第三講 理想沉淀池原理、沉砂池與沉淀池1

1、水處理工程水處理工程第四講 格柵、沉砂池和沉淀池物理處理法格柵物理處理法格柵平面格柵、曲面格柵固定格柵、回轉(zhuǎn)格柵粗格柵（1640mm）、細(xì)格柵（1.510mm）、超細(xì)格柵（0.21.5mm）人工清渣、機(jī)械清渣、水力清渣柵渣含水率：7080。沉砂池沉砂池沉砂池的功能沉砂池的功能：從廢水中分離比重較大的無(wú)機(jī)顆粒（相對(duì)密度2.65，粒徑0.2mm以上），如砂粒，爐灰渣、煤渣等。沉砂池位置和作用沉砂池位置和作用：設(shè)在泵站及沉淀池之前，保護(hù)水泵及管道免受磨損；使沉淀池中的污泥具有良好的流動(dòng)性，能防止排放與輸送管道堵塞；使無(wú)機(jī)顆粒和有機(jī)顆粒分離，便于分別處理和處置。設(shè)計(jì)原則： 數(shù)量不少于2個(gè) 按最大設(shè)計(jì)流

2、量選擇 城市污水每10萬(wàn)m3污水的砂量為3m3（每m3污水0.03L） 沉砂含水率60，貯砂斗傾角不小于55度 超高不小于0.3m A A、平流式沉砂池、平流式沉砂池 B B、曝氣沉砂池、曝氣沉砂池 C C、旋流沉砂池、旋流沉砂池沉砂池的形式沉砂池的形式平流式沉砂池的水流部分，實(shí)際平流式沉砂池的水流部分，實(shí)際上是上是一個(gè)一個(gè)加深加寬的明渠加深加寬的明渠，兩端設(shè)，兩端設(shè)有閘板，以控制水流。有閘板，以控制水流。在池底部設(shè)在池底部設(shè)1-21-2個(gè)貯砂斗，下設(shè)排個(gè)貯砂斗，下設(shè)排砂管。開(kāi)啟貯砂斗的閘閥，即能將砂管。開(kāi)啟貯砂斗的閘閥，即能將沉砂排出。還可利用射流泵和螺旋沉砂排出。還可利用射流泵和螺旋泵排除

3、泥砂，或利用高地或?qū)⒊辽氨门懦嗌?，或利用高地或?qū)⒊辽俺刂诟叩?，也利于排砂。池筑于高地，也利于排砂。普通沉砂池的一大普通沉砂池的一大缺點(diǎn)缺點(diǎn)是其是其截流截流的沉砂中夾雜一些有機(jī)物的沉砂中夾雜一些有機(jī)物。對(duì)被有。對(duì)被有機(jī)物包覆的砂礫的截流效果不高，機(jī)物包覆的砂礫的截流效果不高，而且沉渣容易腐敗發(fā)臭，難以處置。而且沉渣容易腐敗發(fā)臭，難以處置。平流式沉砂池平流式沉砂池設(shè)計(jì)參數(shù)（設(shè)計(jì)參數(shù)（P326）水平流速：0.150.3m/s停留時(shí)間：3060s有效水深：1.2m，每格池寬不小于0.6m進(jìn)水頭部采用消能和整流措施池底坡度0.010.02沉砂中有機(jī)物的含量低于沉砂中有機(jī)物的含量低于5%5%，一般長(zhǎng)期

4、存放不腐敗。，一般長(zhǎng)期存放不腐敗。 水平流速水平流速0.1m/s0.1m/s過(guò)水?dāng)嗝嫘魉俣冗^(guò)水?dāng)嗝嫘魉俣?.250.250.4m/s0.4m/s停留時(shí)間大于停留時(shí)間大于2min2min寬深比寬深比1 11.51.5，長(zhǎng)寬比，長(zhǎng)寬比5 5每每m3m3水曝氣量水曝氣量0.10.10.2m30.2m3空氣，曝氣管孔徑空氣，曝氣管孔徑2.52.56mm6mm曝氣沉砂池曝氣沉砂池曝氣的作用： 水力旋流使砂粒與有機(jī)物分離，沉渣不易腐敗； 氣浮油脂并吹脫揮發(fā)性物質(zhì)； 預(yù)曝氣充氧、氧化部分有機(jī)物，防止污水厭氧分解（脫臭）。曝氣沉砂池的設(shè)計(jì) （見(jiàn)書(shū)P329）平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板式沉

