第2章污水的物理處理（重力分離）

——不溶態(tài)污染物的分離技術2.1均衡與調(diào)節(jié)2.2篩選-格柵和篩網(wǎng)2.3沉淀、沉砂、澄清2.4隔油和破乳2.5浮上法2.6過濾2.7離心分離本部分要解決的問題:重力沉降在水處理中的作用是什么？你知道重力沉降的原理嗎？你是否認為重力沉降過程很簡單？重力沉降的規(guī)律是什么？沉淀池的體積是如何確定的？實際沉淀池是如何工作的？沉淀池有哪些種類？各有什么特點和用途？2.3沉淀和沉砂2.3.1原理L2.3.2應用L2.3.3沉淀類型L2.3.4自由沉淀及其理論基礎L2.3.5理想沉淀池L2.3.6沉砂池L

2.3.7普通沉淀池L2.3.8斜板沉淀池L2.3.9提高沉淀池沉淀效果的有效途徑L2.3.10澄清池L

小結與作業(yè)L2.3.1原理懸浮物密度>1，沉淀物(sludge)——沉降法(settlement)懸浮物密度<1，浮渣（scum）——上浮法(floating)。除去的污染物：懸浮物(SS)：油類物質(zhì)(oilandgrease)：浮油和乳化油膠體顆粒需混凝后才能沉淀。

2.3.2沉降在廢水處理系統(tǒng)中的作用：100um以上的顆粒沉淀處理工藝的四種用法

沉砂池：無機性易沉物初次沉淀池：懸浮有機物，減輕后續(xù)有機負荷。SS去除40-55%；BOD5去除20-30%

二次沉淀池：泥水分離污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構筑物的尺寸及處理費用等。自由沉淀discretesettling濃度不高；互不干擾，沉淀軌跡呈直線。發(fā)生在沉砂池中。2.3.3沉淀過程的分類：根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型濃度不高；有互相絮凝作用，因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的。絮凝沉淀區(qū)域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀濃度較高（5000mg/L以上）；受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。濃度很高；擠壓成團狀結構，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。顆粒絮凝性顆粒濃度自由沉淀絮凝沉淀擁擠沉淀壓縮沉淀2.3.4自由沉淀及其理論基礎分析的假定沉淀過程中顆粒的大小、形狀、重量等不變顆粒為球形顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他顆粒影響。靜水中懸浮顆粒開始沉淀時，因受重力作用產(chǎn)生加速運動，經(jīng)過很短的時間后，顆粒的重力與水對其產(chǎn)生的阻力平衡時，顆粒即成等速下沉。沉降動力學:顆粒受力情況分析

式中：A——運動方向的面積,V——顆粒體積，

λ——牛頓無因次阻力系數(shù)：λ

=f(Re)

us——顆粒沉降速度當所受外力平衡時對于球形顆粒：①層流區(qū)（stokes區(qū),Re<1時）:

斯篤克斯公式：當顆粒粒徑較小、沉速小、顆粒沉降過程中其周圍的繞流速度亦小時，顆粒主要受水的粘滯阻力作用，慣性力可以忽略不計，顆粒運動是處于層流狀態(tài)。

②牛頓公式

當1000<Re<25000時，呈紊流狀態(tài)，λ接近于常數(shù)0.4代入得牛頓公式：③當1<Re<1000時，屬于過渡區(qū)，λ近似為代入得阿蘭公式：

Stokes公式L式中：us－顆粒的沉降末速度，m/s；s、l－分別表示顆粒及水的密度，kg/m3g－重力加速度，m/s2－水的粘度，Pa?s；d－顆粒的粒徑，m。Stokes公式說明的問題（1）顆粒與水的密度差（s－）愈大，它的沉速也愈大，成正比關系。

當s>l時us>0，顆粒下沉；

當s<l時,us<0，顆粒上浮；

當s=l時，us=0，顆粒既不下沉也不上浮。Stokes公式說明的問題（2）水的粘度愈小，沉速愈快，成反比關系。因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于沉降Stokes公式說明的問題（3）顆粒直徑愈大，沉速愈快，成平方關系。因此隨粒度的下降，顆粒的沉降速度會迅速降低。實際水處理過程中，水流呈層流狀態(tài)的情況較少，所以一般沉降只能去除d>20m的顆粒。不能直接工藝設計Stokes公式應用舉例：油珠的直徑為50m，密度為

