沉淀池的设计(课程设计)

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2.1 平均日流量 3/d) 平均日流量(m
1.平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模 目前我国对城市污水厂的规模按平均日流量划分如下： 小型污水处理厂： ≤ 5×104m3/d； 中型污水处理厂：（5～10）× 104 m3/d； 大型污水处理厂：＞10 ×104 m3/d。 2.平均日流量的确定 一般根据人口当量计算，其计算方法参见《排水工程》（上 册）及现行《室外排水设计规范》的有关规定。
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沉淀池特点与适用条件
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浅层沉淀原理图
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斜板沉淀池的构造
特点：沉降面积增大、 特点：沉降面积增大、水力条件改善 倾斜安装，是为了让污泥能顺利下滑落入污泥区。 倾斜安装，是为了让污泥能顺利下滑落入污泥区。 沉淀池的分隔，可以大大改善水力条件。水流通过隔 沉淀池的分隔，可以大大改善水力条件。 如果隔板间距足够小， 之间， 板，如果隔板间距足够小， Re在30－300之间，水 在 － 之间 流处于层流状态，此时颗粒的沉降不受水流的影响， 流处于层流状态，此时颗粒的沉降不受水流的影响， 提高了沉降的稳定性， 提高了沉降的稳定性，接近于理想条件下的高效率运 行。
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普通辐流式沉淀池
普通的采用中心进水 方式， 方式，由于中心导流 筒内的流速较大， 筒内的流速较大，可 100mm/s， 达100mm/s，当作为 二沉池时， 二沉池时，活性污泥 在其中难以絮凝，并 在其中难以絮凝， 且这股废水向下流动 时动能较大， 时动能较大，易冲击 池底污泥。 池底污泥。故常用于 粗沉池
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3.1 工艺原理及设计资料
(11)采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。 (12)当每组沉淀池有2个池以上时，为使每个池的入流量均等， 应在入流口设置调节阀门，以调整流量。 (13)当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其 下端伸入斗内，顶端敞口，伸出水面，以便于疏通。在水面以 下1.5～2.0m处，由排泥管接出水平排出管，污泥借静水压力由 此排出池外。 (14)进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由池壁接入， 不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。
导流板 穿孔挡板 出水堰
沉淀区
Q 进水区 出水区
缓冲区
污泥区
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进水区
设置进水区的目的是使水流均匀分布，且使悬浮颗粒通过 截面进入沉淀区。在挡板系统后面，水流依进水构造的不 同，呈现不同的流动形式，在某些点水流呈均匀分布且水 在某些点水流呈均匀分布且水 的流速减慢到沉淀区的设计流速。在这些点，进水区终止， 的流速减慢到沉淀区的设计流速。在这些点，进水区终止， 沉淀区开始。 沉淀区开始。 如果进水区的设计不合理，进水流速将无法降低到沉淀区 的设计流速。进水区的长度不能加到沉淀区的设计长度中 去，两者的长度必须分开设计。
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
9)在出水堰前应设置收集与排除浮渣的设施（如可转动的 排渣管、浮渣槽等）。当采用机械排泥时，可一并结合 考虑。 10)当沉淀池采用多斗排泥时，污泥斗平面呈方形或近于方 形的矩形，排数一般不宜多于两排。
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
(2)计算公式。 当无污水悬浮物沉降资料时，可按下表计算。
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3.1 工艺原理及设计资料
2.一般规定
(1)设计流量应按分期建设考虑： 1)当污水为自流时，应按每期的最大设计流量计算。 2)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算。 3)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜小于 沉淀时间不宜小于 30min 30min 。 (2)沉淀池的个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列考虑。 (3)当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参考下表选用。 (4)池子的超高至少采用0.3m。 池子的超高至少采用0 (5)沉淀的有效水深(H)、沉淀时间(t)与表面负荷（q’）的关系见下表。
【解】按无污水悬浮物沉降资料。 1 ) 池 子 总 面 积 ： 设 表 面 负 荷 q’=2.0m3／(m2·h)， 设 计 流 量 ： h)， = h) 0.5m3/s，则
2)沉淀部分有效水深
3)沉淀部分有效容积
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浅层沉淀池（斜板沉淀池）