5、淀池平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板式沉淀池沉淀池沉淀池 平流式沉淀池是廢水從池的一端進(jìn)入，從另一端流處，水流平流式沉淀池是廢水從池的一端進(jìn)入，從另一端流處，水流在池內(nèi)作水平運(yùn)動(dòng)，池平面形狀呈長(zhǎng)方形，可以是單個(gè)或多個(gè)在池內(nèi)作水平運(yùn)動(dòng)，池平面形狀呈長(zhǎng)方形，可以是單個(gè)或多個(gè)串聯(lián)。串聯(lián)。平流式沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池示意圖平流式沉淀池示意圖平流式沉淀池由平流式沉淀池由進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)和污泥區(qū)四部分組成。進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)和污泥區(qū)四部分組成。 進(jìn)水區(qū)的作用進(jìn)水區(qū)的作用是使水流均勻分布在整個(gè)斷面上，盡可是使水流均勻分布在整個(gè)斷面上，盡可能減少擾動(dòng)。能減少擾動(dòng)。 入口流速小于

6、入口流速小于25mm/s25mm/s。 為了保證不沖刷已有的底部沉積物，水的流入點(diǎn)應(yīng)高出為了保證不沖刷已有的底部沉積物，水的流入點(diǎn)應(yīng)高出污泥層面污泥層面0.5m0.5m以上。以上。 水流入沉淀池后應(yīng)盡快消能，防止在池內(nèi)形成短流或股水流入沉淀池后應(yīng)盡快消能，防止在池內(nèi)形成短流或股流。流。設(shè)置整流裝置。設(shè)置整流裝置。 進(jìn)水區(qū)進(jìn)水區(qū) 沉淀池沉淀池進(jìn)口整流進(jìn)口整流多采用穿孔槽外加擋板（或穿孔墻）的多采用穿孔槽外加擋板（或穿孔墻）的方法，沉淀池進(jìn)水口布置形式如圖示：方法，沉淀池進(jìn)水口布置形式如圖示： 要降低沉淀池中水流的要降低沉淀池中水流的ReRe數(shù)和提高水流的數(shù)和提高水流的FrFr數(shù)，必須設(shè)數(shù)，必須設(shè)

7、法減少水力半徑，采用導(dǎo)流墻，對(duì)平流式沉淀池進(jìn)行縱法減少水力半徑，采用導(dǎo)流墻，對(duì)平流式沉淀池進(jìn)行縱向分格等，均可減小水力半徑，改善水流條件。向分格等，均可減小水力半徑，改善水流條件。沉淀區(qū)的高度（有效水深沉淀區(qū)的高度（有效水深H H）與其前后有關(guān)處理構(gòu)筑物）與其前后有關(guān)處理構(gòu)筑物的高程布置有關(guān)，一般約的高程布置有關(guān)，一般約3-4m3-4m。沉淀區(qū)的長(zhǎng)、寬、深之間相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)綜合考慮，還應(yīng)沉淀區(qū)的長(zhǎng)、寬、深之間相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)綜合考慮，還應(yīng)核算表面負(fù)荷。一般，核算表面負(fù)荷。一般，L/B4L/B4， L/H10L/H10，每格寬度，每格寬度3-3-8m8m，不宜大于，不宜大于15m15m。沉淀區(qū)沉淀區(qū)出