800kg/m3。試計算油珠在20℃水中的上浮速度。解:油珠d＝5Om=5×lO-5m，2O℃水的粘度＝0.001OlPa·s，代入Stokes公式得：us=9.81(1000-800)×(5×10－5)2/18×1.01×10－3=2.7×10－4m/s=0.97m/h2.3.5理想沉淀池工作過程分析Hazen和Camp提出這一概念。理想沉淀池的條件：(1)進出水均勻分布到整個橫斷面，懸浮物在流入?yún)^(qū)沿水深均勻分布；連(2)懸浮物在沉淀區(qū)等速下沉，沉速u；連(3)懸浮物在沉淀過程中的水平分速等于水流速度v，水流是穩(wěn)定的；連(4)懸浮物落到池底污泥區(qū)，即認為已被除去，不再浮起。連理想沉淀池的工作過程分析u<u0的顆粒u<u0的顆粒入流區(qū)沉降區(qū)污泥區(qū)u>u0的顆粒u=u0的顆粒u=u0的顆粒vu出水區(qū)U0截留速度uu0的顆粒全部去除u0

截留速度(criticalsettlingvelocity)

（1）去除率：設原水中沉速為u1（u1<u0）的顆粒的濃度為C，沿著進水區(qū)高度為H的截面進入的顆粒的總量為QC=HBvC，沿著高度為h的截面進入的顆粒的數(shù)量為hBvC，則沉速為u1的顆粒的去除率為：一沉淀時間t，下式成立：故

沉淀池對懸浮物的去除率為：

設沉速為u1的顆粒占全部顆粒的dP（%），其中的顆粒將會從水中沉到池底而去除。式中：P0-沉速小于u0的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的百分數(shù)；（1-P0）-沉速≥u0的顆粒去除百分數(shù)。因為：u0t=H，vt=L，有

u0=H/t，t=L/v；又因為：Q=vbH

所以H＝Q/(vb)，所以有：HLu0v長為L，有效水深為H，寬為b的沉淀池，表面積為A=Lb(2)表面負荷與顆粒沉降速度的關系：沉淀池溢流率與顆粒沉降速度的關系：Q/A的物理意義是單位時間內(nèi)通過單位沉淀池表面積的流量，稱為表面負荷(surfaceloading)或溢流率(surfaceoverflowrate)（過流率），用q表示，單位為m3/(m2h)或m3/(m2s)。?理想沉淀池中，u0與q在數(shù)值上相同，但物理概念不同：

u0的單位是m/h；q的單位是m3/m2·h。因此通過沉降試驗，根據(jù)要求達到的沉淀總效率，得到能夠完全除去的最小顆粒的沉降速度u0，即得到了沉淀池的表面負荷。在一定流量下，沉淀池表面積越大，則分離的懸浮顆粒沉淀速度越小，顆粒粒徑也越小，總去除率也越大。沉淀池的去除率僅與顆粒沉速或沉淀池的表面負荷有關，而與池深H、沉淀時間t、池體積V無關。應該把沉淀池做得淺些，表面積大些，這就是顆粒沉降的淺層理論。——斜板(管)沉淀池。（3）實際沉淀池∵在實際沉淀池，理想沉淀池的假設是不存在的，顆粒的運動是不規(guī)則運動。（4）對于絮凝沉降P30-31顆粒之間并聚變大，或變大，u也會隨之變大。其運動軌跡發(fā)生變化：

△h1作用工作原理幾種型式去除砂子、煤渣等比重較大的無機顆粒。平流式、豎流式、曝氣沉砂池旋流式沉砂池、Doer沉砂池等污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。2.3.6沉砂池

1一般說明2、一般設計原則與主要參數(shù)（P34）1）城市污水設，工業(yè)視水質(zhì)。只數(shù)或分格數(shù)不少于2個，并聯(lián)；2）Q設計應按分期建設考慮。①當污水自流進入時，應按每期的按Qmax設計；②當污水提升進入時，按每期工作水泵的最大組合流量計算；③在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算。3）沉砂池去除的砂粒比重為2.65、粒徑為0.21mm以上。4）沉砂量標準城市污水：3m3/105m3污水砂含水率60%，容重1500㎏/m3。5）貯砂斗的容積應按2日沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應小于55o。排砂管直徑不應小于200mm。6）沉砂池的超高不宜小于0.3m。

