水污染控制工程教学 23沉砂池
《水污染控制工程》课程设计
沈阳化工大学《水污染控制工程》课程设计题目：城镇污水处理厂工艺设计——活性污泥法院系：环境与安全工程学院专业：环境优创班级：0901学生姓名：王希鹏指导教师: 范文玉2012年8月23日目录第一章绪论 (3)第二章常见污水生物处理的工艺 (3)一、活性污泥法 (3)1。
1 SBR法 (3)1。
2 CASS法 (4)1。
3 AO法 (4)1.4 AAO法 (5)1.5 氧化沟法 (6)二、生物膜法 (6)2.1 生物滤池 (6)2.2 生物转盘 (7)2。
3 生物接触氧化法 (7)三、厌氧生物处理法 (8)四、自然条件下的生物处理法 (9)4。
1 稳定塘 (9)4。
2 土地处理法 (9)第三章污水处理流程 (9)一、格栅 (10)二、泵房 (10)三、沉砂池 (10)四、沉淀池 (12)五、曝气池 (13)六、二沉池 (14)七、污泥浓缩池 (14)第四章构筑物的计算 (14)一、设计参数 (14)二、设计计算 (15)第五章设计总结 (17)参考文献 (18)第一章绪论随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，用水紧张和污水排放的问题已越来越突出.目前，我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式，没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。
在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视，对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大，高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用.建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境,保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。
随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低,以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。
大量未经充分处理的污水被用于灌溉，已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。
据农业部在占国土面积85%的流域内,通过372个代表性区域取样调查,发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。
沉砂池与沉淀池污水处理PPT教案
压缩空气 输送管
带变速箱的电动机 传动齿轮
沉砂 部分
流出口 流入口
转动轴
转盘与叶片
砂 斗
45°
砂提升管
图 7-28 钟式沉淀池工艺图
第三章第四节 初 沉 池
一、初 沉 池概述
1、作用：初沉池的主要作用是去除污水中的悬浮固体 SS和生物需氧量BOD5。 2、工作过程：在流速不大时，密度比水大的悬浮物SS 会借重力作用在污水中沉淀下来，实现与污水的分离 。沉淀下来的污泥由刮泥机刮至泥斗，用泵排出；浮 渣则由刮泥机所附刮渣器刮到浮渣槽，流入浮渣井。 水由溢流堰流出。 3、分类：平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀 池
（按砂粒比重2.65，去除d≥0.2mm砂粒来设计 （3）t停留≥30"，一般为30"~60"
（4）H有效=0.25~1.0m, ≤1.20m, 每格宽度b≥0.6m （5）沉砂量标准
生活污水：0.01~0.02l/人.d 城市污水： 3m3/105m3污水
砂含水率60%，容重1500㎏/m3，贮砂斗的容积 按2d沉砂量计算，砂斗倾角55º~60º （6）超高≥ 0.3m
有异向流、同向流、横向流三种，目前在实际工程中应用 的是异向流斜板（管）沉淀池，其结构见图4-12。
穿孔集水管
絮 疑 池
500
清水区
穿孔排泥管
斜管区 配水区
积泥区
Ⅱ-Ⅱ剖面
图 7-12 斜管沉淀池示意
优缺点 优点： 1.沉淀面积增大； 2.沉淀效率高，产水量大； 3.水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀； 缺点： 1.由于停留时间短，其缓冲能力差； 2.对混凝要求高； 3.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜 板（管）
水污染控制-4-8二沉池12-9设计、运行与管理(课件模板)
