陶瓷工业废水净化矩形平流沉淀池改良方法分析

刘卫红 韩复兴 黄晨

摘 要：文章分析了陶瓷工业循环水处理现状，并对针对最普遍的平流方形沉淀池存在的缺点，提出了多种改良方法，文章还分析了改良后循环系统运行情况和控制技术要点。

关键词：陶瓷工业;废水净化;矩形平流沉淀池;斜管沉淀器;

1 前 言

建筑陶瓷生产过程中会产生大量生产废水，年产1000万平米的釉面砖生产企业，年新水用量超20万吨。生产废水来源主要包括原料车间坯料清洁废水、制釉车间釉料清洁废水、釉线釉料清洁废水、抛光磨边废水、煤气站、窑炉及喷雾干燥塔含酚有机循环水、生活办公废水等六个方面的废水，目前80%以上废水进行净化和水循环利用。

在废水净化工艺中， 分为重力自然（自由）沉淀和混凝（干涉）兩种工艺。而前者担负着超过80%的任务，其中传统陶瓷废水重力自然（自由）沉淀池主要为平流式。对现有平流重力自然沉淀池进行改进显得特别迫切和必要。下面分析改进方法。

2 传统废水自然沉淀池

专利申请号 201310201534.6公开一种废泥、废水自动分离回收再利用装置，包括废水收集管、一至四级沉淀池、输送管道、输浆管、泥浆泵、抽水机、清水集水池、自动控制器，其中，废水收集管与一级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池连接，一级沉淀池、二级沉淀池、三级沉淀池和四级沉淀池之间均通过输送管道连接，输浆管通过泥浆泵与一级沉淀池连接，四级沉淀池通过抽水机和输送管道与清水集水池连接，四级沉淀池和清水集水池的上方均设有水量自动探测装置，所述的泥浆泵、抽水机和水量自动探测装置均与自动控制器连接[1]

3 废水沉淀池传统改良方法

3.1改良溢流口

申请号201520426527.0对传统重力自然沉淀池进行改量，改进内容包括取消四级沉淀池，仅设置三级沉淀池，三级沉淀池远离二级沉淀池端设置有清水池，一级沉淀池与废水输出管道连接，泥浆回收池通过泥浆输送管道和泥浆泵与一级沉淀池连接，清水池通过清水输送管道和抽水机与回收蓄水池连接，三级沉淀池与清水池相连通。一级沉淀池、二级沉淀池、 三级沉淀池、清水池依次顺序排列，一级沉淀池、二级沉淀池、三级沉淀池的高度依次递减，上一级沉淀池与下一级沉淀池的壁上设置有开口结构，上一级开口结构位于下一级沉淀池的上方。三级沉淀池之间存在的高度差，废水可以顺势通过开口结构，经导流结构引流流入下一级沉淀池中。同时由于上一级沉淀池的开口结构高于下一级的沉淀池的高度，可以有效避免沉淀池中的废水回流[2]。

3.2 改良溢流轨迹

专利申请号201621259356.8也对传统自然沉淀池进行了改造，将两排四级沉淀池串联，每两个相邻沉降池之间均设有闸口，闸口的深度依次递减，使得废水按 第一排第一个沉降池、第二排第一个沉降池、第二排第二个沉降池、第一排第二个沉降池、 第一排第三个沉降池、第二排第三个沉降池、第二排第四个沉降池、第一排第四个沉降池的顺序流动，呈“S”型;第一排第一个沉降池还具有入水口;第一排第四个沉降池还具有排水口。 S溢流运动轨迹，延长了水流时间和面积，闸口深度递减阶梯型的，使得废水经由分池设置的深度不同让废水中的粗颗粒物沉淀下来，达到处理排放的效果[3]。

3.3 改良入水口

折流式沉淀池结构与矩形平流式沉淀池相似，不同之处在于进水和出水在沉淀池的同侧，目的在于利用进水能量将水流带到池子另一端， 遇到池壁后反方向折回，流入与进水口同侧的出水堰，污泥回流位于池底，与水流方向平行。 屈强[4]研究了将折流式沉淀池改为尺寸相同的平流式沉淀池的流场结构特征， 即将折流式沉淀池的出水口移到池体另一侧，其他条件均保持不变。研究发现将折流式沉淀池改造成相同尺寸平流式沉淀池后，短流减少，死区减小，容积利用率增加 ，水流特征优于同结构折流式沉淀池。如果将矩形平流式沉淀池入水一侧增设一隔墙，入水口从上部改为下部，或者将废水加压通过入水管深入矩形平流池底部。由于进水混合液悬浮物浓度远高于沉淀池中的清水，有密度差，存在着异重流，在池底水压下，更容易沉淀。

桂新安[5]研究了异重流和折流式沉淀池，如图4。利用异重流现象，还可以将矩形平流式沉淀池进行技改，在二级沉淀池内砌筑一个小池，将一级沉淀池出水口改为中间，用管道将一级沉淀池出水引至小池，小池四周设置溢水出水口，废水通过小池出水口溢入二级沉淀池外腔，再通过二级沉淀池与三级沉淀池排水口进入三级沉淀池，水流经过不断曲折，由于异重流现象而得到澄清。

3.4 其他改造

其他改良方面很多，譬如利用斜管、斜板原理，对一级沉淀池入口进行改良，提高沉淀效率;譬如利用辐流原理将上一次出水通过管道置于下一级沉淀池中间，形成水力喷射压力，并利用四周的出水口形成辐流沉淀效果。在吸泥、刮泥方面，也可以将一级、二级、三级、四级沉淀池的沉淀池的一侧设置下沉式的集泥池，通过刮泥装置，将池底污泥刮至集泥池，也可以设计吸泥行车，或吸刮一体行车。

自然沉淀仍不能彻底净化陶瓷生产污水，为了满足环保要求，增加混凝工艺设备，按照混凝工艺技术要求和环保标准要求对现有矩形平流沉淀池改良才是根本。

4 结 论

通过以上改良方法分析，得出以下结论：

（1）矩形平流沉淀池是目前陶瓷行业应用最多的沉淀池，利用现有矩形平流沉淀池基础条件，通过改良，提高沉淀效率，可以快速提高行业污水治理水平;

（2）由于陶瓷废水中，悬浮物可通过重力自然沉淀的比重有限，通过增加混凝池，可以彻底解决当前沉淀池效率低、不达标的问题。

参考文献

[1] 邹森，陈刚.废泥、废水自动分离回收再利用装置，专利申请号：201310201534.6[P]，中华人民共和国国家知识产权局，2014，02，05;

[2] 吴细贵.一种废泥、废水分离回收再利用系统，申请号：2015204265270[P]，中华人民共和国国家知识产权局，2015，11，11;

[3] 刘榕冰.一种陶瓷工厂排污废水回收利用装置，专利申请号201621259356.8[P]，中华人民共和国国家知识产权局，2017，06，06;

[4] 屈强， 马鲁铭， 王红武，等. 折流式沉淀池流态模拟[J]. 中国给水排水， 2005， 21（004）：58-61.

[5] 桂新安. 折流式沉淀池在污水处理中的应用探讨[J]. 给水排水， 2017， 000（005）：39-43.