平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構造簡單，工作穩(wěn)定。

3、平流式沉砂池1）平流式沉砂池的設計參數(shù)（P35）(1)vmax=0.3m/s,vmin=0.15m/s(2)最大流量時，t停留≥30"，一般30"~60"；(3)h有效=0.25~1.0m,≤1.20m,

分格數(shù)n≥2，每格寬度b≥0.6m；(4)池底坡度0.01—0.02，有除砂設備按要求。（1）工藝尺寸（2）結構尺寸

（3）進出水區(qū)（4）工藝裝備2）設計內(nèi)容

平流式沉砂池（1）工藝尺寸①長度L（m）

式中：v——最大設計流量時的速度，m/s；

t——最大設計流量時的停留時間，s。②水流斷面面積A（m2）

式中：Qmax——最大設計流量，m3/s。③池總寬度b

（m）式中：h2——設計有效水深。④核算最小流速vmin驗算在Qmin時，污水流經(jīng)沉砂池時的n1——最小流量時工作的沉砂池數(shù)目Amin——最小流量時沉砂池中的水流斷面面積平流式沉砂池（2）結構尺寸

進、出水區(qū)結構及尺寸；貯砂斗所需容積、結構。⑤貯砂斗所需容積V（總）

式中：

X——城市污水的沉砂量，一般采用0.03L/m3

（污水）；

T——排砂時間的間隔，d；

kz——生活污水流量的總變化系數(shù)。生活污水1.2~1.3。⑥貯砂斗各部尺寸設貯砂斗底寬b1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，貯砂斗上口寬b2：貯砂斗的容積V1h’3——貯砂斗高度，m；S1，S2——貯砂斗上口、下口面積⑦貯砂室高度h3重力排砂，池底坡度i=6%⑧池總高度hh1——超高,m；h3——貯砂室高度平流式沉砂池（2）結構尺寸m—每格貯砂斗數(shù)，2n——分格數(shù)，≥2平流式沉砂池：工藝裝備輸砂泵（機械排泥）、砂水分離器、刮渣設備、行車等。排砂裝置（1）重力排砂：管、罐（2）機械排砂：泵、鏈板刮砂與抓斗4、曝氣沉砂池：解決沉砂池存在的問題：①砂中含有機物；15%。②對被有機物包覆的砂粒截留效率不高。曝氣的作用使有機物處于懸?。蝗コ街袡C物。使<5%，稱清潔砂。預曝氣、脫臭、防止厭氧分解、除泡、加速油類分離。4、曝氣沉砂池距池底60~90cm處設置曝氣裝置曝氣沉砂池上海嘉定水質(zhì)凈化廠上海曲陽水質(zhì)凈化廠4、曝氣沉砂池1）主要設計參數(shù)(P38)

水平流速v為0.08～0.12m/s,

0.1m/s；污水停留時間2—4min；雨天最大流量時1～3min。如作預曝氣，10～30min。水深h2-3m，寬深比b/h1-1.5

長寬比L/b5

，>5時，設橫向擋板穿孔管曝氣，孔徑2.5～6.0mm，距池底0.6~0.9m，有調(diào)節(jié)閥門曝氣量一般為0.1~0.2m3/m3（廢水）L

池內(nèi)應考慮消泡與隔油裝置（或設備）

形狀不產(chǎn)生偏流死角，砂槽上方安裝縱向擋板，進出口布置，防止短流。單位池長所需空氣量曝氣管水下浸沒深度/m最低空氣用量/(m3m-1h-1)最大空氣用量/(m3m-1h-1)1.52.02.53.04.012.5-1511.0-14.510.5-14.010.5-14.010.0-13.53029282825（1）工藝尺寸（2）結構尺寸

（3）進出水區(qū)（4）工藝裝備2）設計內(nèi)容

（1）工藝尺寸水流斷面A：池寬B：池長L：池容V（有效容積）：q——m3/minD——m3/m3（污水）需同時滿足長寬比和寬深比，保證流態(tài)為推流式。曝氣量：集砂斗傾角不小于50o。與平流式相同集砂槽設計與明渠設計相同，但設計流速應不小于0.8m/s。