五、污泥泥龄（SRT）
《水污染控制工程》 第四章
微生物平均停留时间
工作着的活性污泥总量 每日排放的剩余污泥量
微生物平均停留时间至少等于水力停留时间（HRT）， 此时，曝气池内的微生物浓度很低，大部分微生物是充分分 散的。
微生物的停留时间应足够长，促使微生物能很好地絮凝， 以便重力分离，但不能过长，过长反而会使絮凝条件变差。 普通活性污泥法系统的SRT是HRT的20倍。
状
污水水质
菌
性
膨 胀
运行条件
的
主
要
工艺方法
因
素
《水污染控制工程》 第四章
污水水质是造成污泥膨胀的 最主要因素。
含溶解性碳水化合物多的污 水往往发生由浮游球衣细菌引 起的丝状膨胀。
含硫化物多的污水往往发生 由硫细菌引起的丝状膨胀。
水温低于15℃时，一般不会 发生膨胀。
pH低时，容易产生膨胀。
丝
状
污水水质
推流式曝气池
示踪剂的研究表明：推流式曝气池的 纵向混合很严重
氧消耗率的数据表明：氧的传递受到 限制
完全混合 式曝气池
处理量小时，只配有一个机械曝气机， 很容易围绕曝气机形成混合区
处理量大时，曝气池也相应增大，曝 气池不是充分完全混合的
十、pH和碱度
《水污染控制工程》 第四章
活性污泥pH通常为6.5～8.5。 pH之所以能保持在这个范围，是由于污水中的蛋白质
八、污泥回流比
《水污染控制工程》 第四章
高的污泥回流比增大了进入沉淀池的污泥流量，增加了 二沉池的负荷，缩短了沉淀池的沉淀时间，降低了沉淀效 率，使未被沉淀的固体随出流带走。
在常见的污水水质、水量条件下，采用 常量的污泥回 流比是可行的，再根据实际情况定期调整。
水污染控制工程理想沉淀池理论(课堂PPT)
1
第四节 理想沉淀池
前面所述沉淀曲线是静止沉淀试验的结果，虽然它比 较真实地反映了废水中不同的悬浮颗粒沉降的特性，但 是并不能反映实际沉淀池中水流运动对悬浮颗粒沉降的 种种复杂影响。
为了分析悬浮颗粒在沉淀池内运动的普遍规律及分离 结果，哈增和坎普提出了一种概念化的沉淀池——理想 沉淀池。
（措施：需要减小流速或减小水力半径R）
14
②水流稳定性：以弗罗德数Fr判断，Fr表示水 流动能与重力能的比值。增大Fr，可克服股流密 度影响。
注：弗罗德数Fr=v2/gR 一般认为平流式沉淀池Fr宜>105. （措施：需要增大流速或减小水力半径R）
在沉淀池中，增大水平流速，一方面提高了雷诺数 Re而不利于沉淀，但另一方面却提高了弗罗德数Fr而 加强了水流稳定性，从而提高沉淀效果。沉淀池的水 平流速宜进行适当的控制，通常为10-25mm/s。
在沉淀池中纵向分格及斜板（管）沉淀池也能 达到上述目的。
实际应用：
由于实际沉淀池受各种因素的影响，采用沉淀 试验数据时，应考虑相应的放大系数。
1 q设1.25~1.75q0
（ 平q均 0 ） 1.5
t设(1.5~2)t0 (平均 1.75t0)
17
第五节 沉淀池
按池内水流方向分类 平流式沉淀池 竖流式沉淀池 辐流式沉淀池 斜板式沉淀池
2
理想沉淀池的假定条件：
① 进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各进 水断面上各点流速均相同；
② 悬浮物在沉淀过程中以等速下沉； ③ 悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度， 水流是稳定的。
④ 悬浮物落到池底污泥区底部，不再上浮，即被除去
。
3
/长度(L) 高H
水污染控制-2-2沉淀理论(课件模板)
沉砂池：用以去除污水中的无机易沉颗粒物。 初次沉淀池：较经济地去除污水中悬浮固体，减轻后续生 物处理构筑物的有机负荷。
二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活 性污泥等，使处理后的水得以澄清。
污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩， 以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。
《水污染控制工程》 第二章
球状颗粒自由沉淀的沉速公式
当颗粒所受外力平衡时，
Fg FD
即 因
2 V g ( S L ) A ( L uS / 2)
1 1 3 V πd ，A πd 2 6 4
得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：
4 g ( S L ) d uS 3 L
L
1 S L 2 uS g d 18
式中:μ——水的动力黏度。
《水污染控制工程》 第二章
斯托克斯公式:
1 S L uS g d2 18
