沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種型式從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的無機顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。平流式、豎流式、曝氣沉砂池旋流式沉砂池、Doer沉砂池等以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即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，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池工程設(shè)計中的設(shè)計原則與主要參數(shù)：城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池，并且沉砂池的只數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2；工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況而定。設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮。最大時流量、最大組合流量、合流制流量沉砂池去除的砂粒比重為2.65、粒徑為0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3計算，其含水率約為60%，容重約1500kg/m3。貯砂斗的容積應(yīng)按2日沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于55o。排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。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(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定。

平流式沉砂池污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15m/s;最大流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于30s,一般為30~60s;有效水深應(yīng)不大于1.2m,一般采用0.25~1.0m,池寬不小于0.6m；池底坡度一般為0.01~0.02,當設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底形狀。

平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù)

1.長度L

式中：v-最大設(shè)計流量時的速度，m/s;t-最大設(shè)計流量時的停留時間，s。

2.水流斷面面積A

式中：

qvmax-最大設(shè)計流量，m3/s。

3.池總寬度b

式中：h2-設(shè)計有效水深，m。

4.貯砂斗所需容積V

式中：X-城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3

（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)。平流式沉砂池的計算公式

5.貯砂斗個部分尺寸計算設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m；斗壁與水平面的傾角為60o；則貯砂斗的上口寬b2為：貯砂斗的容積V1：式中：h’3-貯砂斗高度，m；

S1，S2-貯砂斗上口和下口的面積。

6.貯砂室的高度h3

設(shè)采用重力排砂，池底坡度

i=6%，坡向砂斗，則7.池總高度h

式中：h1-超高，m；

h3-貯砂斗高度，m。

8.核算最小流速vmin

式中：

qvmin-設(shè)計最小流量，m3/s；

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，m2。平流式沉砂池的計算公式

曝氣沉砂池砂中有機物含量大于15%，后續(xù)處理難；應(yīng)用后有機物的量降低到5%；具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡作用以及加速污水中油類的分離等作用。曝氣沉砂池功能與應(yīng)用：

污水在池中存在著兩種運動形式，其一為水平流動（一般流速0.1m/s），同時在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動（旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s），整個池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進的流動形式。由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦、并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除，沉于池底的砂粒較為純凈，有機物含量只有5%左右，長期擱置也不至于腐化。曝氣沉砂池的工作原理曝氣沉砂池的構(gòu)造：長型渠道，沿渠道壁一側(cè)距池底約60~90cm處設(shè)置曝氣裝置；在池底設(shè)置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保證砂?；肷安?；為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用，在必要時可在設(shè)置曝氣裝置的一側(cè)裝設(shè)擋板。曝氣沉砂池剖面示意上海嘉定水質(zhì)凈化廠水平流速一般取0.08~0.12m/s；污水在池內(nèi)的停留時間為4~6min；當雨天最大流量時為1~3min。如作為預(yù)曝氣，停留時間為10~30min；池的有效水深為2~3m，池寬與池深比為1~1.5，池的長寬比可達5，當池長寬比大于5時，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.5~6.0mm，距池底約為0.6~0.9m，并應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門；曝氣沉砂池的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流和死角，在砂槽上方宜安裝縱向擋板，進出口布置，應(yīng)防止產(chǎn)生短流。有效容積V，池斷面積A,寬度B。。。。曝氣沉砂池的設(shè)計參數(shù)：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(jié)，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。

PISTA沉砂池池型特點：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沉砂池除砂效率深圳鹽田污水處理廠鐘式沉砂池污水切線進入可調(diào)速的轉(zhuǎn)盤和葉片離心力作用鐘式沉砂池排砂方式鐘氏旋流沉砂池應(yīng)用實例上海松江東部污水處理廠四隔油池含油廢水的來源石油開采及加工工業(yè)固體燃料熱加工紡織工業(yè)中的洗毛廢水輕工業(yè)中的制革廢水鐵路及交通運輸工業(yè)屠宰及食品加工機械工業(yè)中車削工藝中的乳化液石油開采石油煉制石油化工帶水原油的分離水鉆井提鉆時的設(shè)備沖洗水井場及油罐區(qū)的地面降水生產(chǎn)的油水分離過程,油品、設(shè)備的洗滌、沖洗過程焦化含油廢水焦爐氣的冷凝水洗煤氣水各種儲罐的排水一、隔油油污染對環(huán)境的危害含油廢水侵入土壤孔隙間形成油膜，產(chǎn)生堵塞作用，致使空氣、水分及肥料均不能滲入土中，破壞土層結(jié)構(gòu)，不利于農(nóng)作物的生長，甚至是農(nóng)作物枯死。含油廢水排入水體后將在水面上產(chǎn)生油膜，阻礙大氣中的氧向水體轉(zhuǎn)移，使水生生物處于嚴重缺氧狀態(tài)而死亡。在灘涂上還會影響?zhàn)B殖和利用。含油廢水排入城市溝道，對溝道、附屬設(shè)備及城市污水處理廠都會造成不良影響。土壤溝道水體油的狀態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油油滴的粒徑較大，可以依靠油水比重差而從水中分離出來，對于石油煉廠廢水而言，這種狀態(tài)的油一般占廢水中含油量的60%~80%左右。粒徑：60μm以上非常細小的油滴，由于其表面上有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并，故不能用靜沉法從廢水中分離出來；若能消除乳化劑的作用，乳化油劑可轉(zhuǎn)化為可浮油，稱為破乳，乳化油經(jīng)過破乳之后，就能用沉淀法分離。細分散油粒：10－60μm；乳化油：粒徑<10μm油品在水中的溶解度非常低，只有幾個毫克每升。溶解油：5－15mg/L乳化油的主要來源含油（可浮油）廢水在溝與含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動而形成的。以洗滌劑清洗受油污染的機械零件、油槽車等而產(chǎn)生乳化油廢水由于生產(chǎn)工藝的需要而制成的構(gòu)造：與平流式沉淀池基本相似。