集油區(qū)長度與沉砂區(qū)相同，寬度一般為沉砂區(qū)寬度的1／2－2／3，底部以60o－75o傾角坡向沉沙區(qū)，以保證進入集油區(qū)的砂滑入沉沙區(qū)。

（2）結構尺寸

（3）進出水區(qū)進水：用管道或明渠將污水直接引入配水區(qū)。配水：由于旋流特性，配水要求不十分嚴格，配水渠淹沒配水。出水：出水堰，寬度與沉砂池相同，根據(jù)堰流計算公式確定堰上水頭。（4）工藝裝備供氣方式：鼓風曝氣，可與曝氣池聯(lián)合或獨立進行。

曝氣設備：穿孔管，孔徑2－5mm。

排砂設備、集油設備：排沙泵抽吸，螺旋；撇油方式；通常置于行車上。

砂水和油水分離設備：5、其他沉砂池1）DOER沉砂池2）鐘式沉砂池目的3）平流式水力旋流沉砂池4）PISTA沉砂池L1984年美國提出，沉砂被旋轉(zhuǎn)刮砂機刮到排砂坑，用往復齒耙把有機物洗掉，洗下來的有機物隨污水一起回流到沉砂池，沉砂池有機物含量<10%，最大設計流速為0.3m/s。1）

DOER沉砂池5、其他沉砂池多爾沉砂池DOER沉砂池設計

1984年由英國提出，鐘式沉砂池是利用機械力控制水流流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀并使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。調(diào)整轉(zhuǎn)速，可達到最佳沉砂效果。2）鐘式沉砂池鐘式沉砂池鐘氏沉砂池設計鐘氏旋流沉砂池應用實例上海松江東部污水處理廠3)平流式水力旋流沉砂池上海石洞口污水處理廠上海石洞口污水處理廠工作流態(tài)：Pista360°旋流沉砂池不同于其它旋流沉砂池，進水渠道改進成為一條封閉的充滿流傾斜進水渠，進水直接進入沉砂池底部，由于射流的作用，在池內(nèi)形成旋流，同時在中心軸向槳板的定速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下于中部形成一個向上的推動力，使水流在垂直面亦形成環(huán)流。在垂面環(huán)流和射流的共同作用下，水流在沉砂池中以螺旋狀前進，砂粒在離心力作用下撞向池壁沿水流滑入池底。積于池底的砂粒由于垂面環(huán)流的水平推動作用向池中心匯集跌入積砂斗，部分較輕的有機物則在中部上升水流的作用下重新進入水中。水流在分選區(qū)內(nèi)回轉(zhuǎn)一周(360°)后，進入與進水渠同流向但位于分選區(qū)上部的出水渠道。去除的沉砂跌入砂斗蓋板中心的開孔并存于砂斗內(nèi)，為防止砂粒板結，槳板驅(qū)動軸下端的葉片砂粒流化器不停攪動，砂粒便定時由砂泵抽出池外。

4)PISTA沉砂池PISTA沉砂池構造PISTA除砂系統(tǒng)池型特點：傾斜的進水渠道取代了附壁效應坡，能更有效地保證已經(jīng)在渠道中沉底的砂粒直接滑入沉砂池底;充滿流進水促進了層流效果而可更好地消除紊流以保證分選區(qū)內(nèi)的沉砂效果;由于水平隔板的存在，大大減小了出水對分選區(qū)下部積砂區(qū)的影響，有效防止已沉下的砂又重新被帶入出水之中;該池型的進、出水沿360°流線型布置，使得水流在分選區(qū)內(nèi)部進行了360°回轉(zhuǎn)，延長了旋流流程，提高了除砂效果，同時也使得沉砂池整體的布置更加順暢、簡潔，進、出水的水力條件更好;沉砂池可以更緊湊地對稱布置、共用渠壁，節(jié)省了土建投資。