8、水區(qū)出水區(qū) 沉淀后出水應(yīng)盡量在出水區(qū)均勻流出。沉淀池常沉淀后出水應(yīng)盡量在出水區(qū)均勻流出。沉淀池常見(jiàn)出水口布置形式。見(jiàn)出水口布置形式。 出流堰是沉淀效果好壞的重要條件，它不僅控制池內(nèi)出流堰是沉淀效果好壞的重要條件，它不僅控制池內(nèi)水面的高程，而且對(duì)池內(nèi)水流的均勻分布影響極大。水面的高程，而且對(duì)池內(nèi)水流的均勻分布影響極大。 應(yīng)防止池內(nèi)水流產(chǎn)生應(yīng)防止池內(nèi)水流產(chǎn)生偏流現(xiàn)象偏流現(xiàn)象。盡可能減少。盡可能減少單位堰長(zhǎng)的過(guò)流量，因此堰的施工必須精心，單位堰長(zhǎng)的過(guò)流量，因此堰的施工必須精心，盡量做的水平。盡量做的水平。及時(shí)排出沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常，保證出水水及時(shí)排出沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常，保

9、證出水水質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排泥及機(jī)械排泥。目沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排泥及機(jī)械排泥。目前基本都采用機(jī)械排泥，不需留存泥區(qū)，池底水平，略帶坡前基本都采用機(jī)械排泥，不需留存泥區(qū)，池底水平，略帶坡度以便放空。度以便放空。排泥方式：排泥方式： 刮泥：設(shè)置刮泥機(jī)（車(chē)），池底設(shè)計(jì)坡度刮泥：設(shè)置刮泥機(jī)（車(chē)），池底設(shè)計(jì)坡度0.01-0.020.01-0.02。 污泥泵污泥泵排泥；排泥； 靜水壓力排泥（靜水壓力靜水壓力排泥（靜水壓力1.5-2.0m1.5-2.0m水頭，排泥管徑不小于水頭，排泥管徑不小于200mm200mm）。）。 如設(shè)有多個(gè)泥斗時(shí)，

10、則無(wú)需刮泥裝置，每個(gè)泥斗設(shè)獨(dú)立的排泥管及如設(shè)有多個(gè)泥斗時(shí)，則無(wú)需刮泥裝置，每個(gè)泥斗設(shè)獨(dú)立的排泥管及排泥閥。排泥閥。污泥區(qū)（積泥區(qū)和排泥區(qū)） 污泥區(qū)和清水區(qū)之間應(yīng)有一個(gè)緩沖區(qū)，其深度可污泥區(qū)和清水區(qū)之間應(yīng)有一個(gè)緩沖區(qū)，其深度可取取0.3-0.5m0.3-0.5m，以減輕水流對(duì)存泥的攪動(dòng)，也為存泥，以減輕水流對(duì)存泥的攪動(dòng)，也為存泥留有余地。留有余地。沉淀池設(shè)計(jì)的一般原則沉淀池設(shè)計(jì)的一般原則 （書(shū)（書(shū)P335P335） 1 1、設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)流量 2 2、池?cái)?shù)、池?cái)?shù) 3 3、沉淀池設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)、沉淀池設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)緩沖區(qū)緩沖區(qū)若無(wú)沉淀數(shù)據(jù)可選取手冊(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)若無(wú)沉淀數(shù)據(jù)可選取手冊(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)沉淀區(qū)的長(zhǎng)度沉淀

11、區(qū)的長(zhǎng)度L L取決于水平流速取決于水平流速v v和停留時(shí)間和停留時(shí)間T T，即，即L=vL=v* *T T沉淀池的寬度決定物流量沉淀池的寬度決定物流量QQ，池深，池深H H和水平流速和水平流速v v，即，即B=Q/HB=Q/H* *v v沉淀區(qū)的長(zhǎng)寬深之間的相互關(guān)系，應(yīng)綜合研究決定，并沉淀區(qū)的長(zhǎng)寬深之間的相互關(guān)系，應(yīng)綜合研究決定，并核核算算表面負(fù)荷率表面負(fù)荷率, ,核算核算L/B4L/B4，L/H10L/H10。 有效水深有效水深3-4m3-4m，超高大于，超高大于0.3m0.3m，緩沖層高度，緩沖層高度0.3-0.5m0.3-0.5m。 進(jìn)水擋板進(jìn)水擋板 ：出水擋板出水擋板 ：污泥斗的傾角污

