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工業污水處理物理法——沉淀（上）

      （一）沉淀的功能和原理

      廢水中密度大于水的懸浮物可以在重力的作用下，通過沉降作用得以分離。通過這種作用去除廢水中懸浮物的方法稱為沉淀法。沉降法的主要去除對象是懸浮液中粒徑在10μm以上的可沉固體，即在2h左右的自然沉降時間內能從水中分離出去的懸浮固體。沉淀法通過對廢水中這些顆粒物的去除，一不僅降低了廢水中污染物的濃度，同時對保證整個廢水處理系統的正常運行也起到了重要作用。沉淀過程簡單易行，分離效果較好，是水處理的重要過程之一，幾乎是所有水處理過程不可缺少的基本單元之一。在實際應用中，進行重力沉降吩分離的構筑物有以下兩種：①沉砂池；②沉淀池。

      （二）沉砂池的常見類型

      我們先來說說沉砂池。沉砂池的工作原理是以重力分離為基礎，就是將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流走。沉砂池可分為以下三種：①平流沉砂池；②曝氣沉砂池；③旋流沉砂池。

      2.1平流沉砂池

      平流沉砂池實際上是一個比入流渠道和出流渠道寬而深的渠道，當污水流過時，由于過水斷面增大水流速度下降，污水中夾帶的無機顆粒在重力的作用下下沉，從而達到分離無機顆粒的目的。

      平流式沉砂池具有工作穩定、構造簡單的特點。池的上部近似于一個加寬了的明渠，兩端設有閘門D控制水流，在池的底部設置1~2個貯砂斗，下接排砂管，可利用重力排砂，也可用射流泵或螺旋泵排砂。

      平流沉砂池運行操作主要是控制污水在池內的水平流速和停留時間。運行時，采用的主要參數如下：

      (a) 池內水平流速最大為0.30m/s，最小應為0.15 m/s;

      (b) 在池內停留時間一般為30~60s，最大流量時停留時間不應小于30s；

      (c) 有效水深不應大于1.2m，每格寬度不宜小于0.6m。

      水流流速的具體控制取決于沉砂粒徑的大小。若沉砂組成以大砂礫為主，水平流速應大些，使有機物沉淀最少；反之必須放慢流速才可以使砂粒沉淀下來，這時大量有機物也隨即一起沉淀下來。具體到每個單位沉砂池流速的最佳范圍，運行人員應根據實際運行的除砂率和有機物沉淀情況確定。

      2.2曝氣沉砂池

      普通平流沉砂池的主要缺點是沉砂中含有約15%的有機物，增加后續處理難度。采用曝氣沉砂池可以在一定程度上克服此缺點。

      曝氣沉砂池是一長型渠道，池表面呈矩形，池底一側有0.1-0.5的坡度，坡向另一側的集砂槽，曝氣裝置設在集砂槽側，距池底0.6~0.9m，使池內水流作旋流運動，無機顆粒之間的互相碰撞與摩擦機會增加，把表面附著的有機物除去。由于旋流產生的離心力，把比重較大的無機物顆粒甩向外層而下沉，比重較輕的有機物旋至水流的中心部位隨水帶走。可使沉砂中的有機物含量低于10%，稱為清潔沉砂。另外由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡、加速污水中油類的分離等作用。

      曝氣沉砂池的運行操作主要是控制污水在池中的旋轉流速和旋轉圈數。一般運行參數采用如下：

      （a）曝氣沉砂池的水流在流量最大時的停留時間為1~3min，水平流速為0.1m/s;

      （b）空氣量應保證池中水的旋轉速度在0.3m/s左右，處理每立方米污水的曝氣量為0.1~0.2m空氣，有效水深為2~3m，寬深比為1：1.5。

       旋轉速度與砂粒粒徑相關，粒徑越小，需要的旋轉速度越大；旋轉速度也不能太大，否則沉下的砂礫會重新泛起。旋轉速度與沉砂池的幾何尺寸、擴散器的安裝位置和曝氣強度等因素有關。旋轉圈數與曝氣強度及污水在池內的水平流速有關，曝氣強度越大，旋轉圈數越多，沉砂效率越高；反之沉砂效率降低。旋轉速度和旋轉圈數這兩個參數在正常運行中不易測量，通常采用曝氣強度作為控制指標。

      2.3旋流沉砂池

      旋流沉砂池是一種利用機械外力控制水流的流態與流速，加速砂粒的沉淀，并使有機物隨水流走的沉砂裝置。旋流沉砂池的結構如圖3-9所示。在旋流沉砂池中，污水由流入口沿切線方向進入沉砂區，利用轉盤和斜坡式葉片的旋轉作用產生離心力，使部芬砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剝落下來的有機物則回到污水中。通過調節轉盤和葉片的轉速，可以調節沉砂效果。

      旋流沉砂池具有池型簡單、占地小、運行費用低、除砂效果好等優點。旋流沉砂池的排砂目前采用兩種形式：一種是靠砂泵排砂，其優點在于設備少、操作簡便，但砂泵的磨損問題較嚴重；另一種是通過壓縮空氣氣提排砂，其優點在于系統可靠、耐用，但設備相對較多。

      旋流沉砂池為圓形，采用切線方向進水、切線方向出水。進水流速一般為1m/s，水力停留時間約為1min。

      2.4.沉砂池的運行管理

      （1）在沉砂池的前部，一般都設有細格柵，細格柵上的垃圾應及時清撈。

      （2）在一些平流沉砂池上常設有浮渣擋板，擋板前浮渣應每天清撈。

      （3）沉砂池的最重要操作是及時排砂。對于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。

      （4）排砂機械應經常運轉，以免積砂過多引起超負荷，排砂機械的運轉間隔時間應根據砂量及機械的能力而定。排砂間隙過長，會堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂機械。排砂間隙過短會使排砂量增大，含水率增高，使后續處理難度增大。用重力排砂時，排砂管堵塞，可用氣泵反沖洗，疏通排砂管。

      （5）曝氣沉砂池的空氣量應每天檢查和調節，調節的依據是空氣計量儀表。如果沒有空氣計量儀表，可測表面流速。若發現情況異常（如曝氣變弱），應停車排空檢查。清理完畢重新投運，先通氣后進水（防止砂粒進入擴散器）。

      （6）每周都要對進、出水閘門及排渣閘門進行加油、清潔保養，每年定期油漆保養。

      （7）沉渣應定期取樣化驗。主要項目有含水率及灰分，沉渣量也應每天記錄。

      （8）剛排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁邊應設集砂池。集砂池的墻從上到下有算水孔或縫，用竹算或帶孔塑料板擋住，水分通過小孔或縫流走，含水率可降到60%-70%。沉渣用于填注或放于空地。

      （9）沉砂池由于截留大量易腐敗的有機物質，惡臭污染嚴重，特別是夏季，惡臭強度很高，操作人員一定要注意，不要在池上工作或停留時間太長，以防中毒。堆砂處應用次氯酸鈉溶液或雙氧水定期清洗。

      結語：

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