污水的物理處理沉淀池

關于污水的物理處理沉淀池第一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)沉砂池第二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種形式

從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行

平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等

以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走第三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉砂池工程設計中的設計原則與主要參數城市污水廠一般均設置沉砂池，并且沉砂池的個數或分格數應不小于2；工業(yè)污水是否要設置沉砂池，應根據水質情況而定。設計流量應按分期建設考慮：自流—最大時流量、提升—最大組合流量、合流制—降雨流量沉砂池去除的砂粒相對密度為2.65，粒徑為0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按0.03L（砂）/m3（污水）計算，其含水率約為60%，容重約1500kg/m3。貯砂斗的容積應按2d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。沉砂池的超高不宜小于0.3m。第四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二一、平流式沉砂池第五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二

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。

第六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二污水在池內的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時，污水在池內的停留時間不少于30s，一般為30~60s；有效水深應不大于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，當設置除砂設備時，可根據除砂設備的要求，考慮池底形狀。

平流式沉砂池的系統(tǒng)參數

第七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二

3.池總寬度b

式中：h2——設計有效水深。

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。平流式沉砂池的計算公式

1.長度L

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式中：qvmax——最大設計流量，m3/s。第八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二

7.池總高度h式中:h1——超高，m；

h2——有效水深,m;

h3——貯砂斗高度,m。8.核算最小流速vmin

式中:qvmin——設計最小流量，

m3/s；

n1——最小流量時工作的沉砂池數目;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

5.貯砂斗個部分尺寸計算設貯砂斗底寬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

設采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，則第九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二工作過程示意實際應用11二、曝氣沉砂池第十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉砂中含有機物的量低于5%；由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。曝氣沉砂池的特點：第十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二曝氣沉砂池的構造：曝氣沉砂池是一個長形渠道，沿渠道壁一側的整個長度上，距池底約60~90cm處設置曝氣裝置；在池底設置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保證砂?；肷安郏粸榱耸蛊貧饽芷鸬匠貎然亓髯饔?，在必要時可在設置曝氣裝置的一側裝設擋板。第十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二曝氣沉砂池的工作原理

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生旋轉流動（旋轉流速0.4m/s），整個池內水流產生螺旋狀前進的流動形式。由于曝氣以及水流的螺旋旋轉作用，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。第十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二曝氣沉砂池實景第十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二水平流速一般取0.08~0.12m/s。污水在池內的停留時間為2~4min；雨天最大流量時為1~3min。如作為預曝氣，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，應考慮設置橫向擋板。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，并應有調節(jié)閥門。曝氣沉砂池的形狀應盡可能不產生偏流和死角，在砂槽上方宜安裝縱向擋板，進出口布置，應防止產生短流。。曝氣沉砂池的設計參數第十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二水流斷面A：池寬B：池長L：池容V（有效容積）：第十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二在設計計算過程中，沉砂池的長、寬、深等工藝尺寸需同時滿足有關的長寬比和寬深比，以保證沉砂池內的流態(tài)為推流式。如不滿足需重新調整有關尺寸：重新選擇設計參數，從新進行設計計算。

第十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二工藝裝備供氣方式：鼓風曝氣，曝氣沉砂池的供氣可與曝氣池供氣聯(lián)合進行或獨立進行。

曝氣設備：一般采用穿孔管，孔徑一般為2－5mm。

排砂設備、集油設備：曝氣沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油設備通常置于行車上。

砂水和油水分離設備：從沉沙池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常設置砂水分離器和油水分離器對其分別進行處置。第十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二三、旋流沉砂池第二十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二污水廠的旋流沉砂池漩流沉砂池排砂口螺旋砂水分離機砂泵第二十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)沉淀池第二十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉淀池按使用功能分生物處理法中的預處理，去除約30%的BOD5，55%的懸浮物生物處理構筑物后,是生物處理工藝的組成部分初次沉淀池二次沉淀池第二十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長方形一端進水,另一端出水貯泥斗在池進口池內水流由下向上池內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第二十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉淀池三種流態(tài)平流式豎流式輻流式第二十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二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，造價低采用多斗排泥，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥，機件設備和驅動件均浸于水中，易銹蝕1.適用地下水位較高及地質較差的地區(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品1.池水水流速度不穩(wěn)定；2.機械排泥設備復雜，對施工質量要求較高1.適用于地下水位較高的地區(qū)；2.適用于大、中型污水處理廠第二十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二

