[发明专利]一种固液分离装置及其应用

说明书

本申请公开了一种固液分离装置及其应用。本申请的固液分离装置主体为圆柱形空腔，圆柱形空腔顶部安装搅拌推流器，搅拌推流器的扰流浆或推流泵伸入圆柱形空腔；圆柱形空腔上部侧壁设污水进口，下部侧壁或底部设排泥口；圆柱形空腔内部设置隔板，隔板在圆柱形空腔内围成相对封闭的圆锥形腔，圆锥形腔底部与圆柱形空腔连通；圆锥形腔顶部设有清水溢流口。本申请在圆柱形空腔内设围成圆锥形腔的隔板，形成快混区、慢混区和污泥浓缩沉淀区，实现混凝池和沉淀池功能一体化，占地小，需设备少，成本低，维护保养成本低，操作简单，故障发生率低。本申请利用离心力和重力双重作用，有效提高固液分离速度和效果。为污水净化环保设施推广奠定了良好基础。

技术领域

本申请涉及污水处理领域，特别是涉及一种固液分离装置及其应用。

背景技术

在污水处理的过程中，通常包括物化反应和固液分离两大步骤，也就是所谓的混凝沉淀工艺。混凝沉淀工艺中，混凝或混凝过程即物化反应，主要是指向污水中投加混凝剂，在一定水力条件下完成水解、缩聚反应，使污水的胶体分散体系脱稳和凝聚的过程，该过程又分为混合和微粒混凝两个阶段。混合阶段即指使投入的包括混凝剂的药剂迅速、均匀地扩散于污水中，以创造良好的水解反应条件，这个阶段采用快混，即快速搅拌混匀，使药剂迅速、均匀分散。微粒混凝阶段是指完成混合阶段后，胶体在一定水力条件下相互碰撞、聚集或投加少量助凝，以形成较大絮状颗粒的过程，这个阶段采用慢混，即低速搅拌混匀，以保障药剂的反应效果。在整个混凝过程中涉及，①水中胶体的性质，②混凝剂在水中的水解，③胶体与混凝剂的相互作用。

混凝所处理的对象，主要是污水中的微小悬浮物和胶体。大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉，可以用沉淀等方法除去。但是，微小粒径的微小悬浮物和胶体胶粒，能在污水中长期保持分散悬浮状态，即使静置数十小时以上，也不会自然沉降。这是由于微小悬浮物颗粒和胶粒具有“稳定性”。混凝的机理至今仍未完全清楚，因为它涉及的因素很多，如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度，以及混凝剂的性质和混凝条件等。但总结起来，混凝的机理有三大方面：

(1)压缩双电层作用

污水中的胶体杂质胶粒能维持稳定的分散悬浮状态，主要是由于水中胶粒的∫电位较高。如能消除或降低胶粒的∫电位，就有可能使胶粒碰撞聚结，失去稳定性。在水中投加电解质性质的混凝剂即可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒，在投入铁盐或铝盐等混凝剂后，混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变，增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄，∫电位降低。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，∫电位为零，称为等电状态。在等电状态下，胶粒间静电斥力消失，胶粒最易发生聚结。实际上，∫电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的∫电位称为临界电位。胶粒因∫电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶粒脱稳，脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。

(2)吸附架桥作用

三价铝盐或铁盐以及其他高分子棍凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子聚合物可被胶粒强烈吸附，因其线性长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。

(3)网捕作用

三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶粒粘结。

通常把通过双电层作用而使胶体颗粒相互凝结过程的凝聚和通过高分子聚合物的吸附架桥作用而使胶体颗粒相互粘结过程的絮凝，总称为混凝。因此向污水中投加药剂，进行污水和药剂的混合，从而使污水中的胶体物质产生凝聚和絮凝这一综合过程成为混凝过程。混凝过程使微小悬浮物和胶体聚集成粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化。