常常用于初沉池， 常常用于初沉池， 用于二沉池当固 体负荷较大时， 体负荷较大时， 其处理效果不佳。 其处理效果不佳。
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1.2 沉淀池组成
沉淀池由五部分组成： 进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳， 以提高沉淀效率。 沉淀区 贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。 缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。
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3.1 工艺原理及设计资料
当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比亦为定值，即 H/t= q’。一般沉淀时间不小于 一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用 ～4m(对 一般沉淀时间不小于 ；有效水深多采用2～ 辐流沉淀池指池垂直边水深)可参照下表选用。
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3.1 工艺原理及设计资料
(6)沉淀池的缓冲层高度，一般采用0.3-0.5m。 一般采用0 一般采用 (7)污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于600，圆斗不宜 方斗不宜小于60 方斗不宜小于 采用小于550。 (8)排泥管直径不应小于200mm。 (9)沉淀池采用静压排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m； 二次沉淀池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不 应小于0.9m。 不大于两天的污泥量计算， (10)初次沉淀池的污泥区容积宜按不大于两天 不大于两天 并应有连续排泥措施，机械排泥的初次沉淀池的污泥区容积宜 按4h的污泥量计算。
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有孔整流墙
淹没孔与挡流板的组合
底孔入流＋ 底孔入流＋底孔挡流板
淹没孔与有孔整流墙
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污泥区
污泥储存区的构造和深度取决于清泥方式、清泥频 清泥方式、 清泥方式 率和估计的污泥量等参数。所有这些参数都可以估 率和估计的污泥量 算。 如果沉淀池足够长，则储存深度可由池的底部深度 提供，否则必须在进水末端设置污泥斗。
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2.2 设计流量 3/h或L /s) 设计流量(m 或
Kz为生活污水总变化系数
Qp为平均日平均时污水流量（L/s）｝； 最大设计流量和平均流量的关系为：
Qmax=KzQp
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3.1 工艺原理及设计资料
1.沉淀池的作用 沉淀池的作用 沉淀池主要去除悬浮于污水中的可沉淀的固体物质。 按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀池 和二次沉淀池。初次沉淀池的作用是对污水中的以无机 物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二次沉 淀池的作用是对污水中的以微生物为主体的、比重小的， 因水流作用易发生上浮的生物固体悬浮物进行沉淀分离。
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
平流式沉淀池 （1）设计资料 ） 长宽比不小于4 1)池子的长宽比不小于4，大型沉淀池可考虑设导流墙。 长宽比不小于 2)一般采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。排泥机械 行进速度为0.3－1.2m/min，一般采用0.6～0. 9m/min。 3)池子的长深比不小于8。 长深比不小于8 长深比不小于 4)池底纵坡不小于0.01。 纵坡不小于0 01 纵坡不小于 5)一般按表面负荷计算，按水平流速校核。最大水平流速： 初次沉淀池为7mm/s 初次沉淀池为7mm/s；二次沉淀池为5mm/s。
典型的堰溢流率
絮体类型 轻铝盐絮体(低浊度水) 重铝盐絮体(高浊度水) 石灰软化产生的重絮体 堰溢流率/[m3/d.m2] 143~179 179~268 268~322
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1.3 沉淀池的运行方式
间歇式 工作过程：进水、 工作过程：进水、 静止、 静止、排水 污水中可沉淀的悬浮物在 静止时完成沉淀过程，由 设置在沉淀池壁不同高度 的排水管排出。 连续式 污水连续不断 地流入与排出 污水中可沉颗粒的沉淀在 流过水池时完成，这是可 沉颗粒受到重力所造成的 沉速与水流流动的速度两 方面的作用。
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向心辐流式沉淀池
导流区的作用：布水均匀、 导流区的作用：布水均匀、在区内形成回流促使污泥絮 凝、设置较大的过水面积使得向下的流速较小而对池底 无冲击现象。 无冲击现象。
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百度文库
