水平管沉淀技术

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1、摘要：分析水平管沉淀分离技术高效去除悬浮物的机理，试验水平管沉淀分离技术对原水浊度的适应范围以及对含藻类、红虫原水的处理效果。水平管沉淀分离技术适用于净水处理、污水处理、中水回用等水处理工程的悬浮物沉淀分离，重点介绍将该技术如何运用于净水厂。新建水厂可减少占地面积，节省土建投资；改造老水厂的沉淀池，可提升出水水质，提高产水量。本文还结合工程实例进行了详细介绍和装置的选型说明。　　　关键词：水平管沉淀分离技术　沉淀池　水厂升级改造　提质达标　工程实例随着《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的实施，

2、各地对水厂“提质达标”的工作越来越重视。在水厂中，固—液分离单元（如沉淀池、气浮池、澄清池）担负着80%~90%以上悬浮固体分离的作用，是主要的净水构筑物之一。固—液分离单元的高效稳定运行，可大大降低滤前水的浊度，减少滤池负荷，延长滤池反冲洗周期，保障出水浊度满足饮用水的要求。沉淀技术在污水处理、工业水处理、石油化工等行业固–液分离的场合用途非常广泛，其基本原理相同，本文重点以净水工程为例，介绍九通水务研发的“水平管沉淀分离技术”（以下简称“水平管”）悬浮物沉淀分离的作用机理，并结合工程实例进行了分析。一、

3、“水平管”的优势基于“水平管”的重力沉淀池称为水平管沉淀池，通常的结构为矩形，在矩形池中组装也不会形成三角形过水死区，提高了池容的利用率。组成如图1所示。上部为安装水平管沉淀装置的沉淀区，下部为污泥区，前部为进水区，后部为出水区。经加药、混凝反应的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配，进入水平管沉淀分离装置，澄清后的水缓慢地流向出水区。水平管沉淀池具有平流式沉淀池的主要优点，稳定运行，抗冲击负荷能力强，操作弹性大，出水浊度低，是目前最接近“浅池理论”的沉淀技术。水在水平管内水平流动，悬浮颗粒受重力作用

4、竖直下沉，悬浮颗粒接触水平管60°的管底后从排泥口滑入滑泥道，泥水即时分离，污泥很快从滑泥道掉入污泥区，有效地解决“浅池理论”排泥难题，水平管流态见图2。沉淀区的水平管沉淀分离装置内水平管束组合规则排列，在极小的雷诺数和较佳的弗劳德数条件下，水在水平管束内流态为层流，沉淀效率高。水平管沉淀池水平流速采用7-14mm/s，一般采用10mm/s。有效沉淀时间采用3~5min，水平管沉淀分离装置的长度：10×60×3/1000=1.8m。包括进水区、出水区的长度，水平管沉淀池的长度为6m。而平流式沉淀池水平流速可

5、采用10-25mm/s，一般采用15mm/s。停留时间为2h，长度一般为108m。两种沉淀池的有效水深一般都为3.0~3.5m，根据以上设计取值可以得出水平管沉淀池的宽度为平流式沉淀池的1.5倍。由此可见，一般情况下水平管沉淀池池容为平流式沉淀池的，占地面积也为平流式沉淀池的9%。显而易见，采用水平管沉淀技术，可大幅度减少水厂占地面积和工程投资。二、“水平管”对浊度适应范围以及对含藻类、红虫原水的处理效果水平管沉淀池良好的沉淀水力条件和很短的沉降距离，悬浮颗粒在较短的时间内能接触到管底。水平管沉淀分离装置内

6、，水走水道，泥走泥道，泥水互不干扰，因此，相对于其他沉淀方式，“水平管”适应的浊度范围广，对密度接近水的物体（如藻类、红虫等）都有很高的去除率。这些有价值的结论，通过安装在珠海市拱北水厂的“水平管”装置所做的试验得到了逐一证实。1、浊度适应范围试验在参考文献[5]的论文中，我们已做了抗水力冲击能力的试验，证明“水平管”的抗水力冲击能力是很强的。在保持流量不变情况下，我们再做“水平管”浊度冲击试验。为保证进水浊度适应贴近真实，我们取用水源地的污泥，通过调节不同的进水浊度，连续运行了180天后，每2小时取一次样

7、。得到了大量的实验数据，结果如下：当进水浊度10~144NTU时，出水浊度在0.5NTU以下；当进水浊度在144~1100NTU时，出水浊度在3.0NTU以下。可见水平管沉淀池抗进水浊度冲击能力强。试验期间的进出水浊度参见图3。2、对含藻类原水处理的定性试验含藻类的原水用常规重力沉淀的方法很难沉淀，我们根据水平管沉淀理论做了以下试验。往水平管沉淀池进水端加入含藻类原水，进水浊度约16NTU，持续稳定运行后，在水平管沉淀池的进出水口每隔1个小时取样，各5个样，将进出水样分别混合均匀，接入2个500ml透明干净

8、样瓶中。将原水样瓶与出水样瓶放置在阳光充足的地方照射。经过近2个月时间，发现原水样瓶的瓶壁上有大量藻类出现，而出水样瓶的瓶壁上完全没有藻类痕迹。由于试验条件限制，我们只做了定性试验。今后计划做除藻的定量试验，以便了解水平管沉淀池的除藻效率。3、对含红虫原水的试验由于红虫活体在水中上下游动，在斜管、斜板、平流式沉淀池中很难沉淀，令某水司烦恼不已，应水司要求，我们尝试做了几次红虫的去除定性试验，意外发现效果很好，于是