PISTA沉砂池池型特點去除效率：Pista沉砂池水頭損失小，對于小粒徑的砂粒有較好的去除效果。根據(jù)S&L公司提供的資料，Pista360°旋流沉砂池內(nèi)部水頭損失＜68.6Pa，而在峰值流量下，砂粒直徑:d≥0.297mm(50目)時，去除率≥95%；0.211mm＜d＜0.297mm(50～70目)時，去除率≥85%；0.211mm≥d≥0.149mm(70～100目)時，去除率≥65%；對于0.11mm(140目)直徑砂粒的去除率可達73%(據(jù)美國WEF出版的“DesignofMunicipalWastewaterTreatmentPlants”)。

PISTA沉砂池除砂效率PISTA沉砂池設計選型PISTA沉砂池應用實例上海白龍港污水處理廠深圳鹽田污水處理廠旋流沉砂池排砂方式2.3.7沉淀池按使用功能分初次沉淀池SS40~55%BOD520~30%二次沉淀池泥（膜）水分離一、一般說明沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式長方形一端進水另一端出水貯泥斗在池進口池內(nèi)水流由下向上池內(nèi)水流向四周輻流池型：多為圓形，有方形或多角形池中央進水，池四周出水貯泥斗在池中央沉淀池三種流態(tài)平流式豎流式輻流式沉淀池特點與適用條件池型優(yōu)點缺點適用條件平流式1.對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；2.施工簡單，造價低多斗排泥，每個泥斗單獨設排泥管各自排泥，工作量大，機件設備和驅(qū)動件均浸于水中，易銹蝕1.適用地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；2.適用于大、中、小型污水處理廠豎流式1.排泥方便，管理簡單；2.占地面積較小1.池深度大，施工困難；2.對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；3.造價較高；4.池徑不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式1.采用機械排泥，運行較好，管理較簡單；2.排泥設備已有定型產(chǎn)品1.池水水流速度不穩(wěn)定；2.異重流3.機械排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求較高1.適用于地下水位較高的地區(qū)；2.適用于大、中型污水處理廠進水區(qū)、出水區(qū)。沉淀區(qū)貯泥區(qū)。緩沖區(qū)避免水流帶走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分組成緩沖區(qū)1.設計流量與沉砂池相同。分流制中，自流，按最大流量；水泵，按最大組合流量。合流制按降雨設計流量校核，但沉淀時間應不小于30min。

2.沉淀池的只數(shù)城市污水廠，不少于2只。

3.沉淀池的經(jīng)驗設計參數(shù)表10-5。

二、沉淀池的一般設計原則及參數(shù)沉淀池的功能與負荷或停留時間的關系類別沉淀池位置沉淀時間(h)表面負荷(m3/m2.h)污泥量（干物質(zhì)）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池僅一級處理1.5-2.01.5-2.516-3695-97二級處理0.5-1.52.0-4.514-2695-97二沉池活性污泥法1.5-4.00.6-1.512-3299.2-99.6生物膜法1.5-4.01.0-2.010-2696-984.沉淀池的幾何尺寸：超高≥

0.3m；水深2.0～4.0m，緩沖層0.3~0.5m；貯泥斗傾角，方斗≥

60o，圓斗≥

55o。底板坡度平流≥0.01，輻流≥0.055.沉淀池出水部分：堰流。負荷：初沉池，≤2.9L/s·m；二沉池，≤

1.7L/s·m。多槽。

6.貯泥斗容積：初沉≤

2日，機械排泥4h?；钚晕勰喽脸亍?/p>

2h。生物膜二沉池≤

4h。

7.排泥部分：靜水壓力：初沉池≥

1.5mH2O；活性污泥二沉池≥

0.9mH2O；生物膜二沉池應≥

1.2mH2O。排泥管200

沉淀池的一般設計原則及參數(shù)平流式沉淀池結構示意圖流入裝置:沉淀區(qū)流出裝置污泥區(qū)緩沖層三、平流式沉淀池平流沉淀池的構造及工作特點三、平流式(rectangular)

1．構造：四個區(qū)

1）進水區(qū)流量均勻分布，不出現(xiàn)短流。整流措施：配水孔或者縫；給水中穿孔花墻v<0.15-0.2m/s擋板，高出水面0.1—0.15m，浸沒≥

0.25m，一般0.5～1.0m，擋板距進水口0.5～1.0m。（2）沉淀區(qū)沉淀區(qū)的高度一般約2～4m，水力條件要求：減少紊動性----Re=vR/