12、泥斗的傾角4545-60-60 。放大系數(shù)：根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。負(fù)荷縮小放大系數(shù)：根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。負(fù)荷縮小1.51.5倍倍,HRT,HRT增大增大1.751.75倍倍平流式沉淀池的幾何尺寸計(jì)算平流式沉淀池的幾何尺寸計(jì)算 進(jìn)水區(qū) 沉淀區(qū) 出水區(qū)保護(hù)高度 沉淀高度 坡度污泥斗高度 （ 污泥斗底部尺寸）豎流沉淀池水流方豎流沉淀池水流方向與顆粒沉淀方向相向與顆粒沉淀方向相反，其截流速度與水反，其截流速度與水流上升速度相等。流上升速度相等。豎流式沉淀池多為豎流式沉淀池多為圓形，直徑介于圓形，直徑介于4-7m4-7m之間。沉淀池的上部之間。沉淀池的上部為圓筒形的沉淀區(qū)，為圓筒形的沉淀區(qū)，下部為截頭

13、圓錐狀的下部為截頭圓錐狀的污泥區(qū)，中間為緩沖污泥區(qū)，中間為緩沖層。層。豎流沉淀池豎流沉淀池豎流沉淀池水流方向與顆粒沉淀方向相反，其截流豎流沉淀池水流方向與顆粒沉淀方向相反，其截流速度與水流上升速度相等。速度與水流上升速度相等。 當(dāng)顆粒發(fā)生自由沉淀時(shí)當(dāng)顆粒發(fā)生自由沉淀時(shí)，其沉淀效果比平流式沉淀池中，其沉淀效果比平流式沉淀池中低得多。低得多。 當(dāng)顆粒具有絮凝性時(shí)，當(dāng)顆粒具有絮凝性時(shí)，則上升的小顆粒和下沉的大顆粒則上升的小顆粒和下沉的大顆粒之間相互接觸、碰撞而絮凝，使粒徑增大，沉速加快。之間相互接觸、碰撞而絮凝，使粒徑增大，沉速加快。 沉速等于水流上升速度的顆粒將在池中形成一沉速等于水流上升速度的顆

14、粒將在池中形成一懸浮層懸浮層，對(duì)上升的小顆粒起攔截和過(guò)濾作用，因而對(duì)上升的小顆粒起攔截和過(guò)濾作用，因而沉降效率比平沉降效率比平流沉淀池高。流沉淀池高。豎流沉淀池特點(diǎn)豎流沉淀池特點(diǎn)沉淀池的設(shè)計(jì)：沉淀池的設(shè)計(jì)： （1 1）沉淀時(shí)間）沉淀時(shí)間t=1.5-2.5ht=1.5-2.5h； （2 2）表面負(fù)荷表面負(fù)荷q q0 0= 1.0-1.5m= 1.0-1.5m3 3/m/m2 2.h.h； 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)u u0 0=q=q0 0（參數(shù)選?。▍?shù)選?。?（3 3）有效水深有效水深H= qH= q0 0t t； 池徑池徑D D與有效水深（與有效水深（H H）的比值不超過(guò)）的比值不超過(guò)3 3：1 1。 （

