《排水工程》(下册)第四版课件

【例】已知某城市污水处理厂Qmax=2200 m3/h，设计人口330000 人，采用链带式刮泥机，求平流式沉淀池各部分尺寸。 [解] 平流式沉淀池计算草图见下图。
1.池子总表面积 设表面水力负荷q=2m3/(m2· h) A=Qmax/q=2200/2=1100m2
2.沉淀部分的有效水深 设沉淀时间t=1.5 h h2= q*t=2×1.5=3.0m 3.沉淀部分有效容积 V´=Qmaxt=2200×1.5=3300m3 4.池长 设最大设计流量时的水平流速=6mm/s
中心进水周边出水辐流式沉淀池
周边进水周边出水辐流式沉淀池
设计要求 （1）池底坡度一般采用0.05～0.10。 （2）一般均采用机械刮泥，当池子直径小于20m时，一般采 用中心传动的刮泥机，当池子直径大于20m时，一般采用周边传 动的刮泥机。对于二次沉淀池，也可以采用刮吸泥机。刮泥机 旋转速度一般为1～3r/h，外周刮泥板的线速度不超过3m/min， 一般采用1.5m/min。 （3）池子直径较小（小于20m）时，也可以采用多斗排泥。 （4）中心进水口的周围应设置整流板，整流板上的开孔面 积为过水断面（池子半径1/2处的水流断面）面积的6%～8%。 （5）出水堰前应设浮渣档板，被拦截的浮渣用刮渣板（装 在刮泥机桁架的一侧）收集，并通过排渣管排除。
沉砂机宽度(m) 洗砂机斜面长(m)
3.4.3 圆形涡流式沉砂池
圆形涡流式沉砂池是利用水力涡流原 理除砂。污水从切线方向进入，进水渠道 末端设有一跌水堰，使可能沉积在渠道底 部的砂粒向下滑入沉砂池。池内设有可调 速浆板，使池内水流保持螺旋形环流，较 重的砂粒在靠近池心的一个环形孔口处落 入底部的沉砂斗，水和较轻的有机物被引 向出水渠，从而达到除砂的目的。
3.5.4 设计参数
（1）设计流量 当污水为自流进入时，按最大设计流量； 当污水为提升进入时，按每期工作泵的最大组合流量； 在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量设计，沉淀 时间不宜小于30min。 （2）设计数据 城市污水沉淀池设计数据
沉淀池类型
初次沉淀池 二次沉 生物膜法后 淀池 活性污泥法后 沉淀时间 表面水力负荷 （h） (m3/(m2· h)) 1.0—2.0 1.5—2.5 1.5—2.5 1.5—3.0 1.0—2.0 1.0—1.5 每人每日污 泥量（g） 14—27 7—19 10—21 污泥含水率 （%） 95—97 96—98 99.2—99.6
3.5.3 竖流式沉淀池
竖流式沉淀池一般为圆形或方形，由中心进水管、出水装置、沉淀 区、污泥区及排泥装置组成。 污水自中心管流入后向下经反射板呈上向流流至出水堰，污泥沉入污 泥斗并在静水压力的作用下排出池外。
设计要求 （1）中心管下口应设有喇叭口和 反射板，各部分尺寸关系见左图。 （2）当池子直径（或正方形的一 边）大于等于7.0m时，应增设辐射式 集水支渠。 （3）排泥管下端距池底不大于 0.20m，管上端高出水面0.4m以上。 （4）浮渣档板距集水槽0.25～ 0.5m，高出水面0.1～0.15m，淹没深 度为0.30～0.40m。
1750
2000
1750
2200
5.80
6.10
1.5
1.5
1.20
1.20
2.40
2.40
0.40
0.40
2.50
2.50
1.30
1.30
0.75
0.89
0.70
0.75
0.80
0.80
1.95
1.95
3.5 沉淀池 沉淀池分类 平流式、辐流式、竖流式，斜板(管)和迷宫沉淀池。
3.5.1平流式沉淀池 平流式沉淀池平面呈矩形，一般由进水装置、出水装置、沉 淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等构成。排泥方式有机械排泥 和多斗排泥两种，机械排泥多采用链带式刮泥机和桥式刮泥机。
圆形涡流式沉砂池设计参数： (1)表面负荷为200m3/m2· h，水力停留时间为20～60s； (2)进水渠道流速，在最大流量的40%～80%情况下为0.6～ 0.9m/s， 在最小流量时大于0.15m/s，但最大流量时不大于1.2m/s； (3)进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于4.5 m； (4)出水渠道进水渠道的夹角大于270º 。 钟式沉砂池型号及各部分尺寸
