第二章第四节 沉砂池及沉淀池

g 多斗排泥平流式沉淀池
进水） 平流式沉淀池的构造及工作特点（进水）
浮渣槽 挡板
1、平流式沉淀池的构造及工作特点 •进水区有整流措施，保证入流污水均匀稳定地进 入沉淀池。 •出水区设出水堰，控制沉淀池内的水面高度，保 证沉淀池内水流的均匀分布。 •沉淀池应沿整个出流堰的单位长度溢流量相等， 对于初沉池一般为250m3/（m·d），二沉池为 130~250 m3/（m·d）。 •锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2 处。
（ 4） 每个沉淀池的结构尺寸 ） ① 沉淀池的总高度H 沉淀池的总高度 H＝h1＋h2＋h3＋h4＝0.3＋1.82＋0.6＋2.8＝5.52 m ＝ ＋ ＋ ＋ ＝ ② 沉淀池的总的长度 流入口至挡板距离取0.5 m， 流入口至挡板距离取0.5 m，流出口至挡板的距离 取0.3 m，则沉淀池总长度为 ， L＝0.5＋0.3＋36.5＝37.3 m ＝ ＋ ＋ ＝
• （9）.污泥斗的容积V1
1 V1 = h'4 ( S1 + S 2 + S1S 2 ) 3
式中:S1 ——污泥斗的上口面积,m2； S2 ——污泥斗的下口面积，m2。 h4′——泥斗高度，m；
例：某城市污水排放量为10000m3/d 10000m /d，悬浮物浓度 250mg/L，试设计一平流式沉淀池，使处理后 C0为250mg/L 250mg/L 污水中悬浮物浓度不超过50mg/L 50mg/L，污泥含水率为 50mg/L 97％ 80％ 97％，通过沉淀性能曲线查得，当去除率为80％ 80 时，去除颗粒物的最小沉降速度为1.44m/h 1.44m/h，沉淀 1.44m/h 时间为65min 65min。其中，取长宽比为6，污泥区高度 65min 6 为2.8m 2.8m，缓冲区高度为0.6m 0.6m，沉淀区泥斗上下低 2.8m 0.6m 面为正方形，上斗边长为6m 6m，下斗边长为0.4m， 0.4m， 6m 0.4m 泥斗倾角为45°；流入口至挡板距离取0.5m 45° 0.5m，流 45 0.5m 出口至挡板距离为0.3m 0.3m。 0.3m
2.3.3 沉淀池
• 沉淀池主要是一种固液分离构筑物 • 按工艺布置分类可分为：初次沉淀池（设 于生物处理前）；二次沉淀池（设于生物 处理后）；
沉淀池的分类
按水流方向分 平流式
池型：长方形 一端进水,另一 端出水 贮泥斗在池进口
竖流式
池内水流由下向上
辐流式
池内水流向四周辐流
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
（3）沉淀区各部分尺寸计算 ） ① 每日产生污泥量 W＝[Qmax×（c0－c1）×100]/[γ×（100－P）] ＝ × × － ）
＝ [10000×（250－50）×100]/[1000×1000×（100－97）] × － ） × × － ）
＝ 66.7 m3 每个污泥池的污泥量为W 每个污泥池的污泥量为 1＝W/2＝33.3 m3 ＝ 污泥斗的容积取污泥区高度h ② 污泥斗的容积取污泥区高度 4＝2.8 m，则污泥 ， 斗容积 V＝1/3h4[a12＋a22＋（ 1a2）1/2] ＋（a ＝ ＝ 2.8×[36＋0.16＋(6×0.4)1/2]/3 × ＋ ＋ × ＝36m2＞33.3m3 即每个污泥斗可贮存1天的污泥量 天的污泥量， 个污泥斗， 即每个污泥斗可贮存 天的污泥量，设2个污泥斗， 个污泥斗 则可容纳2天的污泥量 天的污泥量。 则可容纳 天的污泥量。
2.3 沉砂池及沉淀池
本节提示
• 课程主要内容
• 平流、辐流式沉砂池的特点 平流、 – 掌握 – 熟悉 • 沉砂池、沉淀池的构造、分类 沉砂池、沉淀池的构造、 • 平流、竖流、幅流式沉淀池的特点及相关设计参 平流、竖流、 数 – 了解 • 提高沉效的原理。 提高沉效的原理。 – 难点 • 竖流式沉淀池设计中，泥斗的正确设计与计算 竖流式沉淀池设计中，
• 沉降区设计的主要内容是确定沉降区的长、宽、 高尺寸和沉淀池座数或分格数，其主要内容如下： • (i)沉淀区有效水深： • h2=qt • 式中q — q —表面负荷，m3/m2·h m ·h； • 初沉池取1.5～3，二沉池取1～2。 ～ ～ • t —污水沉淀时间，初沉池取1～2h； ～ • 二沉池取1.5～2.5h。 ～ • 沉淀区有效水深一般取2.0～4.0m ～
二、曝气沉砂池
