聚合氯化铝沉淀池之机械加速澄清池
机械加速澄清池属于泥渣循环分离型澄清器,它利用安装在同一根轴上的机械搅拌装置和提升叶轮,使进入第一反应室的液流先在搅拌叶片的搅拌下缓慢回转,使水中杂质能和泥渣相互凝聚吸附,并使泥渣保持在悬浮状态。然后以提升叶轮将泥渣水从第一反应室提升至第二反应室,继续进行絮凝,生成更大的絮体。在此过程中被提升的水量约为澄清池进水量的3-5倍。从第二反应室出来的水流经过导流室进入分离区,在分离区内由于面积突然增大,流速降低,聚合氯化铝的混凝絮体因其与清水的密度差而与清水分离。沉下的絮体泥渣除部分通过泥渣浓
缩室被排出以保持泥渣平衡外,大部分泥渣则通过搅拌装置和提升装置在池内不断与原水再度发生絮凝及循环。机械加速澄清池的构造如图6-25所示。
机械加速澄清池处理效果稳定、处理效率较高,对原水浊度、温度和水量的变化适应性强,但是机械搅拌,耗能较大,腐蚀严重,维修困难。机械加速澄清池在无机械刮泥装置时,进水悬浮物含量一般应小于1000mg/L,较短时间内应不超过3000mg/L;在有机械刮泥装置时,进水悬浮物含量一般应在1000-5000mg/L范围内,较短时间内应不超过10000mg/L;当经常超过1000mg/L时应加预沉池,机械加速澄清池进水温度每日的变化应小于2℃。机械加速澄清池的单台出力较大,机械设备的维修工作量较大,一般适用于大中型水厂。
聚合氯化铝沉淀池之水力循环澄清池
水力循环橙清池也属于泥渣循环分离澄清池。它利用进水本身的动能在水射器中形成高速射流,因而在喉管下部的喇叭门附近造成负压,将数倍于原水的活性泥渣吸入喉管,并在其中使之与原水以及加入原水的药剂进行剧烈而均匀地瞬间混合(混合时间仅1s左右)。由于活性泥渣中的絮凝体具有较大的吸附原水中悬浮絮体及颗粒的能力,因而在第一反应室和第二反应室中迅速结成良好的絮团绒体。从第二反应室中流出的泥水混合液进入分离室后絮团绒粒因密度差而分离。沉下的泥渣,除部分通过污泥浓缩室排出以保持泥渣平衡外,大部分泥渣被水射器再度吸入进行循环,水力循环澄清池的构造如图6-26所示。
水力循环澄清池能最大限度地利用活性泥渣的吸附能力,它的结构简单,不需复杂的机电设备,投资较省,维修工作量也少。水力循环澄清池与机械加速澄清池相比,第一反应室和第二反应室的容积较小,反应时间较短。同时,由于进水量和进水压力的变动,泥渣回流量也随之变化,从而影响净水过程的稳定性。因此,絮凝剂聚合氯化铝用量一般要比机械加速澄清池大些。水力循环澄清池对进水量及温度的变化较为敏感,当进水温度高于池内水温,或部分池面受到阳光强烈照射,或进水量过大时,清水区矾花就大量上升,甚至出现翻池现象。
水力循环澄清池一般适用于进水悬浮物含量小于2000mg/L,短时间内允许到5000mg/L。由于水力循环澄清池的单池处理量一般较小,故通常适用于中小型水厂。
聚合氯化铝沉淀池之悬浮澄清池
悬浮澄清池属于悬浮泥渣接触过滤型澄清池。加入混凝剂聚合氯化铝后的原水,先经过池外的空气分离器,将其中的空气分离出去,以免空气进入池内,搅动悬浮层,破坏接触凝聚区的稳定性。然后通过底部的穿孔管,自下而上进入处于悬浮状态的泥渣层,即接触凝聚区,水中的杂质即和悬浮的活性泥渣颗粒接触碰撞,发生絮凝和吸附作用,使细小的颗粒结绒,逐渐增大,而清水则继续向上透过悬浮泥渣层“过滤”出来,进入清水区,达到了与泥渣分离的目的。悬浮澄清池的构造如图6-27所示。
悬浮澄清池的结构简单,造价较低,对中小型水厂较为适用。悬浮澄清池一般单层式适用于原水含沙量在3000mg/L以下,双层式适用于原水含沙量在3000-10000mg/L左右,当原水含沙量过低或有机物含量较高时,处理效果就较差。悬浮澄清池对进水水量、水温及加药量等的变化较为敏感。当澄清池进水量突然增加(每小时改变设计流量的10%),进水温度高于池内温度或温度变化达±1℃时,悬浮泥渣层将变得不稳定,澄清效果不理想,出水水质会迅速恶化。
