澄清濾池澄清池

澄清池是一種將絮凝反應(yīng)過程與澄清分離過程綜合于一體的構(gòu)筑物 。

水和廢水的混凝處理工藝包括水和藥劑的混合、反應(yīng)及絮凝體與水的分離三個階段。澄清池就是完成上述三個過程于一體的專門設(shè)備。

澄清池中起到截留分離雜質(zhì)顆粒作用的介質(zhì)是呈懸浮狀的泥渣。在澄清池中，沉泥被提升起來并使之處于均勻分布的懸浮狀態(tài)，在池中形成高濃度的穩(wěn)定活性泥渣層，該層懸浮物濃度約在3～10g/L。原水在澄清池中由下向上流動，泥渣層由于重力作用可在上升水流中處于動態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)原水通過泥渣懸浮層時，利用接觸絮凝原理，原水中的懸浮物便被泥渣懸浮層阻留下來，使水獲得澄清。清水在澄清池上部被收集。2100433B

(1)處理范圍廣，適應(yīng)性強；

(2)基建費用低，占地面積小；

(3)藥劑用量省，運轉(zhuǎn)費用低等優(yōu)點。

澄清濾池也存在有沖洗水量大，管理要求高，澄清池內(nèi)部不便于檢修等缺點。

為了處理高濁度水，澄清濾池設(shè)有強制排渣系統(tǒng)和較大的濃縮室。運行中，過剩的泥渣經(jīng)由排渣筒進(jìn)入濃縮室，進(jìn)行泥渣的分離脫水，分離后的水經(jīng)過濾層過濾，由強制出水管引出。澄清濾池的總上升流速在1.2mm/s以上；總停留時間為1.0-1.5h；濾池沖洗管按大阻力系統(tǒng)考慮，當(dāng)沖洗強度為10L/s·㎡時，沖洗耗水量在1.6%以下 。

澄清池可分為泥渣懸浮型和泥渣循環(huán)型澄清池兩大類 。澄清部分是一個錐底式澄清池，由錐形懸浮區(qū)、泥渣濃縮室和相應(yīng)的清水這組成，過濾部分由厚40cm的濾料層和擴散板組成。擴散板由8-25mm直徑的卵石膠結(jié)形成，厚8cm,濾料選用粒徑06.-2.0mm的無煙煤。

澄清濾池是澄清池和濾池的有機結(jié)合。即在澄清池的清水區(qū)架設(shè)一濾層(稱薄濾層)，把混合、反應(yīng)、沉淀、過濾等工序集中在一個構(gòu)筑物內(nèi)。

1、MSPI（Mixing-settler based on phase inversion）混合澄清槽

為了減小混合澄清槽占地面積，研究者將占地面積較大的澄清槽放置在混合槽底部的做法并不少見，反相槽是其中較有特色的一種，其工藝流程如圖1所示 ：

該設(shè)備的工作原理是將油水兩相通入到頂部的混合室中進(jìn)行接觸傳質(zhì)，充分混合后通過一個多孔板形成大量的混合相液滴并進(jìn)入澄清段，由于混合相液滴的密度比澄清室頂部的油相密度大，因此會緩慢向下沉降，沉降過程中混合相液滴內(nèi)的細(xì)小油滴逐漸從液滴內(nèi)部擴散到油相主體，經(jīng)過充分澄清后液滴中只 剩水相，并最后進(jìn)入到底部的水相中。

由于采用管式澄清結(jié)構(gòu)，MSPI 型混合澄清槽具 有占地面積小，壓槽量低的優(yōu)點，但是該設(shè)備需要將物料通過泵輸送到高位混合槽中，消耗大量的電能，因此其工業(yè)應(yīng)用可行性還需進(jìn)一步研究。

2、無潛室混合澄清槽

攪拌槽的計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）模擬和實驗研究表明 ，要達(dá)到較好的攪拌混合效果，通常需要設(shè)定攪拌槳安裝高度與攪拌槽高度比值在0.2~0.5間取值。而常見的箱式混合澄清槽中，攪拌槳一般安裝在混合室底部緊挨著潛室出口的位置，攪拌效果較差。箱式混合澄清槽這 種結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了利用攪拌槳的抽吸作用將前后級的油水兩相分別吸入混合室中進(jìn)行攪拌混合，從而提高設(shè)備的處理能力。

圖2為一種無潛室的混合澄清槽結(jié)構(gòu)圖：

無潛室混合澄清槽中通常采用大直徑槳葉，葉片旋轉(zhuǎn)形成渦流，促使油水兩相直接進(jìn)入混合室，經(jīng)攪拌混合后流體從混合相出口進(jìn)入澄清室中分相，混合相出口設(shè)置在遠(yuǎn)離兩液相入口的位置，兩相分相完成后分別進(jìn)入下一級設(shè)備。無潛室混合澄清槽無需考慮潛室對槳葉安裝高 度和轉(zhuǎn)速的約束，可根據(jù)需要選擇攪拌槳安裝位置并設(shè)定相應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速，使物料充分混合而又不會過度 攪拌產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。但這種無潛室混合澄清槽物料可能未經(jīng)充分混合便已流出混合室，發(fā)生流體的短路現(xiàn)象，同時此設(shè)備中物料的級間流動能力較弱，相同體積的設(shè)備對物料的處理能力比有潛室槽小。

混合澄清槽具有以下特點 ：

（1）級效率高。在每一級設(shè)備內(nèi)，通過調(diào)節(jié)攪拌和澄清參數(shù)，待萃物的萃取效率可達(dá) 90% 以上。

（2）適應(yīng)性強。當(dāng)物料中目標(biāo)溶質(zhì)濃度或相比變化較大時仍可實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定操作和高效萃取。

（3）放大簡單。 混合澄清槽的體積可從小逐步放大至立方米級， 不同尺寸設(shè)備遵循相似放大的原理

（4）可操作性強。當(dāng)設(shè)備內(nèi)流體發(fā)生液泛或乳化等生產(chǎn)事故時，可通過停車靜置的方法解決，恢復(fù)正常后重新開車即可迅速恢復(fù)運行。

（5）占地面積大。混合澄清槽通常采用多級串聯(lián)的方式運行，當(dāng)物料所需萃取級數(shù)較大時，整個萃取工藝的占地面積較大。

（6）物料存留量大。在多級串聯(lián)的運行方式下，需要在開車運行前向槽內(nèi)加入充足的料液，對于級數(shù)較大的萃取工藝過程，設(shè)備內(nèi)存留的料液量巨大，萃取分離企業(yè)的一次性投資成本較高。

混合澄清槽雖然出現(xiàn)時間較早，但當(dāng)前其仍然 在石油、化工、冶金、核工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前使用最普遍的萃取設(shè)備。因此，國內(nèi)外研究者不斷致力于開發(fā)更高效、節(jié)能、簡單的混合澄清槽形 式，以提高混合澄清槽的綜合性能。

脈沖澄清池是一種泥渣懸浮型澄清池，它利用懸浮層中的泥渣對原水中懸浮顆粒的接觸絮凝作用來去除原水中懸浮雜質(zhì)，具有占地面積小、處理效果好、生產(chǎn)效率高、布水較均勻以及節(jié)省藥劑等特點。由于脈沖澄清池采用了池底配水管進(jìn)水的方式，它還可以使懸浮層的濃度分布趨于均勻，并防止顆粒在池底沉積 。2100433B