污泥回流对平流式沉淀池去除率的影响分析.doc

1、1污泥回流对平流式沉淀池去除率的影响分析摘要：本文以平流式沉淀池为研究对象，在考虑污泥回流影响因素的情况下，就污泥回流相对于平流式沉淀池去除率的影响问题展开了详细研究与分析，并结合实际工况，对污泥回流因素影响下的实际工况进行了简要说明，相关问题希望能够为后续研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。 关键词：污泥回流平流式沉淀池去除率模型分析 中图分类号：TU992.3 文献标识码：A 文章编号： 在现阶段的技术条件支持下，有关沉淀池的设计多是建立在理想状态下，沉淀池沉淀理论以及污水悬浮物沉淀试验资料为依据而开展的。对于不具备污水悬浮物沉淀试验资料的情况下，沉淀池的设计需要建立在相似性沉淀池运

2、行工况的基础之上，结合所获取的相关经验参数来开展。但，需要注意的一点是：由于在沉淀池的设计以及反映过程当中，不可避免的存在大量的有害流态成分。因此，沉淀池当中所含有悬浮物成分表现出的沉降现象并非理想状态下的沉淀行为。而建立在传统意义上的沉淀理论基础之上，沉淀池的设计忽略了污泥回流对沉淀池去除率的影响情况，使得沉淀池的设计误差相对严重。特别是在有关平流式沉淀池的设计过程当中，污泥回流对于其去除率的影响是极为突出的。需2要在设计过程中加以重点关注。本文即针对以上相关问题做详细分析与说明。 1 污泥回流下平流式沉淀池去除率模型的构建分析 假定：对于平流式沉淀池而言，在其沉淀反应的实施过程当中，沉淀池

3、内部的水流在深向浓度表现出据运行状态，而在纵向浓度状态下，表现出了自进口至出口位置由浓至稀的递减性趋势。因此，就需要在有关平流式沉淀池的设计过程当中，构建基于污泥回流的平流式沉淀池去除率模型。此过程当中，需要做出如下几个方面的定义：（1）Q 作为出水量；（2）R 作为回流比；（3）QR 作为平流式沉淀池纵向吸刮泥机排泥量；（4） （QRQ）作为平流式沉淀池进水总量；（5）L 作为平流式沉淀池总长度；（6）H 作为平流式沉淀池总深度；（7）B 作为平流式沉淀池总宽度；（8）L1L2 作为平流式沉淀池吸泥机相对于沉淀区起始端的位置、以及终端位置。因此，在针对该平流式污泥池进行设计的过程当中，首先就

4、需要考虑某固定颗粒所对应的去除率情况，在结合沉速分配公式的基础之上，获取相对于悬浮物的去除率模型（定义固定颗粒在沉淀池反应中的沉淀速度为 u） 。整个平流式沉淀池所对应的结构示意图如下图所示（见图 1） 。 图 1：平流式沉淀池结构示意图 1.1 在平流式沉淀池吸刮泥机固定状态下的去除率设计 对于平流式沉淀池而言，根据吸刮泥机相对于沉淀池位置的不同，所呈现出的去除率情况也具有一定的差异性。具体而言，可以从以下几3个方面入手进行考量：（1）在进水端至平流式沉淀池吸刮泥机位置的情况下，单位时间内，进入 a b 断面内的 u 颗粒总量为（QRQ）c、同时，相对于 c d 断面所流出的 u 颗粒总量应

5、当表现为（QRQ） （cdc） 。在保持相对平衡的状态下，断面 a b c d 内部所表现出的 u 颗粒总量应当如下式所示（见式 1）： .单位时间范围内，沉降于池底内部 b c 位置的 u 颗粒总量=（1R）Qc（1R）Q（cdc） ； （2）在出水端至平流式沉淀池吸刮泥机位置的情况下，单位时间内，受到吸刮泥机的运行影响，在基于对物料平衡方程因素考量的情况下，此状态下所表现出的流量水平相对于 u 颗粒总量的关系可如下式所示（见式 2）： .单位时间范围内，沉降于池底内部 b c 位置的 u 颗粒总量=QcQ（cdc） ； （3）对于平流式沉淀池反应内颗粒去除率而言，由于相对于整个平流式沉淀池

