區(qū)高度的增加，也意味著快速沉降區(qū)中無干擾的顆粒沉降的空間和時(shí)間的增加，因此快速沉降區(qū)顆粒沉降更為充分，其上部與澄清區(qū)相接的部分具有更低的顆粒濃度，可以確保由第一混合液入口進(jìn)入的混合液以及來自澄清區(qū)下部的顆粒的充分稀釋，這也相應(yīng)地改善了澄清區(qū)中的固液分離。
[0041]此外，在洗出區(qū)設(shè)置第二混合液入口以引入通常與由第一混合液入口進(jìn)入的相同的混合液，可以將來自快速沉降區(qū)下部的濃縮混合液快速洗出(引出、導(dǎo)出或排出)沉降池，避免顆粒在沉降池下部(特別是快速沉降區(qū)下部)的過度積聚和停留時(shí)間過長(zhǎng)，由此進(jìn)一步改善了固液分離效果。由于顆粒的積聚會(huì)導(dǎo)致顆粒濃度上升而妨礙顆粒沉降和固液分離，而顆粒濃度的增加和停留時(shí)間的延長(zhǎng)有可能導(dǎo)致顆粒相互架橋或附著于池壁或?qū)е骂w粒性質(zhì)的變化(例如污泥顆?？赡茉谳^長(zhǎng)時(shí)間停留中發(fā)生厭氧反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，最終導(dǎo)致污泥顆粒上浮使得分離失敗)，因此通過第二混合液入口向洗出區(qū)導(dǎo)入混合液可以有效地降低顆粒濃度并減少混合液的停留時(shí)間可以充分避免這些問題的發(fā)生。
[0042]在現(xiàn)有技術(shù)中，有時(shí)候會(huì)采用穿孔墻或整流管(3)對(duì)進(jìn)入沉降池(例如二沉池)的混合液進(jìn)行消能和布水(參見圖1)。通常，穿孔墻或整流管(3)上設(shè)有多個(gè)進(jìn)水孔并以豎直的方式設(shè)置在沉降池的進(jìn)水口，這些進(jìn)水孔一般以均勻且密集的方式布置，相鄰進(jìn)水孔之間距離很近，混合液通過這些進(jìn)水孔均勻地進(jìn)入沉降池，以便實(shí)現(xiàn)消能和均勻的布水，盡量減少混合液的進(jìn)入對(duì)沉降池中顆粒沉降和固液分離的擾動(dòng)。
[0043]對(duì)于具有穿孔墻的傳統(tǒng)沉降池，若減小進(jìn)入沉降池的混合液的流量，將表面水力負(fù)荷(也即“排出的上清液流量”或“上清液產(chǎn)量”)和排出的濃縮混合液流量都降至非常低的水平(這可能導(dǎo)致增加澄清區(qū)(9)的高度，使得大部分甚至全部進(jìn)水孔都位于澄清區(qū)
(9))，沉降池在這樣的條件下有可能進(jìn)行高顆粒濃度混合液的固液分離，但固液分離效率和上清液產(chǎn)量也將降至極低水平，并且混合液在沉降池中的停留時(shí)間將顯著增加。若將表面水力負(fù)荷保持在低水平，并且同時(shí)增加進(jìn)入沉降池的混合液的流量和排出沉降池的濃縮混合液的流量(這可能使澄清區(qū)(9)高度減小，部分進(jìn)水孔將位于濃縮區(qū)(6))，雖然這樣可以使混合液在沉降池中的停留時(shí)間減少，但排出的上清液流量仍然很小，固液分離效率仍然不高。此外，由于位于澄清區(qū)(9)的進(jìn)水孔與位于濃縮區(qū)(6)的進(jìn)水孔之間的距離通常很小，由位于濃縮區(qū)(6)的進(jìn)水孔進(jìn)入的混合液一方面會(huì)干擾澄清區(qū)(9)中的顆粒沉降，另一方面會(huì)增加濃縮區(qū)(6)上部的顆粒濃度，使得進(jìn)入濃縮區(qū)(6)的混合液得不到充分稀釋，顆粒沉降速度得不到充分提高，由此導(dǎo)致固液分離效率降低。