颗粒沉降速度us影响因素有： us与颗粒与水的密度差ρs-ρL成正比关系。 当s>时u>0，颗粒下沉；(沉淀法) 当s<时,u<0，颗粒上浮；(浮上法) 当s=时，u=0，颗粒在水中呈悬浮状态，颗粒既 不下沉也不上浮。(絮凝沉淀或气浮法) us与颗粒直径d的平方成正比。增加颗粒直径有助 于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。 us与μ成反比。μ随水温上升而下降；即沉速受水温 影响，水温上升，沉速增大。
FD
重力大于浮 力时，下沉； 重力等于浮 力时，相对静 止；
重力小于浮 力时，上浮。
F2
F1
悬 浮 颗 粒 在 水 中 的《水污染控制工程》 受 力 分 析 第二章
沉砂池与沉淀池污水处理课件
适用性
沉砂池适用于处理含有大量无机 颗粒和重金属的污水，沉淀池则 适用于生活污水和工业废水的处
理。
04
实际应用案例
沉砂池应用案例
案例一
某城市污水处理厂的预处理阶段，采用沉砂池去除污水中的大颗粒砂砾和悬浮物。该沉砂池设计为平 流式，有效水深为2.5米，水平流速为0.4m/s，通过重力分离作用，将比重较大的无机颗粒物与有机 悬浮物进行分离。
出水质量
经过沉砂池处理后的出水 较为清澈，而沉淀池处理 后的出水可能含有少量悬 浮物和有机物。
应用场景比较
应用场景
沉砂池适用于处理含有大量无机颗粒 和重金属的污水，如工业废水。沉淀 池则广泛应用于生活污水和工业废水 的处理。
处理量
设计参数
沉砂池的设计参数主要包括水流速度 、停留时间和池深等，而沉淀池的设 计参数则包括表面负荷率、沉淀时间 和上升流速等。
对于大型污水处理厂，沉砂池和沉淀 池通常会结合使用，以充分发挥各自 的优势。
优缺点比较
优点
沉砂池可以有效去除无机颗粒和 重金属，减轻后续处理设备的负 担；沉淀池则可以有效去除悬浮 物和部分有机物，提高出水质量
。
缺点
沉砂池可能会因为颗粒物在池底 的积累而导致堵塞；沉淀池则可 能因为出水含有少量悬浮物和有
沉砂池与沉淀池污水处理课 件
目录
• 沉砂池介绍 • 沉淀池介绍 • 沉砂池与沉淀池的比较 • 实际应用案例 • 未来发展趋势与展望
01
沉砂池介绍
沉砂池的定义与作用
定义
沉砂池是污水处理厂中用于去除污水中的无机砂粒和杂质的构筑物。
作用
通过降低流速、沉淀和分离，将污水中的大颗粒无机物从水中分离出来，减轻 后续处理单元的负担，保护水泵和管道免受磨损，提高污水处理的稳定性和可 靠性。
《水污染控制工程》教学大纲
《水污染控制工程》教学大纲一、课程教学目的水污染控制工程是环境工程专业的一门主干必修专业课，通过本课程的学习并配合相应的实践环节，使学生了解水处理，特别是污水处理中各种污染物去除的基本原理及常用的处理方法和工艺。
掌握不同种类污水的处理工艺及常用的设备和设施。
为后续的“环境工程研究与设计”和毕业设计或毕业论文打下专业的基础。
在教学中注意培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具备独立地进行一般水污染控制工程的规划、设计和运转管理的能力，同时具有从事初步的科学研究和开发和能力。
二、课程教学基本要求1．课程重点：对水污染控制工程的基本概念和各种控制方法的基本理论有较系统、深入的理解，熟练掌握各种控制方法的应用范围和条件；能应用本课程中所学的基本理论和控制方法，配合课程设计和毕业设计等教学环节，对一般水污染控制工程进行规划、工程设计、工艺设计、设备选型、研究开发和运行管理。
2．课程难点：本课程的难点是表征废水指标的意义和应用范围；废水重力沉降的理论；废水无力化学处理方法的原理和应用范围；废水生物处理方法的分类和各自适用的条件；废水处理中所产生的残余物的处理和处置方法等。
3．能力培养要求：本课程能力的培养包括对学生独立获取知识能力和用已学过的知识分析和解决实际问题能力的培养。
独立获取知识能力的培养同过课堂教学和自学来解决。
课堂教学中注意启发学生思考问题、如何读书和从书中看出那些问题入手，通过教材中部分内容的自学来提高学生获取知识的能力。
解决实际问题的能力通过课堂教学和实践性环节来实现。
课堂教学注意启发学生对问题的深入分析，特别是对一些实际问题深入分析来提高；实践环节的能力培养通过生产实习和实验课来解决。
三、课程教学内容与学时课堂教学（５６学时）１．序论（１学时）主要介绍世界及我国的水资源状况，特别介绍我国水资源的现状和污染控制的现状；水在自然和社会中的循环过程；废水及分类方法；废水的水质指标简介；水污染控制的基本途径；废水处理的方法简介；城市废水处理的典型流程。
水污染控制技术二章 沉淀上浮气浮PPT学习教案
排砂方式：重力排砂，排砂管d ≧200mm。对大中型污水处理厂，一般
采用机械排砂。
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平流式沉砂池的计算公式：
（1）长度 L vt L 式中： v ---最大设计流量时的速度，m / s
t ---最大设计流量时的停留时间, s