聚合氯化铝沉淀池之脉冲式澄清池
脉冲澄清池是一种悬浮泥渣澄清池。它利用脉冲发生器的作用,使澄清池内活性悬浮泥渣层有规律地上下运动,形成周期性的膨胀和收缩,自动调整悬浮层浓度的均匀分布,有利于矾花颗粒的接触和碰撞从而提高净水效果。脉冲澄清池由4个部分组成:a.脉冲发生器系统;b.混合反应系统(中央竖井、配水渠、穿孔配水管和稳流板);C.澄清系统(悬浮层、清水层、穿孔集水管和集水槽)。d.排泥系统(污泥浓缩室和穿孔排泥管)。
各种脉冲澄清池除脉冲发生器不同外,其他结构和工作原理基本相同。脉冲发生器是脉冲澄清池的关键部分,脉冲动作完善程度直接影响脉冲澄清池的水利条件和净水效果,对脉冲发生器的技术要求是:a.能自动周期性脉冲,充放比≥3;b.放水快,时间短,一般5-10s;c.要确保空气不进入悬浮层;d.对大、中、小流量都适用;e.高低水位调节要灵活方便;f.水头损失不宜过大;9.脉冲动作要稳定可靠;h.构造简单,加工方便,造价低。常见的脉冲发生器有机电型(真空泵、电动蝶阀、鼓风机吸气)和水利型(钟罩虹吸式、S形虹吸式、皮膜式、切门式)两类。国外常用真空泵式和S形虹吸式发生器。前者需要套复杂的机电设备和自动化系统,造价高,维修复杂,适用于大中型产水量系统;后者虽构造简单,但仅适合于小流量(100m3/h以下)系统。
脉冲澄清池适宜处理含沙量小于2000mg/L的原水,含沙量大于2000mg/L时需考虑预沉措施。排泥阀宜采用快开阀、水力阀门或蝶阀。由于脉冲澄清池具有脉冲混合的速度快、反应缓慢充分、间歇静止的沉淀、大阻力配水系统均匀性好、水流垂直上升池体利用较充分等诸多特点,所以澄清效率高。此外还具有许多优点,如脉冲澄清池的池形可做成圆形、方形、矩形等,因而便于因地制宜,池中无水下机械设备;集水装置和配水装置可采用石棉或聚氯乙烯制品,不需要钢材,没有腐蚀问题,因而维修保养简单;单池产水量对大中小流量均适用等。主要缺点是处理效果对水质、水温、流量较敏感,要求连续运行,间歇停池时间不宜过长,超过两天则需将池水放空并冲洗干净。
聚合氯化铝沉淀池之加沙澄清池
(1)C.F型加沙澄清池
C.F澄清池如图6-28所示,其有两个不同的回路:一个是原水回路;另一个是微沙和它的再生回路。微沙在回流时和原水在钟形罩内均匀混合,从上部扩散口溢出经下部穿孔板进入锥体反应区,反应罩悬固于池壁上,反应罩外部为沉淀区。在反应区和沉淀区之间的水流断面通过一个可调的裙板来控制。底部的刮泥装置将附着污泥的微沙集中到池底中部,再以泵回收打到旋流器中重复使用。
C.F澄清池的特点是在原水进口加入一种高负荷的悬浮活性絮体。实际使用的是石英沙微粒。原水在加入絮凝剂聚氯化铝后进入池内,由中央反应区向下,再通过澄清区向上流动。由于有微沙存在,发生的物理化学过程不是形成絮体,而是形成复杂的氢氧化物胶体附在活性微沙的表面,这种现象主要发生在水的上升区底部,在那里高浓度的微沙起到了加速絮体沉降和凝聚核心的作用,对于低浊度原水微沙能大大提高水中微粒的碰撞频率,加速凝聚过程;对干高浊度原水,微沙能使松散的絮体转为微沙和泥渣的混合物,大大提高沉降速度。C.F澄清池对原水的质和量的变化有较强的适应性,能有效地排除污泥,所产生的污泥易脱水,对低温原水的处理也很有效。
C.F澄清池的内部装置都是用耐磨蚀材料制成的,悬流器用铸铁制成,其内壁衬胶,微沙污泥回流泵用衬胶泵。C.F澄清池上升流速一般为2. 22-2.77mm/s,为普通加速澄清池产水量的2-3倍。由于微沙的存在,胶体粒子也不易透过,出水浊度可达4度以下,还可有效除去有机物和色度。
加入沙的粒径为20-100μm,加沙量在1-3kg/m3水以下按下式计算:20<T/S<30