沉淀池由五部分組成：進水區(qū)、出水區(qū)的功能是使水流的進入與流出保持平穩(wěn)，以提高沉淀效率。沉淀區(qū)是沉淀進行的主要場所。貯泥區(qū)貯存、濃縮與排放污泥。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)第二十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉淀池的運行方式連續(xù)式

污水中可沉顆粒的沉淀在流過水池時完成，這時可沉顆粒受到重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用污水連續(xù)不斷地流入與排出

污水中可沉淀的懸浮物在靜止時完成沉淀過程，由設置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作過程：進水、靜止、沉淀、排水間歇式第二十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二1.設計流量沉淀池的設計流量與沉砂池的設計流量相同。在合流制的污水處理系統(tǒng)中，當廢水是自流進入沉淀池時，應按最大流量作為設計流量；當用水泵提升時，應按水泵的最大組合流量作為設計流量。在合流制系統(tǒng)中,應按降雨時的設計流量校核，但沉淀時間應不小于30min。

2.沉淀池的只數對于城市污水廠，沉淀池的個數不應少于2只。

3.沉淀池的經驗設計參數對于城市污水處理廠，如無污水沉淀性能的實測資料時，可參照教材表10-8的經驗參數選用。

4.沉淀池的有效水深、沉淀時間與表面水力負荷的相互關系

見教材表10-9。沉淀池的一般設計原則及參數第二十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二

5.沉淀池的幾何尺寸池超高不少于0.3m；緩沖層高采用0.3~0.5m；貯泥斗斜壁的傾角，方斗不宜小于60o，圓斗不宜小于55o；排泥管直徑不小于200mm。

6.沉淀池出水部分一般采用堰流,在堰口保持水平。出水堰的負荷:對初沉池,應不大于2.9L/(s·m);對二次沉淀池,一般取1.5~2.9L/(s·m)。亦可采用多槽出水布置，以提高出水水質。

7.貯泥斗的容積一般按不大于2d的污泥量計算。對二次沉淀池，按貯泥時間不超過2h計。

8.排泥部分沉淀池一般采用靜水壓力排泥，靜水壓力數值如下：初次沉淀池不應小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池應不小于8.83kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池應不小于11.77kPa（1.2mH2O）。沉淀池的一般設計原則及參數第三十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二平流沉淀池入流裝置流出裝置沉淀區(qū)緩沖區(qū)污泥區(qū)排泥裝置第三十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二進水區(qū)有整流措施，保證入流污水均勻穩(wěn)定地進入沉淀池。出水區(qū)設出水堰，控制沉淀池內的水面高度，保證沉淀池內水流的均勻分布。沉淀池應沿整個出流堰的單位長度溢流量相等，對于初沉池一般為250m3/（m·d），二沉池為130~250m3/（m·d）。鋸齒形三角堰應用最普遍，水面宜位于齒高的1/2處。為適應水流的變化或構筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設置能使堰板上下移動的調節(jié)裝置，使出口堰口盡可能水平。堰前應設置擋板，以阻攔漂浮物，或設置浮渣收集和排除裝置。多斗式沉淀池，不設置機械刮泥設備。每個貯泥斗單獨設置排泥管，各自獨立排泥，互不干擾，保證沉泥的濃度。平流式沉淀池的構造及工作特點第三十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二平流式沉淀池的構造及工作特點（進水）第三十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二沉淀池進口整流多采用穿孔槽外加擋板（或穿孔墻）的方法，沉淀池進水口布置形式如圖示：

入流裝置34第三十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二平流式沉淀池的構造及工作特點（出水）第三十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第三十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第三十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第三十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二排泥方式靜水壓力排泥初次沉淀池，H＝1.5m活性污泥法后二沉池，H＝0.9m生物膜法后二沉池，H＝1.2m

為了使池底污泥能滑入污泥斗，池底應有i＝0.01～0.02的坡度，也可采用多斗式平流沉淀池

39第三十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二排泥方式

機械排泥鏈帶式刮泥機

行車式刮泥機

40第四十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二行車式刮泥機第四十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二3.沉淀區(qū)有效容積V1或4.沉淀池長度L式中：v——最大設計流量時的水平流速,mm/s;一般不大于5mm/s。5.沉淀池總寬度b1.沉淀池的表面積A式中：qvmax——最大設計流量,m3/s；q——表面水力負荷,m3/(m2·h),初沉池一般取1.5~3m3/(m2·h)，二沉池一般取1~2m3/(m2·h)。2.沉淀區(qū)有效水深h2式中：t——沉淀時間,h,初沉池一般取1~2h,二沉池一般取1.5~2.5h。沉淀區(qū)有效水深h2通常取2~3m。平流式沉淀池的設計第四十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二7.污泥區(qū)容積對于生活污水，污泥區(qū)的總容積V：