流速、運動粘滯系數(shù)提高穩(wěn)定性----弗勞德數(shù)Fr＝v2/Rg，宜大于10-5。L/B>4,L/H>10,每格寬度B宜在3～8m,不宜大于15m。水流速度----10-25mm/s(給水）不大于5mm/s（污水）降低水力半徑R

加隔板3）出水區(qū)溢流堰（施工難）三角堰最普遍，水面齒高1/2處。上下調(diào)節(jié)裝置。淹沒孔口（容易找平）出流堰單位長度溢流量相等，初沉池250m3／m·d，二沉池130～250m3／m·d?？稍黾映鏊唛L度。堰前擋板，或浮渣收集和排除裝置。擋板高出水面0.1～0.15m，浸沒水面下0.3～0.4m，距出水口處0.25～0.5m。淹沒孔口流速0.6～0.7m/s，孔徑20～30mm，孔口在水面下15cm，水流應自由跌落到出水渠。

浮渣槽出流堰擋板鋸齒形出水堰浮渣槽（4）存泥區(qū)及排泥措施泥斗排泥靠靜水壓力1.5–2.0m多斗形式，可省去機械刮泥設備機械排泥平流式沉淀池示意圖機械排泥：帶刮泥機，池底需要一定坡度，適用于3m以上虹吸水頭的沉淀池，當沉淀池為半地下式時，用泥泵抽吸。還有一種單口掃描式吸泥機，無需成排的吸口和吸管裝置。沿著橫向往復行走吸泥。

2影響平流式沉淀池沉淀效果的因素

1）沉淀池實際水流狀況對沉淀效果的影響主要為短流的影響，產(chǎn)生的原因有：

(1)進水的慣性作用；

(2)出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；

(3)較冷或較重的進水產(chǎn)生的異重流；

(4)風浪引起的短流；

(5)池內(nèi)存在的導流壁和刮泥設施等

2）凝聚作用的影響。偏離理想沉淀池假定條件。平流式沉淀池的流態(tài)2平流式沉淀池的設計控制指標是表面負荷或停留時間。停留時間一般采用1～3h。低溫低濁水源停留時間往往超過2h。1）工藝尺寸2）結構尺寸3）配水出水4）工藝裝置1）工藝尺寸有效沉淀面積、池長、池寬、池深等；（1）各參數(shù)間關系

（2）第一種設計計算方法（實驗計算方法）①根據(jù)沉淀實驗結果選取u0

，用uo=Q/A可以計算得到沉淀池的面積A；②選取沉淀時間t和沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的長度L；v≤5mm/s，t取初沉池0.5~2.0h，二沉池1.5~4③用公式B=A/L得到B；（池長L30~50m，<60m，L/b=4~5，L/h2≥8）④用公式h2=Qt/A得到沉淀區(qū)有效深度h2；（2~4m）⑤有效容積V=Ah2⑥沉淀池只數(shù)n=B/b

（3）第二種計算方法（經(jīng)驗計算方法）①根據(jù)經(jīng)驗選取平流式沉淀池的沉淀時間t，得到其體積V=Qt②選取沉淀池的有效深度h2（2~4m）

，用公式A=V/h2得到沉淀池的面積A；③選取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的長度L；④用公式B=A/L得到B；⑤沉淀池只數(shù)n=B/b2）結構尺寸⑦污泥區(qū)的容積S——每人每日的污泥量，L/d·人，可參考表10-5；N——設計人口數(shù)T——污泥貯存時間，d。初沉池2d，污泥二沉池2h，機械排泥初沉池和膜二沉4h.⑧沉淀池的總高度h：h1——沉淀池超高，m；一般取0.3m；h2——沉淀區(qū)的有效深度，m；h3——緩沖層高度，m;一般?。簾o機械刮泥設備0.5m；有機械刮泥設備時，其上緣應高出刮板0.3m；h4——污泥區(qū)高度，m;h＇4——泥斗高度，m；h＂4——梯形的高度，m.⑨污泥斗的容積V1S1——污泥斗的上口面積，m2；S2——污泥斗的下口面積，m2。⑩污泥斗以上部分污泥容積V2L1,L2——梯形上下邊長，m。泥斗一般為（正）棱臺形，上部邊長與池寬相同（若池寬較大時可設多個泥斗），下部邊長一般為0.5-1.0m，泥斗傾角大于45o。H4′=((b1+b2)/2)tgα3）配水出水配水：進水擋板或進水穿孔墻等；出水：一般采用三角堰；集水：用多重集水渠；水力計算；超高、緩沖區(qū)。4）工藝裝備刮泥機。按照沉淀池的形式、尺寸（直徑或?qū)挾龋┮约八璧呐拍喾绞竭M行。