平流式隔油池隔油池分類密度小于水的油上升到水面，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉于池底，隔油池的出水端設(shè)置集油管。大型隔油池應(yīng)設(shè)置刮油刮泥機，以及時排油及排除底泥。表面一般設(shè)置蓋板，冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動性，同時可以防火與防雨。特點：構(gòu)造簡單、便于運行管理、油水分離效果穩(wěn)定。平流式隔油池可去除的最小油滴直徑為100~150μm，相應(yīng)的上升速度不高于0.9mm/s。平流式隔油池的設(shè)計與平流式沉淀池基本相似，按表面負荷設(shè)計時，一般采用1.2m3/m2·h；按停留時間設(shè)計時，一般采用2h。平流式隔油池斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為60μm，相應(yīng)的上升速度約為0.2mm/s。鐵路運輸、化工等行業(yè)使用的小型隔油池，其撇油裝置是依靠水與油的密度差形成液位差而達到自動撇油的目的。小型隔油池斜板隔油池與小型自動撇油隔油池第四節(jié)氣浮氣浮法氣體密度遠小于水；氣體與顆粒粘附形成密度小的氣浮體（氣球）；上浮至水面形成浮渣去除。

密度接近于水的懸浮物氣泡與懸浮顆粒的粘附形式氣粒吸附氣泡頂托氣泡裹夾“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上浮速度，當流態(tài)為層流時，即Re<1時，則“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上升速度可按斯托克斯公式計算：式中：d-為“顆粒-氣泡”復(fù)合體的直徑；

ρS-為“顆粒-氣泡”復(fù)合體的表觀密度。上述公式表明，“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上浮速度v上取決于水與復(fù)合體的密度差與復(fù)合體的有效直徑。如果“顆粒-氣泡”復(fù)合體上粘附的氣泡越多，則ρS越小，d越大，因而上浮速度亦越快?！邦w粒-氣泡”復(fù)合體的上浮速度分離地面水中細小懸浮物、藻類、微絮體；回收含油污水中的懸浮油及乳化油；取代二次沉淀池，剩余活性污泥的濃縮。氣浮的應(yīng)用：

氣浮處理工藝必須滿足下述基本條件：必須向水中提供足夠量的細微氣泡；必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。微氣泡曝氣浮上法剪切氣泡浮上法加壓溶氣浮上法真空浮上法電解法分散空氣法溶解空氣法氣泡的產(chǎn)生方式（生活中？）

電解浮上法是將正負極相間的多組電極浸泡在廢水中，當通以直流電時，廢水電解，正負兩級間產(chǎn)生的氫和氧的細小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達到分離的目的。

陰極2H+

＋2e→H2↑

陽極2OH-－4e→2H2O＋O2↑用于工業(yè)廢水處理方面，電耗高、操作運行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問題，較難適用于大型生產(chǎn)。電解法

電解法

微氣泡曝氣浮上法剪切氣泡浮上法2：分散空氣浮上法真空浮上法——原理：在常壓或下將空氣溶解于水中，然后在負壓（真空）條件下使溶解于水中的空氣呈過飽和狀態(tài)，進而以微小氣泡的型式大量從水中析出。加壓溶氣浮上法的基本原理（★）

先在加壓條件下，將空氣溶于水中并達到飽和狀態(tài)，然后突然將操作壓力降至常壓，使壓溶于水中的空氣處于過飽和狀態(tài)，并以微小氣泡型式釋放出過飽和部分的空氣量。加壓溶氣氣浮可樂

氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進入分離室進行固液分離。池面浮渣由刮渣機刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點是池深淺、造價低、構(gòu)造簡單、運行方便。缺點是分離部分的容積利用率不高等。氣浮池的有效水深通常為2.0~2.5m，一般以單格寬度不超過10m，長度不超過15m為宜。廢水在反應(yīng)池中的停留時間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為5~15min。為避免打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進入氣浮接觸室時的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為10~20mm/s，停留時間應(yīng)大于60s。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點是接觸室在池中央，水流向四周擴散，水力條件較好。缺點是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗表明，當處理水量大于150~200m3/h，廢水中的可沉物質(zhì)較多時，宜采用豎流式氣浮池。

氣浮池豎流式氣浮池平流式氣浮池圖10-47圖10-483.5過濾過濾：指以具有孔隙的粒狀濾料層（如石英砂）來截流水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得凈化的工藝過程。功效：去除微小懸浮雜質(zhì)，降低水的濁度；同時能去除水中的有機物、細菌、病毒等；便于消毒劑殺菌應(yīng)用：生活飲用水處理（必有）、污水深度處理等。過濾機理阻力截留重力沉降接觸絮凝實際過濾過程中，上述三種機理往往同時起作用，只是依條件不同而有主次之分。對粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力截留為主，稱為表面過濾；對于細微顆粒，以發(fā)生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主，稱為深層過濾。阻力截留當原水自上而下流過粒狀濾料層時，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒組成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。重力沉降原水通過濾料層時，水中顆粒由于自身重力作用或慣性作用脫離流線被拋向濾料表面。接觸絮凝由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，沙粒在水中