綜上，對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)有穿孔墻或整流管的沉降池(二沉池)，減小表面水力負(fù)荷可以分離具有更大污泥濃度的混合液或具有更差污泥沉降性能的混合液，但是也將導(dǎo)致出水量下降，即固液分離效率的下降；而增加污泥回流比并不能提高固液分離效率并需要相應(yīng)地增加用于污泥回流的動(dòng)力消耗。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有穿孔墻的沉降池相比，本實(shí)用新型的重力沉降裝置至少具有以下區(qū)別特征:1)設(shè)有緊鄰澄清區(qū)下部的快速沉降區(qū)，快速沉降區(qū)具有一定的高度，并且在快速沉降區(qū)中不設(shè)混合液入口 ；2)設(shè)有緊鄰快速沉降區(qū)下部的洗出區(qū)，洗出區(qū)上部設(shè)有第二混合液入口。由于第二混合液入口設(shè)在快速沉降區(qū)的下方，由第二混合液入口進(jìn)入的混合液既不會(huì)增加快速沉降區(qū)上部的顆粒濃度，也不會(huì)擾動(dòng)快速沉降區(qū)上部的顆粒沉降，并且能將快速沉降區(qū)下部的濃縮混合液及時(shí)帶走，使得快速沉降區(qū)下部的顆粒濃度降低或維持在較低水平，有利于快速沉降區(qū)中顆粒的快速平穩(wěn)沉降。因此，來自澄清區(qū)的顆粒和由第一混合液入口進(jìn)入的混合液的第二部分可以在本實(shí)用新型裝置的快速沉降區(qū)中得到充分稀釋，使得顆粒沉降速度加快，分離效率也由此提高。此外，由第二混合液入口進(jìn)入洗出區(qū)的混合液在降低濃縮混合液濃度和減少混合液停留時(shí)間的同時(shí)還避免了對(duì)快速沉降區(qū)中顆粒沉降的干擾，這同樣有利于固液分離效果的提高。因此，本實(shí)用新型重力沉降裝置的固液分離效果和效率都得到了顯著的提高，可以在保持分離效果的同時(shí)增加上清液產(chǎn)量，或者在處理具有高顆粒濃度的混合液時(shí)保持期望的上清液產(chǎn)量。
[0045]當(dāng)污水生物處理裝置或方法中用于泥水分離的沉降池(例如用于曝氣混合液泥水分離的二沉池)采用本實(shí)用新型的重力沉降裝置或方法時(shí)，沉降池能夠處理的污泥濃度可以大于等于 2000mg/L，例如 2500mg/L，3000mg/L, 4000mg/L, 5000mg/L, 6000mg/L,7000mg/L，8000mg/L，9000mg/L，甚至大于等于10000mg/L，并且沉降池對(duì)沉降性能較弱的污泥顆粒也有較好的分離效果。因此采用本實(shí)用新型重力沉降裝置或方法的污水生物處理裝置或方法可以在高污泥濃度條件下工作，由此獲得污水處理量大、高效、快速、剩余污泥少、抗沖擊性能強(qiáng)等高污泥濃度污水生物處理方法所具有的各種優(yōu)點(diǎn)和益處。同時(shí)，可以通過對(duì)現(xiàn)有重力沉降裝置(例如二沉池)進(jìn)行改造來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案。因此，本實(shí)用新型還具有操作簡(jiǎn)便、投資少、易于工業(yè)化應(yīng)用等諸多益處。
[0046]在本文中所用的術(shù)語具有其在本領(lǐng)域內(nèi)公知的含義，然而為清楚起見，仍然給出以下定義。
[0047]“液體介質(zhì)”是指任意合適的在沉降分離過程中以液體形式存在并作為顆粒的分散介質(zhì)的物質(zhì)。液體介質(zhì)可以是單一的含或不含溶質(zhì)的連續(xù)相，或者是含有分散相和連續(xù)相的分散體。所述分散相可以是任意合適的與連續(xù)相不相溶的液體、氣體或固體。例如，液體介質(zhì)可以是水、水溶液或水分散體，例如污水、廢水等。
[0048]“顆粒”是指可分散在液體介質(zhì)中的任意合適的固體分散相，例如固體懸浮物、污泥顆粒等。
