沉淀池的停留时间极为短暂,与泥渣悬浮层的接触、凝聚、吸附几率极少,故较易“跑矾花”影响沉淀效果。 斜管沉淀池改进方法: 根据上述试验、推理对于向上流斜管沉淀池采用一侧进水方式,所造成配水不均而影响沉淀效果是必然的.为达到预期的沉淀效果,应采用取*为有效的改进办法.下面以折板或网格絮凝池合建的斜管沉淀为例。 (1)新建絮凝与沉淀组合池,可采用脉冲澄清池的布水原理:将三角排泥槽(斗)体改为空腹,并在三角形壁板上设布水孔,利用排泥槽(斗)体腹内空间.将一、二段絮凝后的水流通过排泥槽(斗)体腹内空间由布水孔出水,使水流与沉淀池底部高浓度的泥渣悬浮层接触。在设计时应考虑“空腹”内的排泥问题. (2)对于旧池改造也可采用脉冲澄清池的布水原理:可在三角排泥(斗)砌体顶部安装若千条布水管,管内流速应低于絮凝池出口的流速,一般应控制在0.1mIs左右,并在布水管上设布水孔,布水孔口应45度向下,将絮凝后的水流通过布水管中的布水孔出水。因布水孔口向下无需考虑管内积泥问题。 通过布水孔布水,使水流穿越沉淀池底部高浓度的泥渣悬浮层,均匀地分布到整个沉淀池,这不仅克服了一侧进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积,延长絮凝的时间,增加水流中悬浮颗粒与泥渣层中悬浮颗粒接触、凝聚、吸附的几率,增加悬浮颗粒在泥渣悬浮层内的停留时间,会得到较好的沉淀效果。 (3)改进前、后水流与泥渣悬浮层接触时间比较 根据水流在泥渣悬浮层内持着凝聚、吸附时间推理、试算结果水流与泥渣悬浮层接触平均时间为37.7=18.9min,设泥渣悬浮层厚度为2000mm,上升流速为1.5mm,水流与泥渣悬浮层的接触时间为2000/(1.5x60) =22min,比改进前增加停留时间18%. 特别对低浊度原水的处理,因絮凝后的水流穿越斜管沉淀池底部高浓度的泥渣悬浮层,水流中的悬浮颗粒与泥渣悬浮层的悬浮颗粒更多的接触、混合机会,无需再投粘土和活性污泥回流,也能得到显著效果。