摘要：對一體化氧化溝側(cè)溝式固液分離器的分離效果進(jìn)行了試驗研究，并對表面負(fù)荷、污泥的沉降性能以及側(cè)溝分離器設(shè)置位置等影響因素進(jìn)行了探討。實踐證明，側(cè)溝式固液分離器工作原理獨特、適應(yīng)能力強(qiáng)、分離效果好，是一種高效的固液分離設(shè)施。一體化氧化溝能否取得良好的出水水質(zhì)，其技術(shù)關(guān)鍵是固液分離器。目前，應(yīng)用于一體化氧化溝上的固液分離器類型較多，但總的來看，應(yīng)同時具備高效的固液分離和污泥及時回流這兩重功能。本文在一體化氧化溝技術(shù)試驗研究的基礎(chǔ)上，就側(cè)溝固液分離器的固液分離效果和影響因素進(jìn)行了探討。
1 側(cè)溝固液分離器構(gòu)造和機(jī)理
1.1 構(gòu)造 通過對目前各種一體化氧化溝固液分離器進(jìn)行比較，并結(jié)合本研究前期多年所取得的經(jīng)驗，設(shè)計出了側(cè)溝式固液分離器(見圖1)。該分離器具有占據(jù)氧化溝斷面小、阻力損失小、水力條件好等優(yōu)點，克服了船式分離器和溝內(nèi)澄清器BMTS的一些弊端。
試驗的一體化氧化溝主溝容積為34.5m3、溝寬1.2m、直段長6.0m、有效水深2.0m，相應(yīng)的側(cè)溝有效尺寸為：長4.0m、寬0.5m、深1.5m。
1.2 固液分離機(jī)理 通過試驗觀察和分析，側(cè)溝固液分離器具有獨特的固液分離機(jī)理。主要表現(xiàn)在：①由于分離器的特殊構(gòu)造使混合液在分離器內(nèi)的上升流速逐漸減小，污泥發(fā)生絮凝并靠重力沉降與水分離；②絮凝的污泥形成一懸浮污泥層，起到了阻擋作用，將新進(jìn)入分離器混合液中的污泥顆粒攔截下來，使泥水分離。這一現(xiàn)象尤如懸浮澄清池的情況，但二者又有不同，分離器內(nèi)的污泥層不是長時間留在分離器中，而是在回流作用的影響下呈循環(huán)流動并回流進(jìn)入氧化溝主溝中，即不斷有污泥回流，同時又不斷有新的絮凝污泥層形成，污泥在分離器中的停留時間是較短的。 試驗結(jié)果表明，由于獨特分離機(jī)理，使側(cè)溝固液分離器的效率較普通二沉池高。
2 側(cè)溝固液分離器的分離效果 為考察側(cè)溝固液分離器的分離效果，試驗安排了不同的表面負(fù)荷，并且每個負(fù)荷都穩(wěn)定運行10d左右。從表1可以看出，在不同的負(fù)荷試驗期間，側(cè)溝出水的SS指標(biāo)始終優(yōu)良，說明側(cè)溝具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，并且具有更高的泥水分離效率。
表1 出水SS的頻數(shù)和頻率
1.2
3 表面負(fù)荷對側(cè)溝出水SS的影響 各試驗負(fù)荷以及相應(yīng)的出水SS平均值如表2，表面負(fù)荷和出水SS的關(guān)系如圖2。可以看出，出水SS有隨表面負(fù)荷增大而增大的趨勢，這符合一般規(guī)律。但和一般二沉池比較，側(cè)溝固液分離器有更大的表面負(fù)荷，分析其原因，主要是側(cè)溝內(nèi)存在活性污泥懸浮層，當(dāng)混合液自下而上通過懸浮層時，混合液中的污泥顆粒與懸浮層中的污泥顆粒碰撞凝聚，使懸浮層中的污泥密度不斷增高，重力沉降過程加快，為保持泥層的穩(wěn)定，上升流速也相應(yīng)增大，從而提高了產(chǎn)水量，使側(cè)溝具有較大的表面負(fù)荷。
圖2中還可看出，表面負(fù)荷為50m3/(m2 d)左右時，側(cè)溝出水SS一般穩(wěn)定在20mg/L以下。 由于側(cè)溝固液分離器能夠承受較大的表面負(fù)荷，因而顯著地縮小了固液分離所需的面積，提高了固液分離效率，同時也增強(qiáng)了一體化氧化溝運行的靈活性。
4 污泥沉降性能對側(cè)溝出水SS的影響 污泥沉降性能的好壞直接影響到側(cè)溝固液分離效果，污泥的沉降性能可用污泥指數(shù)SVI來反映。一般認(rèn)為，正常的活性污泥 SVI在70～100范圍內(nèi)，SVI值越大，沉降性能越差，當(dāng)SVI≥200時，可能出現(xiàn)污泥膨脹，污泥難于沉降。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。 對于一般二沉池，由于其固液分離是依靠重力沉降，污泥的沉降性能對其分離效果影響非常顯著，SVI值高時，出水水質(zhì)顯著變差。而本試驗的側(cè)溝固液分離器則對污泥沉降性能的變化有較強(qiáng)的承受能力，表3反映了在表面負(fù)荷為50m3/(m2 d)時SVI的變化和側(cè)溝出水SS情況。 從表3可以看出，SVI值處于正常范圍時，側(cè)溝出水SS優(yōu)良；SVI超過正常范圍時，側(cè)溝出水SS相應(yīng)增大，但仍然穩(wěn)定和良好。從機(jī)理 上分析，當(dāng)SVI偏高，污泥沉降性能變差，但污泥的絮凝性能并未改變，沉降性能變差僅僅影響到側(cè)溝固液分離機(jī)理中靠重力沉降作用的那一方面，但是只要在側(cè)溝內(nèi)污泥絮凝形成懸浮層，則阻擋攔截作用就存在，其機(jī)理的另一方面并未受到影響，同時隨著懸浮層密度增大，重力沉降性能還有所改善。因此，側(cè)溝固液分離器對污泥沉降性能的變化有較強(qiáng)的承受能力。
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5 側(cè)溝位置對固液分離的影響 由于側(cè)溝內(nèi)懸浮污泥層對固液分離起到了重要作用，而懸浮污泥層能否形成且是否穩(wěn)定，與氧化溝主溝和側(cè)溝是否能提供良好的水力條件有關(guān)。從前期研究的經(jīng)驗分析，由于主溝的水力條件在氧化溝建成后已確定，因此側(cè)溝位置成為主要影響因素。 為探討側(cè)溝在氧化溝中的理想位置，曾進(jìn)行了小試。試驗是在一容積為300L的模型氧化溝中進(jìn)行的，將側(cè)溝模型分別置于氧化溝中的不同位置進(jìn)行觀察(見圖3)。
