侧沟式固液分离器的污泥回流机理研究

2000V01．16中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERNo．8爨辑如l论述与研究i2论述与研究《《}世世}毋世岱嚣s管侧沟式固液分离器的污泥回流机理研究f“蓥查：竺垡刘保疆7f一(重庆建筑大学城市建设学院，重庆400045)Xr。D3·}摘要：运用流态分析手段研究了侧淘式目液分离器的污泥回流机理，并对侧沟式目液分离器内的污漉回流机理提出了新的解释，补充完善了原有理论，关键词：=堡垡鱼幽苎坌妻鱼兰墨里远中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：10004602(2000)080001—03ResearchonMechanismofSludgeRecycleinSideChannelSolid—LiquidSeDaralorDENGRong—sen，XUJun—yi，LIUBao-]iang(FacultyoJUrbanConstruction，ChongqingJianzhuUniv，Chongqing400045，China)Abstract：Bymeansofflowformanalysis．sludgerecyclemeehmaism0fsidechannelso[id+liquidseparatorinoxidationditchwasstudiedAnewexplanationtOthemechanismwasgivenandtheorigi—naltheorywassupplementedandcompletedKeywords：integratedoxidationditch；solid．1iquidseparator；sludgerecycle固液分离器是一体化氧化淘的关键设备，而其中污泥的及时回流又是保证分离器具有良好分离效果、获得稳定出水水质的前提。有关资料认为，一体化氧化淘固液分离器的污泥回流机理不仅是由于重力作用，更重要的是回流管(缝1与主沟之间存在一定的压力差，污泥的沉降与回流均受到这个压力差的影响。应用该原理，可以对污泥回流给以一定的解释，但是该原理阐述过于笼统，并不能适用于所有的固液分离器，同样也不能清楚解释侧淘式固液分离器的回流机理。譬如按照该原理，侧沟式固液分离器组件之间所有的回流管(缝)都同时受到重力作用和由主沟与侧沟之间流速差引起的压力差作用，因此其中污泥状态应该完全一致，但事实并非如此，根据基金项目：“八五国家科技攻黄课题(85—908—03—05)l试验观察，在侧沟式固液分离器中污泥状态并不完全一致，它同分离器构造、污泥位置密切相关1侧沟式固液分离器的构遣试验所用侧沟式一体化氧化沟模型由有机玻璃制成，构造见图1。三＼—————————b—／囤1为式固液分离器示意围该模型的主沟容积为300L，沟单宽为0．17m，单侧直段长为16m，有效水深为038m；相应侧沟有效尺寸为：(长)1．2m×(宽)O06rfl×(深)0．38m。2现象观察维普资讯http://www.cqvip.com2000V01．16中国给水排水No．8观察发现，侧沟式固液分离器工作时存在以下明显现象：①分离器内存在一定厚度的悬浮污泥层，且泥水界面清晰。②污泥层高度沿分离器长度方向有所变化，沿水流方向前端略高，后端略低。③污泥层处于运动状态，沿高度方向存在污泥层的翻滚、沉陷；沿水流方向存在水平流动，且流速后端略太于前端。④污泥层沿长度方向污泥浓度有差异，前、中部污泥呈现密实带与稀松带交替分布，各带沿组件上侧板延长线延伸，与水平方向成一定角度；后部污泥多数密实，污泥带不如中、前部明显。⑤污泥层沿高度方向浓度有较大差异，污泥层上层、泥水界面以下一定区域污泥浓度量大，表现为污泥颗粒粗大；污泥层下层、组件以上一定区域污泥浓度最小，表现为污泥颗粒细碎、稀松。⑥污泥在分离器中表现有三种存在状态：a．反冲，即主沟中混合渡通过组件问的回流缝冲向悬浮污泥层；b．回流，即侧沟中的混合液通过组件间的回流缝流回主沟；C脉动，即组件之间回流缝中的泥水混合液处于悬浮状态，一会儿回流，一会儿反冲。⑦污泥在分离器中的状态具有稳定性，即不论何时开机、运行时间长短，污泥存在状态始终保持不变。⑧分离器前、中部污泥的回流、反冲分布比较均匀，以问隔分布为主；后部只发生回流，不发生反冲、脉动。以上现象可归纳成图2。在由组件一向组件二的流动过程中，由于紊流纵向脉动的结果，射流质点部分地与周围静止介质(相对而言)的质点发生动量交换，因而带动周围介质一起向前运动，以致于在射流下游方向上宽度不断增加、边界层内的流动方向也有所改变，由中心部分的向前流动变为向前上方流动(见图3)。田3紊流脉动结果边界层内的液流流向改变后继续流动，受到前方组件的阻挡，根据恒定总流的动量方程：P0(v2一卢。v．)=∑F(1)式中∑F-作用于总流上的外力合力由式(1)可知，液