污水從下向上以流速v做豎向流動，懸浮顆粒運動狀態(tài)：顆粒屬于自由沉淀類型時，其沉淀效果要比平流式沉淀池？顆粒屬于絮凝沉淀類型時，會出現(xiàn)上升的顆粒與下降的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，直徑增大，有利于顆粒的沉淀。1工作原理u>v時，u-v的差值向下沉淀；u=v時，隨遇狀態(tài)，不下不上；u<v時，隨上升水流帶走。四、豎流式沉淀池水流上升流速vu

>v，顆粒下沉

v,沉不下來根據(jù)沉淀實驗得u0

u設v設≤u設

無沉淀資料時：對于生活污水，v設＝1.5-3.0m/h,T設＝1.0–2.0h平面圓形、正方形或多角形。池徑4～7m，<10m。寬（徑）、深比不大于3，通常取2。豎流式沉淀池的構造進水排泥出水緩沖層0.3m排泥多采用重力排泥，簡單易行；對Q波動適應能力?。贿m于中小廠。與平流式及輻流式不同，其ET

=(1-p0)×100%浮渣擋板距集水槽0.25～0.50m

浮渣擋板高出水面：0.15～0.20m

浮渣擋板淹沒水深：0.3～0.4m中心導流筒設計中心流速：無反射板：≤30mm/s有反射板：≤100mm/s流出速度：<40mm/s

2設計計算1）中心管面積與直徑v0≤30mm/s，

2）沉淀區(qū)的面積v=0.3~1mm/s，即q=2.0~3.0m3/m2·h，3）沉淀池的總面積A和池徑Dn——池數(shù)

4）沉淀區(qū)的有效水深（中心管喇叭口出水面高度）式中：V為上升流速0.3～1.0mm/st為沉淀時間，1.0～1.5h徑深比不大于35）喇叭口距反射板之間的縫隙高度式中：v1為出流速度，

d1為喇叭口直徑≤40mm/s

6）污泥量W(m3)，同平流式7）污泥區(qū)容積式中：R為上部半徑，r為下部半徑要求：V>W8）總高度H式中：h1為超高，h2為有效水深，h3為縫隙高度

h4為緩沖層高度，一般為0.3-0.5m。

h5為圓錐高度9）水渠、配水區(qū)（墻或管）、出水渠等；配水：中心管、反射導流板出水：一般采用三角堰；集水：集水渠。水力計算。五、輻流式(radial)沉淀池圓形、正方形。直徑6～60m?？蛇_100m，池中心深度2.5－5.0m，池周水深1.5～3.0m。中心進水周邊進水輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水1．中央進水幅流式水力特征是廢水的流速由大向小變化。進水出水排泥進水槽刮泥裝置出水堰出水槽初沉池靜水壓力排出，或污泥泵抽吸。池底坡度i=0．05。排泥向心式的表面負荷可提高約1倍。2．向心幅流式進水斷面大，進水易均勻入流區(qū)特點：①進水槽斷面大，槽底孔口較小，水頭損失集中在孔口上，布水均勻；②進水擋板下沿深入水面下約2／3深度處，距進水孔口有一段較長距離，有助于水流均勻分布在整個入流區(qū)過水斷面上，沉淀區(qū)流速小。池子出水槽長度約為進水槽1／3，池中水流速度從低到高。沒有取得預想效果。進水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前擋板進水擋板,深入水下約3/4水深

3設計參數(shù)

