物化沉淀分离技术的应用比较
一 概述
沉淀是水处理中最基本的物化处理方法之一。它是利用水中悬浮物颗粒的可沉淀性能,在重力的作用下产生下沉作用,以达到固液分离的一种过程。
本文叙述物化沉淀分离处理技术基本原理和沉淀处理工艺发展过程,介绍盛大环境物化分离处理技术、工艺对比和工艺原理结构特点。
二 物化沉淀分离处理技术
2.1 基本原理
根据废水中可沉物质的物理性质、凝聚性能(化学性质)的强弱及其浓度的高低,沉淀可分为四类:自由沉淀、絮凝沉淀、集团沉淀及压缩沉淀。
第一类是自由沉淀。废水中的可沉固体浓度不高,而且不具有凝聚的性能。颗粒在沉砂池和初次沉淀池内的初期沉淀即属于此类。
第二类是絮凝沉淀。废水中的可沉固体浓度不高,但颗粒之间有凝聚的性能,即沉淀过程中互相粘合,结合成较大的絮凝体。颗粒在初次沉淀池后期,二沉池的初期就属于这一类。
第三类是集团沉淀。当废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后,每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰,沉速降低。液体与颗粒群之间形成清晰的界面。二沉池的后期以及在污泥浓缩池中的沉淀就是属于这一类型。
第四类是压缩沉淀。废水中悬浮颗粒的浓度很高,固体颗粒相互接触、相互支撑,在上层颗粒的重力作用下,固体颗粒群被浓缩。各类沉淀池的底部污泥的沉淀就属于这一类。
2.2 发展历程及分类
(1)第一代
城市污水处理历史可追溯到古罗马时期,而后,随着城市化进程加快,细菌通过生活污水传播,从而引发传染病的蔓延,出于健康的考虑,人类开始对排放的生活污水进行处理。最早期的处理方式就是物化法,采用石灰、明矾等进行沉淀或用漂白粉进行消毒。沉淀法作为最早的物化处理工艺技术一直沿用至今。
(2)第二代
伴随着城市的发展,城市污水处理技术的不断发展,沉淀法在城市污水处理中得到广泛的应用。
用作生物处理工艺中的预处理的沉淀池称为初次沉淀池;设置在生物处理后的则称为二沉池;还有根据废水的性质及处理要求,作最终处理的终沉池。
应用较多的沉淀池主要有:平流沉淀池,竖流沉淀池,辐流沉淀池,斜管、斜板沉淀池,加速澄清池(机械、水力)和脉冲澄清池等。
(3)新一代
进入21世纪,随着工业的迅速发展,工业废水的种类和数量迅猛增加,原有的沉淀工艺效率一般,故对工艺进行改进,与其他物理化学机理相结合,逐渐形成了多种高效的应用模式:
1)混凝沉淀工艺
一般认为混凝由凝聚和絮凝两个过程组成。凝聚主要是指胶体被压缩双电层后脱稳的过程;絮凝主要是指胶体脱稳以后凝结成大颗粒絮体的过程。按机理,混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网铺四种。
2)高密度沉淀工艺
高密度沉淀工艺主要的技术是载体絮凝技术,这是一种快速沉淀技术,其特点是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒,利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的生长及沉淀。
3)磁混凝分离沉淀工艺
磁混凝分离沉淀工艺是在常规混凝沉淀反应过程中引入磁粉,配合混凝沉淀前端的混凝过程,磁种作为絮凝过程的晶核,使混凝剂、悬浮物、絮凝剂三者有效结合,产生的絮体由于含大比重的磁粉,自身密度增加,使其在水中可以快速沉降。
三 盛大物化分离处理技术及对比
3.1 TurboCycle涡循
3.1.1 原理
涡循沉淀池依托污泥混凝、循环、斜管分离及浓缩等技术,通过合理的水力和结构设计,集泥水分离与污泥浓缩功能于一体沉淀工艺。并采用污泥回流技术,在沉降区形成大而密实絮体,实现快速分离,减少混凝絮凝剂用量,提高出水水质。
3.1.2 用途与适用范围
(1)用途
用于地表水的初级絮凝沉淀;生活污水及工业废水的深度处理;中水回用的预处理(除硬除浊);污水提标改造等处理单元。
(2)适用范围
3.1.3 工艺对比
3.2 HiSEPAR高芬
3.2.1 原理
在混凝沉淀工艺中同步加入磁粉,使之与污染物絮凝结合成一体,强化了对水中悬浮污染物的絮凝结合能力和密实度,极大加强混凝、絮凝的效果,减少絮凝剂用量,从而达到高速沉降的目的。特别适合低温低浊水混凝沉淀处理和废水磷的去除。并通过高效磁回收率,降低损耗。
3.2.2 用途与适用范围
(1)用途
用于地表水的初级絮凝沉淀(低温低浊)、生活污水及工业废水的深度处理;中水回用的预处理(除浊);污水提标改造等。
(2)适用范围
3.2.3 工艺对比
3.3 Dyson戴森
3.3.1 原理
由活性炭粉末配制和投加系统及混凝沉淀系统组成。处理含有芳香化合物等有毒难降解污染物的废水,解决因其结构稳定、可生化性差、常规处理难以致效技术难题。与高级氧化技术类似则是处理有毒难降解污染物的废水最广泛高效的方法。
3.3.2 用途与适用范围
(1)用途
用于印染废水、染料废水和焦化废水。结合混凝絮凝沉淀,处理难生化有机物污水站稳定达标和提标改造。
(2)适用范围
3.3.3 工艺对比
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