作为智慧水务的基础,水厂的水处理工艺是十分重要的一环。在上一篇文章中,我们分析了水处理的第一个工艺混凝,讲述了它的原理。这一篇,我们将重点讨论沉淀这个环节。

水厂净水工艺经过混凝这一环节后即进入沉淀的环节。本章重点叙述了沉淀的原理以及沉淀环节实现的两种方式。水中悬浮颗粒依靠重力作用,从水中分离出来的过程称为沉淀。颗粒比重大于l 时,表现为下沉;小于1 时,表现为上浮。

在给水处理中,常遇到两种沉淀,一种是颗粒沉淀过程中,彼此没有干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作淀;另一种是颗粒在沉淀过程中,彼此相互干扰,或者受到容器壁的干扰第一种相同,但沉淀速度却较小,称为拥挤沉淀。

严格而言,自由沉淀是单个颗粒在无边际的水体中的沉淀。此时颗粒排挤开同体积的水,被排挤的水将以无限小的速度上升。当大量颗粒在有限的水体中下沉时,被排挤的水便有一定的速度,使得颗粒所受到的水阻力有所增加,颗粒处于相互干扰状态,此过程称为拥挤沉淀。

在沉淀这一环节中,水厂一般采用平流式沉淀池和斜板与斜管沉淀池两种类型的沉淀池来实施的。

平流式沉淀池应用很广,原水经投药、混合与絮凝后,水中悬浮杂质已经形成粗大的絮凝体,要在沉淀池中分离出来完成澄清的作用。平流式沉淀池为矩形水池,上部为沉淀区,下部为污泥区,池前部有进水区,池子后部有出水区。经混凝的原水流入沉淀池后,沿进水区整个截面均匀分配,进入沉淀区,然后缓慢地流向出口区。水中的颗粒沉于池底,沉积的污泥连续或定期排除池外。平流式沉淀池在运行的时候,水流受到池身构造和外界影响(如进口处水流惯性、出口处束流、风吹池面、水质的浓差和温差等),致使颗粒沉淀复杂化。

在沉淀池有效容积一定的条件下,增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高。根据这一理论,可以把普通平流式沉淀池改建成多层多格的池子,使得沉淀面积增加,但是排泥的问题无法得到解决,因此出现了斜板和斜管沉淀池。

斜板(或斜管)沉淀池是把与水平面成一定角度的众多斜板(或斜管)放置于沉淀池中构成。水从下向上流动(也有从上向下,或是水平方向流动),颗粒则沉于斜板(或斜管)底部。当颗粒积累到一定的程度时,便自动滑下。

从改善沉淀池水力条件的角度来分析,斜板斜管沉淀池满足了水流的稳定性和层流的要求。

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