（2）水流断面面积A A Qmax v
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2.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。 进水区有侧向配水槽 、挡流板组成。挡板 入水深度：≧0.25m ，
高出水面：
0.15～0.2m，
距流入槽：
0.5～1.0m。
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粒间的间隙水，使污泥得到浓缩。 如二沉池泥斗和浓缩池的四点假设: 1.自由颗粒为直径均匀的球体 2.沉淀过程中颗粒大小形状重量不变 3.液体是静止,且非压缩性的 4.颗粒沉淀是无干扰的,自由沉淀运动
F1
ρg
ρy
F2 + F3
球状颗粒自由沉淀 时力的平衡图
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Q/A的物理意义：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流
量，即表面负荷率或溢流率，用q表示( m3/(m2﹒s))或 m3/m2﹒h)。表面负荷q的数值等于颗粒沉速u0 。
(1
0
0
P0
)
100 u0
P0 0
ut
d
P
qQ A
所以，平流式理想沉淀池的去除率取决于沉淀池的 表面积有关而与池深无关。
①根据几何相似原理
u0 H L
u0
H L
可见ut ＜ u0的颗粒能 被去除的数量为：
水污染控制工程教学 23沉砂池
沉砂池的超高不宜小于0.3m。
平流式沉砂池
《水污染控制工程》 第二章
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。
《水污染控制工程》 第二章
第三节 沉 砂 池
沉砂池 的作用
沉砂池的 工作原理
沉砂池的 几种形式
《水污染控制工程》 第二章
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
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
平流式、竖流式、曝气沉砂池、 旋流式沉砂池、Doer沉砂池等
《水污染控制工程》 第二章
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不 小于2；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。
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池的工艺装备
1、供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝 气池供气联合进行或独立进行。
2、排砂设备、集油设备：曝气沉砂池的排砂一般采 用排砂泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸 砂泵和撇油设备通常置于行车上。
3、砂水和油水分离设备：从沉砂池排出的砂水和油 水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水 分离器对其分别进行处置。
《水污染控制工程》 第二章
水污染控制工程课程设计指导书—平流式沉淀池
《水污染控制工程》课程设计教学大纲一、课程设计的目的通过污水厂课程设计，巩固学习成果，加深对《水污染控制工程》课程内容的学习与理解，使学生应用规范、手册与文献资料，进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主要内容，锻炼独立工作能力，对污水厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度，绘制规范的施工及大样图掌握污水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。
在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。
授课专业：环境工程学时数：18 周数：1周二、课程设计的要求及设计形式根据任务书所给定的资料，综合运用所学的基础、专业基础和专业知识，设计一个中小型污水处理厂。
A基本要求：完成设计计算说明书一份，工艺扩初设计图纸2张（1#），其中：污水厂平面布置图及工艺流程程图1张。
三、课程设计的基本理论污水处理的基本理论，物理处理、沉淀机理、过滤机理、生物处理及各单体构筑物的类型、构造、基本工作原理、工艺流程的确定等。