L=3.6×6×1.5=32.4m 5.池子总宽度 B=A/L=1100/32.4≈34m 6.池子个数（或分格数） 设10个分格，每格宽 b=B/10=34/10=3.4m
3.5.2辐流式沉淀池
辐流式沉淀池一般为圆形，也有正方形的。主要由进水管、 出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可 分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出 水三种类型。中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最为广泛。
3.3.3理想沉淀池
v u0
u0/v=H/L
u0=v*H/L
第2篇 城市污水处理
第3章 污水的物理处理 3.4 沉砂池
沉砂池的作用：去除比重较大的无机颗粒 沉砂池设在初沉池前，或泵站、倒虹管前 分类：平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉 砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池
3.4.1 平流沉砂池
【例】已知某城市污水处理厂 Qmax=0.6 m3/s，Qp =30000 m3/d，Qmin=0.3 m3/s， 求:沉砂池各部分尺寸。 1.池子长度 设v=0.20m/s,t=40s L=0.20×40=8m 2.水流断面面积 A=Qmax/v=0.6/0.2=3.0m2 3.池总宽度 设有效水深h2=1.0m, 池总宽度 B=A/h2=3/1=3.0m 4.沉砂斗所需容积 设T=2日 V=QpXT/106=30000×30×2/106=1.8m3
型号 50 100 200 300 550 900 1300 流量 (L/s) 50 110 180 310 530 880 1320 A (m) 1.83 2.13 2.43 3.05 3.65 4.87 5.48 B (m) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 C (m) 0.305 0.380 0.450 0.610 0.750 1.00 1.10 D (m) 0.61 0.76 0.90 1.20 1.5 2.0 2.20 E (m) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.40 F (m) 1.40 1.40 1.35 1.55 1.70 2.20 2.20 G (m) 0.30 0.30 0.40 0.45 0.60 1.00 1.00 H (m) 0.30 0.30 0.30 0.30 0.51 0.51 0.61 J (m) 0.20 0.30 0.40 0.45 0.58 0.60 0.63 K (m) 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 L (m) 1.10 1.10 1.15 1.35 1.45 1.85 1.85
3.4.2 曝气沉砂池
曝气的作用:Baidu Nhomakorabea
使颗粒之间产生磨擦，将包裹在颗粒表面的有机物 磨擦去除掉，产生洁净的沉砂，同时提高颗粒的去除 效率。曝气沉砂池沉砂的排除一般采用提砂设备或抓 砂设备。 2.设计要求 （1）旋流速度应保持0.25～0.3m/s； （2）最大时流量停留时间1～3min,水平流速0.1m/s； （3）有效水深2～3m，宽深比1.0～1.5m，长宽比可达5 （4）空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.6～0.9 m； （5）每m3污水需气量0.1～0.2m3。
第2篇 城市污水处理
第3章 污水的物理处理 3.1 格栅
格栅的作用：截流较大的悬浮物或漂浮物。 自学 3.2 破碎机 自学
3.3 沉淀理论
3.3.1沉淀的分类