上海嘉定水质净化厂 辐流式初沉池 10
上海嘉定水质净化厂 辐流式二沉池 11
圆形竖流式沉淀池
由于水流向上运 动，较小的微颗 粒也向上运动， 粒也向上运动， 在有絮凝性能的 颗粒中， 颗粒中，可促进 相互碰撞而絮凝， 相互碰撞而絮凝， 因此在絮凝沉降 如二沉池）， 中（如二沉池）， 其效果比平流式 好
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2. 设计流量的确定 平均日流量( 平均日流量(m3/d)
用来计算污水厂的栅渣量、沉砂量、污泥量、处理总水量、 耗药量及年抽升电量
设计流量(m3/h或L/s) 设计流量( /h或
用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物设计
最小污水流量(m3/h) 最小污水流量(
常用于污水泵站最低水位及污水泵选型等
按水流方向分 平流式 竖流式
池内水流由下向上 池型：长方形 一端进水 另一端出水 贮泥斗在池进口 池型：多为圆形，有方形或多角形 池中央进水，池四周出水 贮泥斗在池中央
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辐流式
池内水流向四周辐流
沉淀池的几种流态
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平流式沉淀池
此图是1格还是3格？
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平流式沉淀池
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平流式沉淀池
链带式刮泥常常 用于初沉淀池， 用于初沉淀池， 二沉池由于污泥 含水率常常达 99％，不可能 ％，不可能 ％， 被刮板刮除， 被刮板刮除，因 此常常采用静水 压或污泥泵排泥。 压或污泥泵排泥。
沉淀池的设计
掌握沉淀池设计计算步骤以及工艺参数的选择。 参考书目： 孙力平等，《污水处理新工艺与设计计算实例》， 科学出版社
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1.1 沉淀池类型
按使用功能分
初次沉淀池
二次沉淀池
生物处理法中的预处 理，去除约30%的 BOD5，55%的悬浮物。
生物处理构筑物后， 是生物处理工艺的 组成部分。
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沉淀池
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
(3)设计计算举例。 设计计算举例。 设计计算举例 【例】某城市污水处理厂最大设计流量43200m3/d，设计人口 250000人，沉淀时间1.50h，采用链带式刮泥机，求沉淀池各部 分尺寸。
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
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提高沉淀池沉淀效果的有效途径
沉淀池均存在去除率不高的问题， 且占地面积较大，体积庞大。 提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法
斜流式沉淀池
对污水进行 曝气搅动
回流部分 活性污泥
将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附 曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒 与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法可以使沉淀效率比 相互作用，产生自然絮凝。采用此法，可使沉淀效 原来的沉淀池提高10%~%15，BOD5的去除率也能增加15%以上， 率提高5%~8%，1m3废水的曝气量约0.5m3左右。 活性污泥的投加量一般在100~400mg/L之间。 常在预曝气池或生物絮凝池内进行。
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
6)入口的整流措施
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3.2 沉淀池的设计及计算例题
7)出口的整流措施可采用溢流式集水槽。
8)进出口处应设置挡流板，高出池内水面0.1～0.15m。 挡流淹没深度 淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0. 25m， 淹没深度 一般为0.5～1. 0m；出口处一般为0.3～0.4m。挡板位置 挡板位置： 挡板位置 距进水口为0. 5～1. 0m；距出水口为0. 25～0.5m。
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溢流堰
在沉淀池内水流会经过很大的面积，流速缓慢。如果澄清水的 输出管道设置在沉淀池的末端，所有的水将会冲进管道，在沉 淀池内形成较高流速，从而导致已经沉淀的絮体上升，并混入 出水中。絮体洗出的现象称为“冲洗”（scouring）。产生的 出水中。絮体洗出的现象称为“冲洗”（scouring）。产生的 原因之一是出水区的设计不合理。较理想的方式是设计一系列 原因之一是出水区的设计不合理。较理想的方式是设计一系列 水槽，以提供较大的面积使水流通过，并减少沉淀池中靠近出 水区水流的速度。这些水槽称为堰（weirs）。在堰的后面再 水区水流的速度。这些水槽称为堰（weirs）。在堰的后面再 将水流导入中央处的渠或管道，输送沉淀后的出水。与轻颗粒 相比，重颗粒所需要的堰较短。