6、而言，沉淀反映区域内，进水端与沉淀池吸刮泥机所对应的终端浓度，以及出水端与沉淀池吸刮泥机所对应的初始浓度均表现为一致性状态，因此可在结合式、式的基础之上，求得在吸刮泥机处于固定状态下，平流式沉淀池内，沉速为 u 的颗粒去除率数值，具体的计算方式如下式所示（见式 3）： .1eusB/Q（LRL2）/（1R） 1.2 在平流式沉淀池吸刮泥机运行状态下的去除率设计 结合平流式沉淀池在吸刮泥机保持固定状态下，沉速为 u 前提下，4颗粒去除率计算关系的综合分析，不难发现：在平流式沉淀池吸刮泥机处于运行状态的情况下，单体颗粒所对应的沉淀效率会受到平流式沉淀池吸刮泥机相对于出水端位置关系的影响。因此，在考

7、虑污泥回流对沉淀池去除率影响的基础之上，沉速取值为 us 的条件下，颗粒所对应的去除率应当按照如下式所示计算（见式 4）： .1（1R）Q/RusA（eusA/QeusA/Q（1R） ） ； 1.3 平流式沉淀池悬浮物总体去除率 在有关平流式沉淀池吸刮泥机运行状态下，去除率的设计过程当中，可通过对悬浮物沉速分配公式，以及沉淀池颗粒去除率公式的综合求解，得到沉淀池吸刮泥机在考虑污泥回流量影响的情况下，平流式沉淀池当中，悬浮物所对应的去除率模型。在此过程当中，结合悬浮物的沉速分配公式（ps=kuns） ，可以对颗粒沉速的基本特性做出如下概括： 在 ps 取值为 1 的情况下，us 取值为极限大状态

8、，即 k1/n；而在ps 取值为 0 的情况下，us 取值为极限小状态，即 0。因此，在结合吸刮泥机固定、以及运行状态下去除率的计算方式基础之上，可归纳得出平流式沉淀池总体性的颗粒去除模型，具体的模型计算方式如下式所示（见式 5）： . ； 2 实例分析 在基于污泥回流对平流式沉淀池去除率影响因素的考量下，可通过对悬浮物的沉速分配公式（ps=kuns）的应用，拟合自由沉淀试验所得的5相关数据，求解得出此状态下的 k、n 取值。进而计算得出相对应的沉速，并将其带入计算式当中，获取相对于平流式沉淀池而言，在沉速取值为 u 的状态下，沉淀池内悬浮物所对应的去除率情况。首先需要构建相对于平流式沉淀池而

9、言，悬浮物剩余量与沉速之间的对应关系，并且需要假定此状态下的设计表面负荷与沉速一致，均为 1.0m/h。按照上述思路可计算得出此状态下，平流式沉淀池内无污泥回流因素影响下的去除率为 72.8。但在假定污泥回流比取值为 1.0 的情况下，沉淀池总体性去除率将明显降低。由此，可以得知，该平流式沉淀池污泥回流比相对于颗粒去除率的曲线关系应当如下图所示（见图 2） 。这也就反应了：在平流式沉淀池的运行过程当中，污泥回流对于其去除率的影响是极为突出的。 图 2：平流式沉淀池污泥回流比相对于颗粒去除率的曲线关系示意图 3 结束语 在本文上述分析过程当中，首先从在平流式沉淀池吸刮泥机固定状态下的去除率设计、

10、在平流式沉淀池吸刮泥机运行状态下的去除率设计、以及平流式沉淀池悬浮物总体去除率三个方面入手，就基于污泥回流因素影响下，去除率计算模型的构建问题进行了简要分析，进而结合实际案例，证实了污泥回流相对于沉淀池去除率的显著影响，望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。 6参考文献： 1 李星,芦澍,孙文鹏等.高密度沉淀池-超滤组合工艺处理微污染水中试J.北京工业大学学报,2011,37(9):1387-1392. 2 靳云辉,周建忠,张学兵等.双层平流沉淀池在深圳布吉污水处理厂工程中的应用J.中国给水排水,2012,28(20):69-72. 3 卫锋.水厂平流式沉淀池吸泥机控制技术探讨C./2010 年中国水务信息与自动化应用研讨会论文集.2010:101-108. 4 刘强,吕浩,孙志民等.新型气浮-沉淀池运行沉淀工艺的数值模拟J.沈阳建筑大学学报（自然科学版）,2010,26(1):156-161. 5 刘百仓,马军,罗麟等.平流式沉淀池二维数值模拟数学模型及计算方法的验证J.四川大学学报（工程科学版）,2008,40(2):13-18.