• 功能: 解决沉砂中夹带有机物和被有机物 包裹的砂粒截留效果不好的问题。 • 曝气的作用: 曝气及水流的螺旋旋转作用， 使污水中的有机颗粒相互碰撞、摩擦，并 受到气泡上升时的冲刷作用，进而将粘附 在砂砾上的有机污染物去除，使得沉于池 底的莎莉较为洁净。（曝气沉砂池沉碴中 有机物含量仅5％左右，不易腐败）；具有 预曝气、脱臭、防止厌氧分解、除泡等作 用。
进水挡板 进水管 刮泥链条 出水管 档渣板 出水堰
排泥管
平流式沉淀池示意图
c 平流式沉淀池结构示意图
流入装置 : 流出装置
沉淀区
污泥区
缓冲层
d 平流式沉淀池的流入装置与出流堰的一种形式
e 目前多采用如下图所示的锯齿形溢流堰，这种 溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水 面应位于齿高度的1/2处。
• 沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数：
• 城市污水厂一般均设置沉砂池，并且沉砂池的个数 或分格数应»2；并按并联运行原则考虑 • 工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。 • 设计流量应按分期建设考虑：最大时流量、最大组 合流量、合流制流量 • 沉砂池去除的砂粒相对密度为2.65，粒径为0.2mm 以上。 • 城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算， 其含水率约为60%，容重约1500kg/m3。 • 贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角 不应小于55º，排砂管直径不应小于200mm。 • 沉砂池的超高不宜小于0.3m。
二、辐流式沉淀池
辐流式沉淀池是一种大型沉淀池 大型沉淀池，池径可达 100m,池周水深1.5~3.0m，径∶深不小于6。 有中心进水、周边进水、周进周出 有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂 配水等几种形式。 沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除 污泥一般采用刮泥机刮除，对 污泥一般采用刮泥机刮除 辐流式沉淀池而言，目前常用的刮泥机械有 中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式 的刮泥机与吸泥机等。
• 水流状态: 池中污水呈螺旋状前进
2、主要设计参数
–水平流速v 0.08~0.12m/s，旋流速度v 旋 0.25~0.4m/s –停留时间T 1~3min(最大流量时)，通常 4~6min，若作为预曝气则停留时间为 10~30min –有效水深H 2~3 m ；有效宽/深比 1~1.5 –多采用穿孔曝气管 孔径2.5~6mm，距 池底0.6~0.9m ，并应设有调节阀门
解：（1）①表面负荷及沉淀时间 ） 由题意表面负荷数值上等于沉淀速度， 由题意表面负荷数值上等于沉淀速度，所以表面 负荷为 q0＝1.44m3/h，沉淀时间t0＝65min ，沉淀时间 ②设计表面负荷与设计沉淀时间 为使设计留有余地，将表面负荷缩小1.5倍 为使设计留有余地，将表面负荷缩小 倍， 沉淀时间放大1.75倍，即有： 沉淀时间放大 倍 即有： q＝q0/1.5＝1.44/1.5＝0.96 m3/（m2·h） ＝ ＝ ＝ （ ） t＝1.75t0＝1.75×65＝113.75min＝1.9 h ＝ × ＝ ＝ ③设计污水量 Qmax=104/（24×60×60） （ × × ） =0.1157（m3/s） （ ） =416.7（m3/h） ） （
（2）沉淀区各部分尺寸确定 ） ① 沉淀池总有效面积 A＝Qmax/q＝416.7/0.96＝434.06 m3 ＝ ＝ ＝ 采用两座沉淀池，每个池的表面积为A 采用两座沉淀池，每个池的表面积为 1＝217m2， 处理量为Q 处理量为 1＝208.35m3/h ② 沉淀池有效水深 h2＝q×t＝0.96×1.9＝1.82 m ×＝ × ＝ 每个池宽b取 ③ 沉淀池长度 每个池宽 取6.0 m，则池长为 ， L2＝A1/ b＝217/6＝36.17 m 取L2＝36.5 m ＝ ＝ 长宽比为L/b＝6＞4，符合要求。 长宽比为 ＝ ＞ ，符合要求。
2.3 沉砂池