1.自由沉淀：悬浮物浓度不高，颗粒形状、大小、
沉速始终不变 2.絮凝沉淀：悬浮物浓度50-500mg/L，颗粒粒
径、质量、沉速不断增加 3.区域沉淀：悬浮物浓度>500mg/L，颗粒群结 合成一个整体等速下沉 4.压缩：颗粒间相互支撑，在重力作用下，挤出 下层颗粒的间隙水
类型
平流 式
优点
1.沉淀效果好 2.对冲击负荷和温度变 化适应性强 3.施工方便 4.平面布置紧凑，占地 面积小 1.用于大型污水处理厂， 沉淀池个数较少，比较 经济，便于管理 2.机械排泥设备已定型， 排泥较方便 1.占地面积小 2.排泥方便，运行管理 简单
缺点
适用条件
1.配水不易均匀 1.适用于地下水位较 高，地质条件较差的 2.采用机械排泥时设备易腐蚀 3.采用多斗排泥时，排泥不易均匀， 地区 2.适用于大中小型污 操作工作量大 水厂 1.池内水流不稳定，沉淀效果相对 较差 2.排泥设备比较复杂，对运行管理 要求较高 3.池体较大，对施工质量要求较高 1.池体深度较大，施工困难 2.对冲击负荷和温度的变化适应性 差 3.造价相对较高 4.池径不易过大 1.适用地下水位较高 的地区 2.适用于大、中型污 水处理厂 1.适用于小型污水处 理厂或工业废水处理 站
0.16 12 100 16 90 20 85 17 100
0.20 28 90
3.0 0.17 0.11 68 44
0.25 36 85 27 100
6.0 0.70 0.45 70 45
45 90
9.0 1.58 1.02 70 45
58 85
12.0 2.80 1.81 70 45
沉砂池直径(m) 最大设计流量 (m3/· h) 表面流量负荷 (m3/(m2· h)) 去除粒径 0.21mm砂粒 去除粒径 0.15mm砂粒 去除粒径 0.21mm砂粒 去除粒径 0.15mm砂粒
3.3.2沉淀试验与沉淀曲线
1.自由沉淀
t(min) C(mg/L) η(%) η=(C0-C)/C0 u(mm/s) P0(%) h/t P0 P0=C/C0 0 C0 5 C1 η1 u1 P1 10 C2 η2 u2 P2 15 C3 η3 u3 P3 ... ... ... ... 60 Cn ηn un Pn
3.4.3 多尔沉砂池
多尔沉砂池上部为方形，下部为圆形，装有复耙提升坡道式 筛分机。 为了保证分离出的砂粒纯净，有机物含量仅10%左右。利用 复耙提升坡道式筛分机分离沉砂中的有机颗粒，分离出来的污泥 和有机物再通过回流装置回流至沉砂池中。 为确保进水均匀，一般采用穿孔墙进水，固定堰出水。
砂粒(mm) 表面负荷 (m3/(m2· h)) 除砂率(%)
沉砂池深度(m)
最大流量时水深(m) 最大水平流速 （m/s） 去除粒径 0.21mm砂粒 去除粒径 0.15mm砂粒
1.1
0.5 0.113 0.073 0.4 8.0
1.2
0.6 0.194 0.125 0.4 9.0
1.4
0.9 0.195 0.126 0.7 10.0
1.5
1.1 0.212 0.137 0.7 12.0
辐流 式
竖流 式
斜 (管) 板
1.沉淀效果好 2.占地面积小 3.排泥方便
1.易堵塞 2.造价高
1.适用于原有沉淀池 的挖潜或扩大处理能 力 2.适用于作初沉池
（3）有效水深2～4m，超高为0.3m，缓冲层为0.3～0.5m。 （4）污泥区容积 初沉池按不大于2d计算，二沉池按不大 于2h计算。方斗宜为60º ，圆斗宜为55º 。 （5）污泥排放 采用静水压力排泥时，初沉池1.5 m，活性 污泥法后二沉池0.9m，生物膜法后二沉池1.2m。排泥管直径不 应小于200mm。 （6）堰负荷 初次沉淀池不宜大于2.9L/s· m；二次沉淀池不 宜大于1.7L/s· m.
【例】已知某城市污水处理厂 Qmax=1.0 m3/s，Qp =70000 m3/d。 1.池子有效容积 设t=2min/s V=Qmax*T*60=1.0×2×60=120m2 2.水流断面面积 A=Qmax/v=1.0/0.1=10m2 3.池总宽度 设有效水深h2=2m, 池总宽度 B=A/h2=10/2=5m 4.池长 L=60*V*T=60×0.1×2=12m 5.每m3污水需气量 q=3600×0.2×1=720m3