15、4 4）池徑）池徑D D（4-7m4-7m） （5 5）中心管設(shè)計(jì)中心管設(shè)計(jì) 豎流沉淀池中心管內(nèi)流速對(duì)懸浮物的去除有很大影響。豎流沉淀池中心管內(nèi)流速對(duì)懸浮物的去除有很大影響。（中心管中心管設(shè)計(jì)參數(shù)）設(shè)計(jì)參數(shù)）中心管設(shè)計(jì)方法中心管設(shè)計(jì)方法 中心管沉速小于中心管沉速小于30mm/s30mm/s。緩沖層緩沖層: :反射板底距污泥表面為緩反射板底距污泥表面為緩沖層沖層, ,高度為高度為0.3 -0.5m 0.3 -0.5m 。污泥斗：污泥斗：貯泥斗貯泥斗傾角為傾角為4545-60-60，可采用可采用靜壓排泥或污泥泵排泥靜壓排泥或污泥泵排泥。 集水槽集水槽多采用平頂堰或三角形鋸齒多采用平頂堰或三角形鋸齒

16、堰，堰口最大負(fù)荷為堰，堰口最大負(fù)荷為1.5L/m1.5L/ms s。當(dāng)。當(dāng)池的直徑大于池的直徑大于7m7m時(shí)，為集水均勻，時(shí)，為集水均勻，還可設(shè)置輻射式集水槽。還可設(shè)置輻射式集水槽。 輻流式沉淀池輻流式沉淀池是 直 徑 較 大是 直 徑 較 大（20-30m20-30m）的）的圓池，最大直徑圓池，最大直徑可達(dá)可達(dá)100m100m。中。中心 深 度 為心 深 度 為 2 . 5 -2 . 5 -5.0m5.0m，周邊深，周邊深度為度為1.5-3.0m1.5-3.0m。輻流式沉淀池輻流式沉淀池中心進(jìn)水周邊進(jìn)水 排泥方式：排泥方式： 輻流式沉淀池大多數(shù)采用機(jī)械刮泥，將污泥收集到中心泥斗，輻流式沉淀池

17、大多數(shù)采用機(jī)械刮泥，將污泥收集到中心泥斗，通過(guò)靜壓力或污泥泵排出，通過(guò)靜壓力或污泥泵排出，刮泥機(jī)一般每小時(shí)轉(zhuǎn)刮泥機(jī)一般每小時(shí)轉(zhuǎn)2-42-4周周。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 1 1、有效水深、有效水深H H不大于不大于4m4m； 2 2、池直徑、池直徑D D不宜小于不宜小于16m16m，D/H=6-12D/H=6-12。 3 3、沉淀時(shí)間、沉淀時(shí)間 初沉池初沉池1-2h1-2h 二沉池二沉池1.5-2.5h1.5-2.5h 4 4、表面負(fù)荷、表面負(fù)荷q q0 0= 1.5-3.0 m= 1.5-3.0 m3 3/m/m2 2.h.h； 5 5、池底坡度為、池底坡度為0.05-0.100.05-

18、0.10； 中心泥斗坡度中心泥斗坡度0.12-0.160.12-0.16。進(jìn)水區(qū)分離區(qū)出水區(qū)污泥區(qū)緩沖區(qū)清水區(qū)斜板斜板(管管)沉淀池沉淀池斜板（管）斜板（管）傾角傾角多采用多采用6060，斜板（管），斜板（管）長(zhǎng)長(zhǎng)一般在一般在1.0-1.0-1.2m1.2m左右，板間距一般不小于左右，板間距一般不小于50mm50mm。斜管管徑。斜管管徑25-35mm25-35mm。斜板材料：斜板材料：大多采用聚氯乙烯平板或波紋板；大多采用聚氯乙烯平板或波紋板；斜管斜管多為塑多為塑料片、波形石棉板、波形玻璃鋼板粘合而成的蜂窩狀管，料片、波形石棉板、波形玻璃鋼板粘合而成的蜂窩狀管，斷面有正六邊形、圓形、橢圓形等，常制成斷面有正六邊形、圓形、橢圓形等，常制成組裝件組裝件，便于，便于安裝。安裝。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斜板沉淀池的結(jié)構(gòu)形式：斜板沉淀池的結(jié)構(gòu)形式： 包括：包括：異向流、同向流及橫向流。異向流、同向流及橫向流。進(jìn)水方式：進(jìn)水方式：大多采用異向流。大多采用異向流。斜板（管）上部斜板