1）沉淀時間t（生活1.5～2.0h）

2）表面負荷q（生活2～3.6

m3/m2.h）

3）Qmax

4）h2≤4m4設計要求

1）D/h2=6～122）池底坡度0.053）機械刮泥、靜水壓力排泥（圓形）無機械刮泥、靜水壓力排泥（正方形）

4）進、出水有三種布置方式

(1)中心進水，周邊出水：輻流式

(2)周邊進水，中心出水：向心式

(3)周邊進水，周邊出水

5）刮泥機旋轉(zhuǎn)角度：1～1.5m/min（周邊線速）

6）穿孔擋板開孔面積為擋板處池斷面面積的10～20%

5設計計算1）每座沉淀池表面積A1與池徑D2）有效水深h2通常取1/2半徑處的深度值4）污泥量W（與平流式相同）5）污泥區(qū)容積沉淀區(qū)有效容積V：或（f為中心管面積）3）徑深比：不小于6

6）總高度（H）和周邊處的高度（Hˊ）其中：h1為超高，h2為有效水深，h3為緩沖高度層，一般為0.3-0.5m。

h4為底坡落差，h5為污泥斗高度。

泥斗一般為圓臺形，上部直徑為2m，下部直徑為0.5-1m，泥斗傾角大于45o；7）水渠、配水區(qū)（墻或管）、出水渠等；（中心進水周邊出水）中心管：中心管管徑流速大于0.4m/s；導流筒：導流筒的深度一般為池深的一半，容積占沉淀容積的5％；出水集水渠：一般位于距池壁的1／10R處；出水堰：單側或雙側三角堰。8）刮泥機的設計主要按照沉淀池的形式、尺寸（直徑或?qū)挾龋┮约八璧呐拍喾绞竭M行。2.3.8斜板（管）(inclined)沉淀池

1淺層沉降原理2斜板（管）沉淀池3設計舉例1淺層沉降原理沉淀池處理效率與顆粒沉淀速度和表面負荷有關。問題：如排泥和維修。把水平隔層改為傾斜成一定角度（一般60°左右，下滑）的斜面，——斜板沉淀池，板間加隔板——斜管沉淀池。改善水力條件：Re(=vRρ/μ)，雷諾數(shù)可降至500以下（層流界限），F(xiàn)r(＝v2/gR)，增大弗羅德數(shù)可達10-3～10-4數(shù)量級（宜大于10-5

），提高水流穩(wěn)定性。處理能力大3～7倍，過流率可達36m3/m2h，停留時間大大縮短，節(jié)省占地面積。

2斜流沉淀池分類介紹按水流方向，可分為：異向流、同向流、橫向流三種，實際應用的是異向流。(a)Countercurrent(b)Cocurrent(c)Cross-flow斜管斜板式沉淀池的構造平流式斜板沉淀池輻流式斜板沉淀池3設計1）參數(shù)：異向流表面水力負荷，可按比普通沉淀池提高一倍考慮。

應符合下列要求：一、斜板凈距（或斜管孔徑）為80~100mm；二、斜板（管）斜長為1m；三、斜板（管）傾角為60°；四、斜板（管）區(qū)上部水深為0.7~1.0m；五、斜板（管）區(qū)底部緩沖層高度為1.0m。在池壁與斜板間隙處裝有阻流板，以防水流短路。進水方式穿孔墻整流布水。出水方式多槽出水。

2）設計計算（1）沉淀池面積A

選定表面負荷（2.5~3.0mm/s），計算得到面積A。（2）沉淀池總高度

H=h1+h2+h3+h4+h5式中：h1——超高0.3mh2——清水層高度0.7~1mh3——自身高度0.866~1.0mh4——配水區(qū)高度1.5mh5——污泥斗高度0.8m

4

優(yōu)缺點優(yōu)點：

1）沉淀面積增大；

2）沉淀效率高，產(chǎn)水量大；

3）水力條件好，Re小，F(xiàn)r大，有利于沉淀；缺點：

1）由于停留時間短，其緩沖能力差；

2）對混凝要求高，流動性差粘度高，二沉池不宜；

3）積泥藻類維護管理較難，使用一段時間后需更換斜板（管）2.3.9沉淀池的強化與改進傳統(tǒng)沉淀池的缺點：一是去除率不高，常用的沉淀時間為1.5h，懸浮物的去除率一般在40％－60％之間，很少超過80％；二是這些沉淀池都體積龐大，占地面積較大。兩方面提高：一是從原水水質(zhì)方面著手?；炷褪潜容^有效的方法。二是從沉淀池的結構方面著手。其中較為成熟的有預曝氣和各種類型的新型沉淀池。（1）預曝氣（2）向心輻流