式中,T为絮凝剂聚氯化铝投加量,g;S为加砂量,kg,沙的损失量通常为每处理1t水约1-2g,沙的活化可采用海藻酸钠,用量在0.5mg/h以下。
(2)Fluorapid加沙澄清池
Fluorapid澄清池如图6-29所示,Fluorapid澄清池与C.F澄清池系统的不同点为:a.加药的原水是自池底向上流动,并在澄清区加装斜板起到加速沉淀的作用,同时使水与沙再次接触;b.由于水向上流动,使活化沙处于流化状态,产生强烈的搅拌作用因而活化沙的作用发挥得更好;c.反应区是一个倒棱锥形,从而提供了水流自下而上的渐慢的速度梯度;d.由于饱和的活化沙不断下沉,形成了一个水平流化层,水在其中通过时可起过滤作用;e.泥沙分在两处收集,一处在斜板下,一处在池底。
Fluorapid澄清池对于水质水量变化大时也适用,它的上升流速比C.F澄清池系统更高,可达2.8-3.6mm/s。
旋流反应净化器
旋流反应净化器是带有水力驱动的装置,如图6-30所示。水流通过已形成并保持旋转的锥形泥渣层,沿着不断扩展的螺旋形路线向上流动,省去了机械方面的问题。
这种旋流形式提供了一个长距离快速混合带、渣层接触带和净化带。在净化带中,连续的旋流产生的澄清动力学相当于一个长的平流沉淀槽和一个延伸的絮凝物沉淀所需要的流动距离,而不是直接从渣层面流向溢流井的流动距离。这种流动距离消除了水流在器内的局部短循环。原水以切线方向进入池底,速度是可调的。药剂加在进水管或圆柱体段,通过可调叶片或安装在圆柱体段的可调进水速度喷嘴,使旋流不停地转动,并控制旋流的切向流速。
圆柱体的上部是圆锥体,圆锥体段可减低旋流的竖向分力,并防止在反应器边积渣。在絮体接触带中部安装一个可调的锥形泥渣收集浓缩器。浓缩器的液面由桥形甲板调节,以达到最佳的体积密度和泥水分界面。主锥体的上部是净化带,水通过它以旋流形式不断上升直到超出环形出水堰。这种装置能适用于各种原水条件。旋流反应净化器运行时,原水以1.2-0.3m/s的流速进入装置,在柱形快速混合段的上升速度是13mm/s左右;在锥体段,大直径端的水平向量流速减小到0.005-0.2m/s,垂直向量流速减小到0.68m/s,旋流反应净化器具有出水质量高,药剂耗量低,操作简单运行稳定,能耗小,投资低,适应性强等优点。
聚合氯化铝沉淀池之高速脉冲澄清池
高速脉冲澄清池是对脉冲澄清池改进后得到的一种澄清池,如图6-31所示。主要是在悬浮区加装了斜板,从而使之兼具斜板沉淀和脉冲澄清池的优点。其特点是在斜板上附加折流板,水流在斜板间产生湍流,可以达到如下效果:a.使已经絮凝的絮体在斜板区再次絮凝变为更大的矾花;b.使高浓度悬浊液在斜板间产生许多小循环,以利于泥水混合接触;c.使泥渣进一步浓缩,沿斜板下沉,以提高净化效果。这种装置在达到同样水质的前提下可使上升流速提高两倍。
在设备结构上,将普通脉冲澄清池的“人”字板取消,以穿孔配水管代替。斜板安装在悬浮区,板间距为30-50cm,斜板与水平面成60°角,斜板背面加60°的角形折流板,斜板顶高出悬浮区10-20cm。
已加絮凝剂聚氯化铝的原水,在穿孔配水管中以一定的速度喷出,经过池底的反射使原水与絮凝剂得到充分混合反应,然后上升至悬浮区。水在混合区和斜板上方的悬浮区总的接触时间为5-15min,与悬浮区的浓度及上升流速有关。进入斜板区后达到进一步的絮凝浓缩。
这种澄清池适用的原水最高含沙量可达1500mg/L,而出水浊度小于2度;上升流速可达2.2-2.3mm/s;污泥浓度比一般脉冲澄清池高;操作较方便;启动时悬浮层形成快,放空后再启动,两小时后就可使出水浊度稳定在2mg/ L以下;由于配水管的喷嘴喷水速度高,所以池底无积泥。
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