沉砂池與沉淀池污水處理第1頁/共44頁第三章第三節(jié)

沉砂池與沉淀池

污水處理第2頁/共44頁一、沉砂池1、原理與作用：沉砂池是以重力分離為基礎(chǔ)，將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒隨水流帶走，從而實現(xiàn)去除污中砂粒、礫石等比重較大顆粒的目的。

作用：分離比重較大的無機顆粒；減輕磨損；減輕沉淀池的負荷.

2、位置：泵站、倒虹管、或初沉池前

3、類型：平流式沉砂池，曝氣沉砂池，多爾沉砂池，鐘式沉砂池.第3頁/共44頁第4頁/共44頁平流式沉砂池第5頁/共44頁二、平流式沉砂池1、構(gòu)造：入流渠、出流渠、閘板、水流部分、沉砂斗、排砂管。2、排砂裝置（排砂管直徑不小于200mm）（1）重力排砂：排砂管、排砂罐（2）機械排砂：單口泵吸式排砂、鏈板刮砂與抓斗第6頁/共44頁3.設(shè)計參數(shù)（1）Q設(shè)計污水重力自流進入污水廠，按Qmax設(shè)計污水由泵提升進入，按泵房最大組合流量設(shè)計平流沉砂池結(jié)構(gòu)如圖4-26，它具有截留無機顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排沉砂方便等優(yōu)點。（2）vmax=0.3m/s,vmin=0.15m/s使無機顆粒下沉，而有機顆粒不會下沉（按砂粒比重2.65，去除d≥0.2mm砂粒來設(shè)計（3）t停留≥30"，一般為30"~60"第7頁/共44頁（4）H有效=0.25~1.0m,≤1.20m,每格寬度b≥0.6m（5）沉砂量標準生活污水：0.01~0.02l/人.d城市污水：3m3/105m3污水砂含水率60%，容重1500㎏/m3，貯砂斗的容積按2d沉砂量計算，砂斗傾角55o~60o（6）超高≥

0.3m第8頁/共44頁砂水分離器利用水力旋流器與螺旋洗砂機將沉砂池、曝氣沉砂池沉淀的砂水進行分離。水力旋流器與螺旋洗砂機第9頁/共44頁

4、特點

優(yōu)點：它具有截留無機顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排沉砂方便等優(yōu)點。

缺點：沉砂中夾雜著15%的有機物，使得沉砂的后續(xù)處理難度增加。改進：可采用曝氣沉砂池第10頁/共44頁二、

曝氣沉砂池

1、作用過程與原理：過程：在沉砂池中通入空氣，使砂?；ハ嗄ゲ粒⒊惺芗羟辛?，使砂粒或砂團吸附夾雜的有機物進入水中，使沉砂中有機物含量<10%，稱為清潔砂。第11頁/共44頁第12頁/共44頁第13頁/共44頁

工作原理：

壓縮空氣經(jīng)空氣管和空氣擴散裝置釋放到水中，上升的氣流使池內(nèi)水流作旋流運動，無機顆粒之間的互相碰撞與磨擦機會增加，把表面附著的有機物淘洗下來，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把密度較大的無機顆粒甩向外層而下沉，相對密度較輕的有機物始終處于懸浮狀態(tài)，當旋至水流的中心部位時隨水帶走。第14頁/共44頁

2、設(shè)計計算例題：

已知某市最大污水設(shè)計流量為Q=0.8m3/s求曝氣沉砂池的各部分尺寸。注：停留時間T取2分鐘水平前進流速取0.1m/s

有效水深為2米分格數(shù)為2第15頁/共44頁

鐘式沉砂池

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。第16頁/共44頁第三章第四節(jié)初沉池第17頁/共44頁一、初沉池概述1、作用：初沉池的主要作用是去除污水中的懸浮固體SS和生物需氧量BOD5。2、工作過程：在流速不大時，密度比水大的懸浮物SS會借重力作用在污水中沉淀下來，實現(xiàn)與污水的分離。沉淀下來的污泥由刮泥機刮至泥斗，用泵排出；浮渣則由刮泥機所附刮渣器刮到浮渣槽，流入浮渣井。水由溢流堰流出。3、分類：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池第18頁/共44頁第19頁/共44頁

二、平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造組成：進水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)5部分。

