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活性污泥在平流式沉淀池中的沉淀行为规律研究

王欣  
【摘要】: 平流式沉淀池构造简单,造价较低,沉淀效果稳定,操作管理方便,对原水变化的适应性强,广泛应用于给水处理和城市污水处理的初沉池。将平流式沉淀池用于活性污泥系统的二次沉淀时,由于进水与池内水之间存在浓度差或者温度差,就会形成异重流。如何利用异重流有利于沉淀的一面,克服其形成的环流带来的不利影响,已成为提高二次沉淀池处理效果的关键。本文首先对沉淀池中影响异重流形成的因素进行分析,然后根据相似准则进行模型计算,再利用计算流体力学(CFD)软件对沉淀池中的流场进行高精度数值模拟,在此基础上进行了清水实验和活性污泥沉淀实验,结果表明: (1)活性污泥在二沉池中的沉淀属于典型的异重流沉淀,异重流的形成是由于进水与池内水的浓度或温度不同引起的密度差所致。在10~20℃的范围内,水温每增加1.0℃则水的密度约减少0.16kg/m~3;在20~30℃的范围内,水温每增加1.0℃则水的密度约减少0.26 kg/m~3。进水污泥浓度每增大1g/L,污泥密度增大0.6 kg/m~3。进水污泥浓度对密度的影响远大于水温对密度的影响。 (2)采用CFD软件对沉淀池流场进行模拟,结果表明在平流式沉淀池中存在明显的回流区,进水流量越大,形成的回流区面积越大,回流区可以占到整个沉淀池纵向剖面面积的2/3。 (3)清水实验结果表明活性污泥在平流式沉淀池中能够形成明显的异重流,与数值模拟结果相似。引入了环流直径的概念,对清水实验进行观察,发现进水流量大(小),异重流前部破碎较晚(早),对应的环流直径也较大(小),进水流量、进水与池内水之间的密度差均和环流直径成正比关系。 (4)活性污泥沉淀实验的结果表明出水口的位置对出水水质有重要影响。相同条件下,前端出水口的平均出水SS浓度比后端出水口的平均出水SS浓度低10.35mg/L。前端出水可以克服异重流形成的环流带来的不利影响,改善出水水质。


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