四、课程设计的内容A根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些污水厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程。
B 拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数。
C选择各构筑物的形式和数目，初步进行污水厂的平面布置和高程布置。
在此基础上确定构筑物的形式、有关尺寸安装位置等。
D进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性，并符合建筑模数的要求。
E根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。
确定各构筑物间连接管道、检查井的位置F污水厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物布置，厂区道路、绿化等总体布置。
G绘制本设计任务书中指定的污水厂平面、工艺流程技术图纸2张（1#图）。
H写出设计说明书及计算说明书。
说明书的内容应有：工程概况、管道布置方案、管材及设备的选用、构筑物的设计计算。
江苏师范大学《水污染控制工程》第1讲 污水的物理处理 -袁兴程
化学化工学院
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四、 筛网（孔径小于10mm）
某些悬浮物用格栅不能截留，也难通过 重力沉降去除，常给后续处理构筑物或设 备带来麻烦，可采用筛网过滤来分离和回 收。
去除对象：
纺织、造纸、制革、洗毛等一些工业废水中含有细 小纤维状的悬浮物质，如棉布毛、化学纤维、纸浆纤 维、禽羽兽毛、藻类等稍细小的杂物和残渣。
把去除百分数p相同的各点连成光滑曲线，称为 等去除率曲线，如下图示。
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等去除率曲线含义：
当沉淀时间为t0时，对应沉速u0=H/t0，凡是u≥u0的颗粒 能全部被去除， u<u0的颗粒只有部分被去除。
沉淀时间为t0时，相邻两根曲线表示的数值之间的差别， 反应出同一时间、不同沉淀深度的去除百分数的差别。表示 有一部分颗粒对于上一条曲线来说，已沉降下去了；而对下 一条曲线来说，认为尚未沉淀下去。可以理解为这部分颗粒 正介于两曲线之间，其平均沉速等于其平均高度除以沉淀时 间t0，其数量为两曲线的数值差，若差值无限小，则可认为 是某一特定粒径颗粒，其去除效率为其平均高度除以水深H。
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五、破碎机
破碎机是将污水中的较大的悬浮固体破碎成较小的、 均匀的碎块，留在污水中随水流进入后续构筑物处理。
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第二节 沉淀的基础理论
一、概述
悬浮颗粒在重力作用 下，从水中分离的过程称为沉淀。实现
悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。 (1) 当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。 ——沉 淀 (2) 当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。 ——上 浮
4
一、格栅
1. 定义 格栅是由一组或几组平行的金属栅条制成，栅条
间形成细缝。
水污染控制工程教案
水污染控制工程第一章绪论一、环境工程及其背景知识简介（一）学科及其分类一级学科二级学科主要方向内容安全工程：解决安全问题1 安全与环境环境工程：解决环境问题环境科学：理论上、宏观方面环境问题研究2 环境科学与工程环境工程：工程实际上、微观领域环境问题研究（二）所需主要基础课程1、四大化学（无机、有机、分析、物化）、生物化学（微生物学）2、化工原理及其水力学、生态学（基本知识）3、环境学及环境化学大气环境、水体环境、土壤环境（1）环境学全球环境问题：温室效应、O3层破坏、酸雨人类面临的问题：人口、资源、环境水体自净（物理、化学、生物作用等）沉淀—溶解（2）水体环境及其化学无机污染物在水体中的迁移转化配合作用氧化还原作用挥发作用有机污染物在水体中的迁移转化吸附分配作用光解作用生物降解作用其实质是排放后污染物的迁移转化问题二、本课程框架内容（一）废水水质控制方法分类（从作用原理上划分）调节、筛滤重力沉降法、浮力浮上法（隔油、气浮）1、物理法阻力截流法（过滤）离心分离磁力分离法——利用污染物物理特性，诸如比重、质量、尺寸、磁性等进行分离；主要适用于不溶解污染物的分离处理。