1.進水區(qū)作用：使流量均勻分布在進水截面上，盡量減少擾動。做法：使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個斷面上。第20頁/共44頁

2.沉淀區(qū)沉淀區(qū)的高度一般約3～4m，平流式沉淀池中應(yīng)減少紊動性，提高穩(wěn)定性。提高穩(wěn)定性方法：降低水力半徑R，措施是加隔板，使平流式沉淀池L/B>4,L/H>10，每格寬度應(yīng)在3～8m不宜大于15m。第21頁/共44頁

3.出水區(qū)

溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）?？卓诹魉僖藶?.6～0.4m/s，孔徑20～30mm，孔口在水面下15cm，水流應(yīng)自由跌落到出水渠。

為了不使流線過于集中，應(yīng)盡量增加出水堰的長度，降低流量負荷。第22頁/共44頁

4.存泥區(qū)及排泥措施

1)泥斗排泥：下設(shè)有排泥管，多斗形式，可省去機械刮泥設(shè)備（池容不大時）

2)穿孔管排泥：需存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放空。

3)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。

4)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(fù)行走吸泥。

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5、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素

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(dǎo)流壁和刮泥設(shè)施等

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平流沉淀池的工藝設(shè)計設(shè)計平流沉淀池的主要控制指標是表面負荷或停留時間。應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計資料、運行經(jīng)驗確定。停留時間一般采用1～3h。華東地區(qū)水源一般采用1～2h。低溫低濁水源停留時間往往超過2h。第25頁/共44頁

各參數(shù)間關(guān)系(4-24)

(4-28)

(4-29)第26頁/共44頁

平流式沉淀池的放空排泥管直徑，根據(jù)水力學中變水頭放空容器公式計算：（4-30）當渠道底坡度為零時，渠道起端水深可根據(jù)下式計算：（4-31）式中Q—沉淀池的流量，m3/s；

g—重力加速度9.81m/s2；

B—渠道寬度，m。第27頁/共44頁

4.5斜管沉淀池

有異向流、同向流、橫向流三種，目前在實際工程中應(yīng)用的是異向流斜板（管）沉淀池，其結(jié)構(gòu)見圖4-12。第28頁/共44頁

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；

3.維護管理較難，使用一段時間后需更換斜板（管）第29頁/共44頁

設(shè)計計算

1.沉淀池面積A

（4-32）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

（4-33）式中：h1為超高0.3m，h2為清水層高度1.2mh3為自身高度0.866m，h4為配水區(qū)高度1.5mh5為污泥斗高度0.8m第30頁/共44頁

三、豎流式沉淀池

豎流式沉淀池：有圓形、正方形的。為了池內(nèi)水流分布均勻，池經(jīng)一般采用4～4m，不大于10m，沉淀區(qū)拄形，污泥斗倒錐形。

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4.6.1設(shè)計要求

1.D/H有效≤3，否則水流將變成輻流式

2.中心管下口應(yīng)設(shè)喇叭口和反射板反射板距底泥面·喇叭口與反射板的設(shè)計應(yīng)按圖要求≥0.3m

喇叭口下端距反射板之間的間隙高度

H3=0.25～0.5mm3.排泥管下端距池底排泥管上端超出水面4.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第32頁/共44頁

設(shè)計計算1.中心管面積與直徑2。沉淀區(qū)的面積3.沉淀池的總面積A和池徑D第33頁/共44頁

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0.5～1.0mm/st為沉淀時間，1.0～1.5h5.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第34頁/共44頁

6．污泥量W(m3)，其計算同平流式7．污泥區(qū)容積

式中：為上部半徑，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，h5為圓錐高度第35頁/共44頁

四、

幅流式沉淀池

1、外型與構(gòu)造：輻流式沉淀池（圓形、正方形）直徑6～60m池內(nèi)水深1.5～3.0m,機械排泥,池底坡度不小于0.05。為使布水均勻,設(shè)穿孔擋板,穿孔率10％～20％.第36頁/共44頁

第37頁/共44頁

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二、設(shè)計參數(shù)

1.沉淀時間t2.表面負荷q（m3/m2.h）

3.Qmax4.H有效≤4m設(shè)計要求

1.D/H有效=6～12m2.池底坡度

3.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