摘要：污泥淤砂分離器是一種能夠使活性污泥中污泥有機(jī)質(zhì)與淤砂分離的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)污泥淤砂分離器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，重點(diǎn)探討了污泥淤砂分離器最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)-排口比K（底流口直徑Du與溢流口直徑Do之比）對(duì)污泥淤砂分離器分離效能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在排口比從0.32增加到1.0的過程中，分離器處理能力Qi基本保持不變，分流比S、分離效率η和底流污泥ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）分別從0.084、24.7%和0.21增加到0.338、41.1%和0.33.4；污泥有機(jī)質(zhì)富集率FMLVSS和淤砂富集率FMLISS分別從1.95和1.35減小到1.22和1.12。富集除砂所需要的K和分離器獲得較高的除砂效率η時(shí)所需K不一致。污泥淤砂分離器排口比K設(shè)計(jì)為0.4~0.6時(shí)，能夠獲得較高的分離效率，并實(shí)現(xiàn)淤砂的富集排放。

目前，我國大部分地區(qū)的城鎮(zhèn)污水處理廠活性污泥（混合液懸浮固體）的ρ（MLVSS）（混合液揮發(fā)性懸浮固體）/ρ（（MLSS）（混合液懸浮固體）比值普遍較低，通常只有0.3~0.5（遠(yuǎn)小于常規(guī)活性污泥法中的0.7這一經(jīng)驗(yàn)參數(shù)）。該現(xiàn)象在進(jìn)水含砂量較高的山地城市尤為突出；通過對(duì)重慶市8個(gè)典型的污水處理廠進(jìn)行調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，其活性污泥的ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）為0.25~0.40，這些活性污泥中除含有與生物基質(zhì)相關(guān)的無機(jī)物外，還含有大量的特細(xì)砂（小于200μm不能被普通沉砂池有效去除的特細(xì)無機(jī)顆粒物）。

這些特細(xì)砂被包裹、嵌入以及游離在于活性污泥中，并且與生物基質(zhì)存在一定的密度差和粒徑差。大量的特細(xì)砂存在于活性污泥之中不僅影響污水處理效果，而且特細(xì)砂在活性污泥中集聚將加速設(shè)備的磨損，增加運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。如何實(shí)現(xiàn)活性污泥中有機(jī)質(zhì)和無機(jī)砂的分離已成為污水處理系統(tǒng)一個(gè)亟待解決的難題。美國Usfilter公司的專利設(shè)備solids separation module（污泥選擇分離機(jī)）實(shí)現(xiàn)了污泥中有機(jī)物和惰性無機(jī)物的分離。但迄今為止，國內(nèi)尚無相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用的報(bào)道。

為此課題組根據(jù)旋流分離模型及原理開發(fā)了一種基于污水處理廠生物污泥與特細(xì)砂之間的密度、粒徑差異的污泥淤砂分離器，并實(shí)現(xiàn)了低比值ρ（MLVSS）/ρ（（MLSS）污泥的生物基質(zhì)和污泥淤砂的分離。前期研究發(fā)現(xiàn)，分離器的排口比K（底流口直徑Du與溢流口直徑Do之比）是污泥淤砂分離器最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，它直接影響污泥淤砂分離器的分離效能。

因此，本文將重點(diǎn)探討污泥淤砂分離器的排口比對(duì)特細(xì)砂分離效果的影響，從而為污泥淤砂分離器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

1實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法

1.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與運(yùn)行方式

污水處理廠活性污泥淤砂分離系統(tǒng)如圖1所示：它由貯泥箱（含污泥攪拌器）、污泥淤砂分離器、污泥泵（額定排量5m3/h）、電磁流量計(jì)（KDLD-25型電磁流量計(jì)，設(shè)定量程0~10m3/h，精度級(jí)0.5級(jí)）、壓力表（YPE型壓力表，額定量程0~0.4MPa）及閥門等構(gòu)件組成，核心設(shè)備為自主開發(fā)的污泥淤砂分離器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將污水處理廠回流污泥泵入帶污泥攪拌器的儲(chǔ)泥箱，通過調(diào)節(jié)閥門控制污泥混合液進(jìn)入污泥淤砂分離器的進(jìn)料壓力，污泥混合液通過分離器后被分離為溢流污泥和底流污泥。其中，底流污泥被輸送至污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，溢流污泥被回流至生物反應(yīng)池。具體參見http://m.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)采用的污泥淤砂分離器（如圖2所示）的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為：筒體直徑為75mm，筒體長(zhǎng)度為100 mm，溢流管插入深度為88mm，錐角為20°，并配置了直徑為8、10、13和15mm的底流口，直徑為15、18、20、22和25mm的溢流口。在進(jìn)料壓力為0.2MPa的條件下，分別采用固定溢流管直徑改變底流口直徑（φ15、13、10和8mm）、或固定底流口直徑變更溢流口直徑（φ25、22、20、18和15mm）的組合方式，來測(cè)試排口比對(duì)污泥淤砂分離器分離效能的影響。

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