式中：S——每人每日的污泥量，L/(d·人),可參考教材表10-8；

N——設計人口數，人；

T——污泥貯存時間，d。6.沉淀池的個數n式中:b′——每個沉淀池寬度。

平流式沉淀池的長度一般為30~50m，為了保證污水在池內分布均勻，池長與池寬比不小于4，以4~5為宜。平流式沉淀池的設計第四十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二平流式沉淀池的設計9.污泥斗的容積V1式中:S1——污泥斗的上口面積,m2；

S2——污泥斗的下口面積，m2。10.污泥斗以上梯形部分污泥容積V2式中：L1——梯形上底邊長,m；

L2——梯形上底邊長，m。8.沉淀池的總高度h式中：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；無機械刮泥設備時,取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；h4′——泥斗高度，m；h4″——梯形的高度，m。第四十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二輻流式沉淀池第四十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二輻流沉淀池工作過程示意實際應用46第四十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水第四十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二設計參數

D/H一般取6～12，D≧16m。池底底坡0.05～0.1。采用機械刮泥時，若D≤20m，一般采用單臂中心傳動刮泥機；反之采用周邊傳動刮泥機。刮泥機轉速1～3周/h，或外周線速度≤3.0m/min，一般1.5m/min。周邊進水的沉淀效率高，起設計表面負荷可提高1倍左右，即3～4m3/m2·h。若為靜水壓力排泥，其設計參見p84圖3－34，要求排泥槽泥面低于沉淀池水面0.3m。第四十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二計算

1）沉淀池表面積、座數及單池直徑：

A1＝Qmax/n.q0

，D＝(4A1/π)0.5

。2）沉淀池有效水深：

h2＝q0t3）.池子總高度：

H＝h1＋h2＋h3＋h4＋h5

h1為超高，取0.3m；h3為緩沖層高度，無刮泥機時取0.5m，有則取0.3m。H4為底坡落差，h5為泥斗高度。

4）污泥區(qū)容積：按人算，W＝SNt/1000n。

S為每人每天產泥量，取0.3～0.8L；N為人口數；t為二次清泥時間間隔按進出水SS濃度計算，W＝Qmax.24(C0－C1).100t/r(100－p)5）泥斗容積：

V1＝πh5/3.(r12

+r1r2+r22

r1

、r2為泥斗上下半徑。第四十九頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二工藝裝備沉淀池的主要工藝裝備為刮泥機。刮泥機的設計主要按照沉淀池的形式、尺寸（直徑或寬度）以及所需的排泥方式進行。第五十頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第五十一頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二豎流式沉淀池第五十二頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二第五十三頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二三、豎流式沉淀池1）工作原理水流由下向上流動，流速為v，懸浮物沉速為u

當u>v時，下沉當u=v時，不下沉，也不上浮當u>v時，下沉顆粒在上升過程中碰撞次數增加，顆粒變大，沉速隨之增大，又提高了顆粒的去除率2）構造由進水、沉淀、緩沖、污泥、出水五區(qū)以及排泥裝置組成。排泥為重力排泥，α＝55～60°。水流經中心管流入，經反射板布水折向上流。中心管下口設喇叭口和反射板。

第五十四頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二3）設計參數

池徑一般4～7m,不宜大于8m,最大<10m。池徑：有效水深≦3：1

中心管內流速<30mm/s。反射板距泥面距離至少0.3m

第五十五頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍。反射板直徑為喇叭口直徑的1.30倍；其反射板水平夾角為17°中心管下端至反射板表面間的間隙高0.25～0.5m縫隙中污水流速在初沉池中一般不大于30mm/s，在二沉池中不大于20mm/s。

第五十六頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二當D<7m時，采用周邊出水；當D≧7m時，應增加集水支渠。

排泥管為200mm，其在初沉池中排泥三通管口的水下深度h≧1.5m；對膜法污泥h≧1.2m；對活性污泥h≧0.9m（即與污泥性質有關）；排泥管下端距池底距離小于0.2m，管上端超出水面距離大于0.4m。

第五十七頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二4）設計（1）中心管面積、直徑

A1=Q/V0

d0=（4A1/π)0.5（2）中心管到反射板的高度

H3=Q/V1πd1第五十八頁，共六十九頁，編輯于2023年，星期二（3）有效水深H2=vt（4）沉淀區(qū)面積A2=Q/V（5）沉淀池總面積池徑

A=A1+A2R=（4A/π

）0.5（6）總高

H=H1+H2+H3+H4+H5（7）污泥斗容積