成層沉淀實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)五成層沉淀試驗(yàn)一試驗(yàn)?zāi)康脑谖鬯锾幚淼亩脸?、污泥處理的重力濃縮池和污水混凝沉淀法處理的的沉淀池中，懸浮固體濃度比較高，其沉淀過程，固體顆粒彼此相互干擾，沉速大的顆粒無法超越沉速小的顆?？焖傧鲁?，全部的顆粒聚合成一個(gè)整體，各自保持相對(duì)不變的位置，共同下沉,并消失一個(gè)清楚的泥一水界面，此界面漸漸向下移動(dòng)，這個(gè)泥一水界面下沉速度就是顆粒的下沉速度，這種類型的沉淀，稱為成層沉淀(又稱擁擠沉淀或區(qū)域沉淀)。成層沉淀類型的沉淀池，除了要滿意水力表面負(fù)荷率外，還要滿意污泥固體表面負(fù)荷率(即污泥固體通量)，才能取得抱負(fù)的固-液分別和污泥濃縮效果。因此，污泥固體表面負(fù)荷率是二沉池、污泥濃縮池設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要參數(shù)。由于沉層沉淀過程受污水中懸浮固體性質(zhì)、濃度、沉淀時(shí)間和水力條件等因素的影響，因此，常需要通過試驗(yàn)方法求得設(shè)計(jì)參數(shù)，以直到生產(chǎn)運(yùn)行。本試驗(yàn)的目的是：(1)深入對(duì)成層沉淀的基本概念、特點(diǎn)以及沉淀規(guī)律的理解。(2)把握活性污泥沉淀特性曲線的測(cè)定方法。(3)把握固體通量曲線的分析方法、繪制方法。二試驗(yàn)原理澄清濃縮池在連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行中，池內(nèi)可分為四區(qū)，如圖5—1所示。池內(nèi)污泥濃度沿著池高的分布狀況如圖5-2o5-1穩(wěn)定運(yùn)行沉淀池內(nèi)狀況5-2池內(nèi)污泥沿池高分布Co原污泥濃度；C污泥濃度本試驗(yàn)采納的是多次靜態(tài)沉降試驗(yàn)法，又稱污泥固體通量分析法(簡稱固體通量分析法)，是迪克(Dick)于1969年采納靜態(tài)濃縮試驗(yàn)的方法，分析了連續(xù)式重力濃縮池的工況后，提出的考慮污泥濃縮功能時(shí)二沉池和污泥濃縮池表面積的一種計(jì)算方法。所謂固體通量,即單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的固體質(zhì)量kg/(m2-h)o當(dāng)二沉池和連續(xù)流污泥重力濃縮池運(yùn)行正常時(shí)，池中固體量處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入池的固體質(zhì)量等于排出池的固體質(zhì)量(00)，見圖5-3圖5-3二沉池混合液沉降示意圖圖5-3二沉池混合液沉降示意圖一是自身重力作用引起的沉降，形成靜沉固體通量Gg；二是由于污泥回流和排泥產(chǎn)生的底流引起的污泥顆粒沉降Guo上述污泥沉降過程的固體通量可以用下式表示:Gt二Gg+Gu=Ui?Ci+u?Ci(5-1)式中：Gt一總的固體通量，kg/(m2?h)Gg一污泥本身的重力產(chǎn)生的固體通量，kg/(m2-h)。一排泥速率為u時(shí)造成的底流產(chǎn)生的固體通量，kg/（m2?h）u一污泥濃度為C時(shí)污泥重力沉降速率，m/hG一污泥濃度，g/Lu一相應(yīng)于某一底流濃度時(shí)的底流速率，m/h式（5-1）中的其次項(xiàng)（u-Ci）與二次沉淀池或濃縮池的操作運(yùn)行方式、污泥性質(zhì)和要求濃縮的程度有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí),u是采納閱歷值。對(duì)于活性污泥法,u值約為7.IX10$?L4X10%/s。式（5-1）中的第一項(xiàng)（u?C）與污泥沉淀性質(zhì)有關(guān)，可以通過沉降試驗(yàn)確定。圖5-4中線2為Gu—G曲線；線3為Gg—G曲線，兩個(gè)曲線縱坐標(biāo)疊加后為曲線1,即G「一G曲線。在總固體通量曲線Gt上有個(gè)最低點(diǎn)A,與這一點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的固體通量值冊(cè)稱為極限固體負(fù)荷率。當(dāng)二次沉淀池或濃縮池的入流污泥負(fù)荷Ga>G,時(shí)，說明池面積設(shè)計(jì)過小，或當(dāng)Ga〉〉Gl,（Ga-GL）這部分污泥是泥水?dāng)嗝娌粩嗵嵘?，直到污泥被出流帶走。?duì)于二次沉淀池，Ga可用式（5-2）表示：(5-2)仁_（Q+Q>Pmlssa~A式中：Pmlss一曝氣池混合液濃度，g/L;(5-2)Q—污水流量，m3/h；Qu一底流流量，m3/h；A一二次沉淀池面積，m2；G,值可以通過沉淀試驗(yàn)求得。