• 沉砂池的作用：从污水中去除砂子、煤 渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂 质影响后续处理构筑物的正常运行。 • 沉砂池的工作原理：以重力或离心力分 离为基础，即将进入沉砂池的污水流速 控制在只能使相对密度大的无机颗粒下 沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
• 沉砂池的几种形式：平流式、竖流 式、曝气沉砂池等。 • 沉砂池的设置位置：泵站前、倒虹 管前、沉淀池前。
• 为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降， 在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调 节装置，使出口堰口尽可能水平。 • 堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置 浮渣收集和排除装置。 • 多斗式沉淀池，不设置机械刮泥设备。每 个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥， 互不干扰，保证沉泥的浓度。
2、平流式沉淀池的设计
（ii）沉淀区总面积A： A
A＝Qmax／q
式中Qmax——最大设计流量，m3/h Q m /h； (iii)沉淀区有效容积V1： V
V1=Ah2=Qmax·t t
（iv）沉淀区长度L： L
L＝3.6vt
mm/s， v——最大设计流量时的水平流速mm/s mm/s 一般取v≤5mm／s； v≤5mm／ v≤5mm
SNT V= 1000
式中：S ——每人每日的污泥量，L/(d·人),可参考教材 表10-8； N ——设计人口数，人； T ——污泥贮存时间，d。
若已知污水悬浮物浓度与沉淀出水的悬浮物浓 度，污泥量W按下式计算：
• （8）.沉淀池的总高度h
h = h1 + h2 + h3 + h4
式中： h1 ——沉淀池超高, m;一般取0.3m； h2 ——沉淀区的有效深度，m； h3 ——缓冲层高度，m；无机械刮泥 设备时,取0.5m；有机械刮泥设备时，其上 缘应高出刮板0.3m； h4 ——污泥区高度，m；
出水渠
1/2H
中 心
出水
1/10R R
H
筒
水
水
出水
中
辐 流 式 沉 淀 池 剖 面
心 进 水
周 边 进 水
进水槽 刮泥装置 出水槽
出水堰
出水槽 出水堰
沉淀池 中心进 水套管 刮泥装置
2、辐流式沉淀池的计算
h = h1 + h2 + h3 + h4 + h5
h1 ——保护高（超高）, m;一般取0.3m； h2 ——沉淀区的有效深度，m； h3 ——缓冲层高度，m；无机械刮泥设备时,取0.5m； 有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m； h4 ——污泥斗以上部分的高度（与挂你机械高度有关 ），m； h4′——泥斗高度，m；
(v)沉淀区总宽度B (m)
B＝A／L
L/B=4～5，不满足长宽比要求时，应分为n格 =4～
(vi)沉淀池座数或分格数n
n＝B／b
b——每个沉淀池宽度。
平流式沉淀池的长度一般为30~50m，为了保证 污水在池内分布均匀，池长与池宽比不小于4。。
• （7）.污泥区容积 对于生活污水，污泥区的总容积V：
一、平流式沉砂池
• 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它 构造简单，工作稳定，截留效果好。 • 构造形式：平流式沉砂池的水流部分，实 际上是一个有所加深加宽的明渠，两端没 有闸板，以控制பைடு நூலகம்流。
2、平流式沉砂池的设计要求和系统参数
•
• • • • • • •
两座以上并联 水平流速v 0.15~0.3 m/s 停留时间T 30~60s 有效水深h 0.25~1.0m <1.2m 池宽(每格)B ≥0.6m 砂斗与水平面夹角 α≮55° 超高≥0.3m 排砂管径≥Φ200mm
沉淀池三种流态
平流式
竖流式 辐流式
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。 • 沉淀区是沉淀进行的主要场所。 • 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。
一、平流式沉淀池
构造:由进水、沉淀、缓冲、污泥、出水 五区以及排泥装置组成。