[0049]“混合液”是指由作為連續(xù)相的液體基質(zhì)和作為分散相的顆粒組成的分散體、混懸液、混合液、懸浮體等。例如由污泥與水形成的分散體，例如泥水混合物或泥水混合液。
[0050]“濃縮混合液”是指將上述混合液經(jīng)分離除去至少部分分散介質(zhì)后得到的顆粒濃度提高的混合液。例如，泥水混合液在分離除去部分水之后得到的泥水混合液也稱為污泥。
[0051]“顆粒濃度”是指顆粒在混合液中的體積濃度或重量濃度。
[0052]“污水”是指任何可用生物處理方法處理的主要含有機(jī)污染物的污水，包括任何合適的工業(yè)廢水、生活污水及其任意組合，特別是城市生活污水。污水可以是從產(chǎn)生污水的地點(diǎn)直接得到污水、通過管網(wǎng)搜集得到污水、將污水貯存一定時(shí)間后得到的污水、或者是將污水經(jīng)過發(fā)酵、酸堿調(diào)節(jié)、成分調(diào)節(jié)、濃度調(diào)節(jié)以及沉淀、過濾、離心等生物、化學(xué)和/或物理處理之后得到的污水。
[0053]“污泥”和“活性污泥”是指污水生物處理過程中產(chǎn)生的活性污泥?；钚晕勰嗍俏鬯械纳镄纬傻男跄w，主要含有水和各種以微生物為主的活的生物，例如好氧菌、厭氧菌和兼性菌，還有真菌、藻類、原生動(dòng)物等，這些生物能夠吸附、吸收甚至吃掉污水中的有機(jī)或無機(jī)污染物，從而實(shí)現(xiàn)凈化污水的效果。
[0054]“污水生物處理”是指利用主要以微生物為主的生物的代謝作用使污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)的過程。
[0055]“基本上”并不排除“完全”的意思。如一個(gè)成分“基本上不含” Y，也可以是完全不含有Y。如果需要，“基本上”可以從本實(shí)用新型定義中刪除。
[0056]“含有”既包括提到的因素，也允許包括附加的、不確定的因素。
[0057]“大約”、“約”、“左右”在限定具體數(shù)值的情況下，是指該具體數(shù)值具有以該具體數(shù)值為基礎(chǔ)的上下浮動(dòng)的范圍，浮動(dòng)范圍可以是該具體數(shù)值的+/_5%，+/-4%, +/-3%,+/—2%，+/—I %，+/—0.5%，+/—0.2%，+/—0.1 %，+/—0.05%，+/—0.01 %等。
[0058]“和/或”表示由其連接的多個(gè)術(shù)語可以各自單獨(dú)地使用，也可以相互任意地組合。
[0059]本實(shí)用新型中，為簡(jiǎn)明起見而使用的數(shù)值范圍不僅包括其端點(diǎn)值，也包括其所有的子范圍和此范圍內(nèi)所有的單獨(dú)的數(shù)值。例如，數(shù)值范圍1-6不僅包括子范圍，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，也包括此范圍內(nèi)單獨(dú)的數(shù)值，例如1、2、3、4、5、6。
【附圖說明】
[0060]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中常用的各種二沉池的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:(a)平流式二沉池；(b)輻流式二沉池；和(C)豎流式二沉池。
[0061]圖2是本實(shí)用新型重力沉降裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置是豎流式沉降池。
[0062]圖3是本實(shí)用新型重力沉降裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置是輻流式沉降池。
[0063]圖4是本實(shí)用