設(shè)計(jì)時(shí)，常采納閱歷值，對(duì)于活性污泥混合液，G.約3.0?6.0kg/（m2?h）o進(jìn)行沉淀試驗(yàn)時(shí),取同一種污泥的不同固體濃度混合液,分別在沉淀柱內(nèi)進(jìn)行沉淀試驗(yàn),每根柱子可得出一條泥一水界面沉淀過程線（見圖5-5）,從中可以求出泥水界面下沉速率U與相應(yīng)的污泥濃度G的關(guān)系曲線3（見圖5-4）o活性污泥混合液在沉淀柱里的沉淀過程可以分為3個(gè)階段，如圖5-5所示。.沉層沉淀階段（ab段，等速沉淀階段）試驗(yàn)開頭時(shí)，沉淀柱上端消失一清楚的泥一水界面并等速下沉。這是由于懸浮顆粒的相互牽制和劇烈干擾，均衡了他們各自的沉淀速度，使顆粒群體以共同干擾后的速度下沉。此時(shí)，污泥濃度不變，污泥顆粒是等速沉降，它不因沉淀歷時(shí)的不同而變化。表現(xiàn)為沉淀過程線上的ab段，是一斜率不變的直線，故稱為等速沉淀段。界面的沉速與污泥的起始濃度有關(guān)。污泥起始濃度越高，界面形成越快，沉降速度越慢。采納試驗(yàn)方法求Gl時(shí)，首先要測(cè)定這一階段的沉速，以便求得心，然后通過計(jì)算得到G“.過渡段段（be段）過渡段又稱變濃區(qū)，此段為污泥等濃區(qū)向壓縮區(qū)的過渡段，其中既有懸浮物的干擾沉淀,也有懸浮物的擠壓脫水作用，在沉淀過程線上，是be間所表現(xiàn)出的彎曲段，即沉速漸漸減小，此時(shí)等濃區(qū)消逝，故b點(diǎn)又稱為沉層沉淀臨界點(diǎn)。.壓縮階段（cd段）當(dāng)污泥濃度進(jìn)一步增大后，顆粒間相互直接接觸，下層污泥支撐著上層污泥，同時(shí)，在上層污顆粒的擠壓下，水從污泥間隙中被擠出來。在這一階段，泥水界面以極緩慢的速率下降，是等速沉淀的過程，但沉速很小。多次靜態(tài)沉降試驗(yàn)法是采納同一種污泥不同濃度單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)的，并未考慮到實(shí)際沉淀池或濃縮池中污泥濃度是連續(xù)分布的，下層沉速較小的污泥層必將影響上層污泥的沉速，因此，由多次靜態(tài)沉降試驗(yàn)法求得的Gl偏高，與實(shí)際值有肯定的出入。三試驗(yàn)設(shè)施與試劑.沉淀柱。有機(jī)玻璃沉淀柱，攪拌裝置轉(zhuǎn)速n=L0r/niin,底部有進(jìn)水、放空孔。.量筒、玻璃漏斗、濾紙、秒表、尺子。.配水及投配系統(tǒng)（圖5-7）。四試驗(yàn)步驟.將取自處理廠活性污泥曝氣池內(nèi)正常運(yùn)行的混合液，放入水池，攪拌勻稱，同高位水箱電機(jī)5-7成層沉淀實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)取樣測(cè)定其原污泥混合液的污泥濃度MLSS值。高位水箱電機(jī)5-7成層沉淀實(shí)驗(yàn)裝置.打開進(jìn)泥閥，關(guān)閉放空閥，向沉淀柱進(jìn)泥，同時(shí)開啟攪拌。.混合液液面提升到肯定位置（視泥量而定）可以停止進(jìn)泥。紀(jì)錄液面高度H,并開頭計(jì)時(shí)。.分另lj在30s>lmin>2min>4min>7min>10min>15min>20min>25min>30min>40min,紀(jì)錄不同沉降時(shí)間所對(duì)應(yīng)的界面沉降高度，將試驗(yàn)結(jié)果紀(jì)錄表5-1o.再配置兩種與前面不同濃度（梯度提升）的MLSS,重復(fù)2?4步驟試驗(yàn)。.運(yùn)行完畢，打開排空閥，用自來水清洗沉淀柱。五留意事項(xiàng).向沉淀柱進(jìn)水時(shí)，速度要適中。既要較快進(jìn)完水，以防進(jìn)水過程柱內(nèi)以形成渾液面;又要防止速度過快造成柱內(nèi)水體紊動(dòng)，影響試驗(yàn)結(jié)果。.第一次成層沉淀試驗(yàn)，污泥濃度要與設(shè)計(jì)曝氣他混合液濃度全都，且沉淀時(shí)間要盡可能長一些。六試驗(yàn)結(jié)果整理.紀(jì)錄試驗(yàn)設(shè)施和操作的基本參數(shù)試驗(yàn)日期：年月日污泥來源：沉淀柱高度H：m沉淀柱直徑D：m混合液濃度MLSS=mg/L.試驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄可以參考表5-1。.以沉淀時(shí)間t為橫坐標(biāo)，界面高度H為縱坐標(biāo)，作H?t關(guān)系圖。4.以界面高度與時(shí)間關(guān)系曲線的直線部分計(jì)算界面沉速5和心。參考下表進(jìn)行紀(jì)錄:污泥濃度Ci(g?L)界面沉降速度Ui(=Ah/At)/(cm-min1)Gg(Gg=Ui?Ci)/(kg?m-2?h-1)5.以污泥濃度G為橫坐標(biāo)，Gg為縱坐標(biāo)，作重力沉降固體通量曲線(見圖5-4,