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主要结构参数对污泥淤砂分离器分离效能的影响
更新时间:2017-03-03 来源:《给水排水》 作者:林于廉,王静,晏鹏,吉芳英,陈猷鹏,郭劲松,张红,李勇志,张雷

摘要:为了实现污泥淤砂分离器的结构优化,重点探讨了污泥淤砂分离器主要结构参数(底流口直径du与溢流口直径do)对污泥淤砂分离器分离效能的影响。试验结果表明:随着溢流口直径的减小或底流口直径的增加,底流污泥ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)逐渐增加,有机质富集率FVSS、淤砂富集率FISS逐渐减小,分离效率η逐渐增加。富集除砂所需要的溢流口、底流口直径与获得较高分离效率所需溢流、底流口直径是不一致的。在实际运行时应选择适合的溢流口、底流口直径,在优先保证富集排砂的前提下,提高分离器分离效率。

活性污泥工艺已成为世界上最主要的污水处理方式[1,2]。活性污泥主要成分分为有机部分和无机部分,其中有机部分包括生物质、内源代谢产物和惰性有机物,而无机部分包括金属离子、化学沉淀以及进水中的砂[3,4]。这些无机物是不能生物降解的,并会在污泥絮体中积累影响污染物的去除。通常活性污泥中的混合液挥发性悬浮固体浓度与混合液悬浮固体浓度的比值ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)在0.7左右。但在我国,大部分地区的城镇污水处理厂活性污泥的ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)普遍较低,通常只有0.3~0.5[5]。该现象在进水含砂量较高的山地城市尤为突出;这些活性污泥中除含有与生物基质相关的无机物外,还含有大量的特细砂[6]。大量的特细砂存在于活性污泥之中不仅影响污水处理效果,而且特细砂在活性污泥中集聚将加速设备的磨损,增加运行维护费用。如何实现活性污泥中有机质和无机砂的分离已成为污水处理系统一个亟待解决的难题。美国Usfilter公司的专利设备Solids Separation Module(污泥选择分离机)实现了污泥中有机物和惰性无机物的分离[7]。但迄今为止,国内尚无相关技术的研究和应用的报道。为此课题组根据旋流分离模型及原理[8~20]开发了一种基于污水处理厂生物污泥与特细砂之间的密度、粒径差异的污泥淤砂分离器[21],并实现了低ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)值污泥的生物基质和污泥淤砂的分离。前期研究发现,分离器的主要结构参数(底流口与溢流口直径)是影响污泥淤砂分离器分离效能的重要因素[22]。因此,本文将重点探讨污泥淤砂分离器的主要结构参数对特细砂分离效果的影响,从而为污泥淤砂分离器的结构优化奠定基础。

1 试验材料与试验方法

1.1 试验系统与运行方式

污水处理厂活性污泥淤砂分离系统如图1所示[22]:它由储泥箱(含污泥搅拌器)、污泥淤砂分离器、污泥泵(额定排量5m3/h)、电磁流量计(KDLD-25型电磁流量计,设定量程0~10m3/h,精度级0.5级)、压力表(YPF型压力表,额定量程0~0.4MPa)及阀门等构件组成,核心设备为自主开发的污泥淤砂分离器。试验时,先将污水处理厂回流污泥泵入带污泥搅拌器的储泥箱,通过调节阀门控制污泥混合液进入污泥淤砂分离器的进料压力,污泥混合液通过分离器后被分离为溢流污泥和底流污泥。其中,底流污泥被输送至污泥脱水机进行脱水,溢流污泥被回流至生物反应池。

1.2 试验方法

试验采用的污泥淤砂分离器的主要结构参数为:筒体直径为75mm,筒体长度为100mm,溢流管插入深度为88mm,锥角为20°,并配置了直径为8mm、10mm、13mm、15mm 的底流口,直径为15mm、18mm、20mm、22mm、25mm的溢流口,泥淤砂分离器结构如图2所示。在进料压力为0.2MPa的条件下,分别采用固定溢流管直径改变底流口直径(15、13、10、8)、或固定底流口直径变更溢流口直径(25、22、20、18、15)的组合方式,来测试溢流口直径do与底流口直径du污泥淤砂分离器分离效能的影响。

版权、出处:《给水排水》

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