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污水處理設備的沉淀原理

污水處理設備廢水中含有各種和樣的雜質，如天然水體中含有大量細小的黏土顆粒，廢水中含的藻類，細菌，細小的顆粒物等，這些雜質按其尺寸可分為三類，懸浮物膠體，以及分子和離子。大部分懸浮顆粒可通過顆粒與水的密度差，污水處理設備在外力（如重力，離心力，磁力等）的作用下進行分享，依靠重力對水中的懸浮物料進行分離是廢水處理中一種重要的處理技術，在各類類型的廢水處理系統中，重力分享幾乎是*的，并且是在同一系統中可能多次采用的單元操作，其分離原理是利用廢水中的懸浮物與廢水的相對密度不同，使懸浮物在重力

當懸浮物的相對密度大于廢水的相對密度時，在污水處理設備重力作用下，懸浮物下沉形成沉淀物，稱之為沉降或沉淀。這種方法簡單易行，一般適用于去除20-100um以上的顆粒。當懸浮物的相對密度小于廢水的相對密度時，懸浮物上浮到水面，稱這為自然上浮（或重力浮選）。若懸浮物的相對密度與廢水的相對密度接近時，必湏通入空氣或藥劑進行機械攪拌，形成大量氣泡，將懸浮物帶至水面，這種強制上浮又稱氣或浮選。膠體不能直接用沉淀法去除，需要經

混凝處理后，使顆料尺寸變大，才能通過沉淀法去除。污水處理設備沉淀的原理與分類：

重力沉降法是利用污水處理設備沉淀作用分離廢水中懸浮固體的既簡單又經濟的方法，可去除廢水中的砂粒，化學沉降物，化學混凝處理所形成的化學絮凝體和生物處理所形成的生物污泥，既可作為化學處理的生物處理的預處理，也可民認用于經學處理或生物處理后分離化學沉淀可分為四種基本類型，各類沉淀發生的水質條件。污水處理設備自由沉淀也稱離散沉淀。顆粒在沉淀中呈離散狀成，互不干擾其形狀，尺寸等均在沉淀過程中不發生改變，不沉速度恒定，自由沉淀是一種無絮凝傾向或弱絮凝傾向的固體顆粒在稀溶液中沉淀。這種現象通常發生在污水處理設備中的沉淀池和初沉池的前期。

2絮凝沉淀

當水中懸浮物顆粒濃度不高，但具有絮凝性時，在沉淀過程中，顆粒相互干擾，其尺寸，質量均會隨沉淀深度的增加而增大，沉速亦隨深度而增加，這種現象通常發生在廢水處理工藝中的初沉池后期，二沉池前期以及給水處理工藝中混凝沉淀單元。

3擁擠沉淀污水處理設備也稱分層沉淀，成層沉淀，集團沉淀，當懸浮顆粒濃度較大時，每個顆粒在下沉過種程中都要受到周圍其他顆粒的干擾，在清水與渾水之間，形成明顯的交界面，但相對位置不變而成為一個整體覆蓋并逐漸向下移動。這種現象主要發生在高濁水 的沉淀單元，活性污泥的二沉池等

4壓縮沉淀

當懸浮顆粒濃度很高時，顆粒相互接觸，相互去撐，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間的水被擠出界面，顆粒群被壓縮，這種現象發生在沉淀池底部。

以上四種沉淀類型中，自由沉淀法的基礎，沉淀池的理論分析與設計都是基于自由沉淀的

水處理中遇到大多數顆粒，如給水處理中礬花，污水中的許多懸浮物質，活性污泥等，都屬于絮凝性顆粒，由于絮凝沉淀沉速過程中逐漸加快，其顆粒的去除率略高于自由沉淀，對于絮凝沉淀，污水處理設備一般仍按自由沉淀對沉淀池進行分析與設計

擁擠沉淀理論在給水處理中主要用于高濁度水源水（如黃河水）的預沉淀。壓縮沉淀主要用于污泥濃縮池的設計，在有關的實際設計中，需要增加固體通時設計參數來體現擁擠沉淀和壓縮沉淀的設計要求污水處理設備此外，近年來在國外的水處理中還發展了一種壓沉淀法，該工藝是在混凝過程中向水中加入一定量的沉淀核心，一般用0.1mm左右的細砂，以形成很重的礬花絮體，在后續的沉淀分離，沉泥中所含細砂經過水力旋流分離后再重復使用。

擁擠沉淀污水處理設備當原水中懸浮物濃度較高時，在沉降過種中會產生顆粒彼此干擾的擁擠沉淀現象。

發生這種沉淀現象的顆粒可以是混凝后在礬花，也可以是曝氣池的活性污泥，或者高濁度水中的泥砂，一般地，當礬花濃度達到2-3g/l以上，或活性污泥含量達1g/l以上，或泥性污泥含量達1g/l以上，或泥砂含量達5g/l以上時，將會產生擁擠沉淀現象，擁擠沉淀的特點是；在沉淀過程中，會出現一個清水和渾水的交界面，沉淀過程也就是交界面的沉過程，因此又稱為分層沉淀。

實際運行的沉淀池與理想沉淀池是有區別的，造成實際沉淀池偏離理想沉淀池狀態的主要因素包括水流狀態和顆粒的凝聚作用

1水流狀態對沉淀效果的影響

在理想沉淀池中，假定水流穩定，流速均勻分布，其理論水力停留時間，但在實際沉淀池中，水力停留時間是偏離現想沉淀池，表現在一部分水流通過沉淀區的時間小于t0，而另一部分水流則大于t0，這種現象稱為短流，污水處理設備造成短流的主要原因有：

1沉淀池進口與出口構造的局限使水流在整個斷面上分布不均勻，橫向速度分布不均比豎向速度分布不均更使沉淀效率降低，污水處理設備沉淀池部分區域還存在死區。

2由于水溫變化及懸浮物濃度的變化，進入的水可能在池內形股流，如當污水處理設備進水溫度比池內低，進水密度比池內時，形成潛流，相反，則出現浮流，潛流和浮流都使池內容積未能被充分利用。