酸碱中和法2、化学法化学沉淀法（有时包括混凝法）氧化还原法——利用污染物的化学特性，诸如酸碱性、电离性、氧化还原性等进行转化、分解；主要适用于溶解态污染物的转化处理。
吸附法、离子交换法膜分离法：渗析、电渗析、反渗透、微滤、超滤、液膜分离吹脱法和汽提法3、物理化学法萃取法蒸发法、结晶法、冷冻法（混凝法——适用于不溶态污染物的分离处理）——利用污染物物理化学特性，如沸点、挥发度、溶解度、比表面等进行分离；主要适用于溶解态污染物的分离处理。
活性污泥法好氧生物处理法生物滤池生物膜法生物转盘生物接触氧化4、生物法生物流化床厌氧生物处理自然条件下的生物处理——通过微生物的代谢作用将有机物转化为CO2、H2O、CH4等进行处理；适用于有机污染物的处理。
水污染控制工程课件沉淀
(2)絮凝沉淀
水中悬浮物浓度不高，
但有絮凝性能。在沉淀 过程中互相碰撞发生凝 聚，其粒径和质量均随 沉淀距离增加而增大，
沉淀速度加快。
例如：二沉池； 混凝沉淀。
(3)拥挤沉淀(分层沉淀)
水中悬浮物浓度较高，颗 粒下沉 受 到周围其它颗粒 的干扰， 沉速降低 ，颗粒 碰撞互相 “凝聚”而共同 下沉， 形 成一明显的泥、 水界面。 沉淀过程实质是 泥、水界面下降的过程， 沉淀速度为界面下降速度。 如：二沉池的上部； 污泥浓缩池上部。
平流沉砂池的设计计算
(4)核算最小流速vmin
vmin
Qmin n1 Fmin
Qmin——设计最小流量，m3/s;
n1——最小流量时工作的沉砂池数目；
Fmin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2。
(5)贮砂斗所需容积
V Qmax X T 86400 k z 106
X——城市污水的沉砂量，一般采用30 m3/106m3（污水）
a1和a2--分别为泥斗上、下底边长，m； h4--泥斗高度，m； α为泥斗倾角，取45°～60 ° 。 设m为沉淀池的泥斗数，如mVd≥Vw，则能满 足要求，否则应增加泥斗数或缩短排泥周期。
4、沉淀池的整体尺寸 沉淀池总长L
L1、L3——分别为前、后挡板与进、出水口的距离
沉淀池总高H
h1—— 沉淀池超高，m；一般取0.3m h2 ——沉淀区的有效水深，m； h3 ——缓冲层高度，m； 当没有刮泥机时，h3＝(hm+0.3)，hm为刮泥板高度； 不设刮泥机时，h3取0.5m h4 ——泥斗高度，m； h5 ——梯形的高度，m。
Qmax——最大设计流量，m3/s。
沉砂池课程设计
沉砂池课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解沉砂池的概念、结构及其在污水处理中的作用；2. 学生能掌握沉砂池的工作原理及影响其工作效率的因素；3. 学生能了解沉砂池在环保和水资源保护方面的重要性。
技能目标：1. 学生能通过观察、实验和数据分析，探究沉砂池的沉降效果；2. 学生能运用所学知识，设计简单的沉砂池模型，并提出优化方案；3. 学生能运用科学方法，对沉砂池的运行情况进行检测和评估。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到环境保护的重要性，增强环保意识；2. 学生能养成合作、探究的学习习惯，培养科学精神和创新意识；3. 学生能关注水资源保护问题，提高社会责任感和主人翁意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能通过课堂讲解、实验操作和案例分析，掌握沉砂池相关知识；2. 学生能运用所学知识，开展小组合作，设计并优化沉砂池模型；3. 学生能通过课程学习，提高对环保和水资源保护的认识，形成积极的社会责任感。
二、教学内容1. 沉砂池基础知识- 沉砂池的定义、分类及结构特点；- 沉砂池在污水处理过程中的作用及意义；- 教材章节：第二章第二节“污水处理技术”。
2. 沉砂池工作原理- 沉砂池沉降原理及影响因素；- 沉砂池的动力学和流体力学原理；- 教材章节：第二章第三节“沉降与过滤”。
3. 沉砂池设计与应用- 沉砂池的设计原则及参数选择；- 沉砂池在实际工程中的应用案例；- 教材章节：第二章第四节“污水处理设备的设计与应用”。
4. 沉砂池模型制作与优化- 实验操作步骤及注意事项；- 模型制作材料的选择与加工；- 教材章节：实验指导书“沉砂池模型制作与优化”。
5. 环保与水资源保护- 沉砂池在环保和水资源保护中的作用；- 相关政策法规及标准要求；- 教材章节：第五章“环境保护与水资源利用”。
教学内容安排与进度：第一课时：沉砂池基础知识及工作原理；第二课时：沉砂池设计与应用；第三课时：沉砂池模型制作与优化实验；第四课时：环保与水资源保护知识讲解。
《水污染控制工程》沉淀理论
一方面随着水流在水平 方向流动，其水平流速
v等于水流速度
另一方面，颗粒在重力 作用下沿垂直方向下沉， 其沉速即是颗粒的自由
沉降速度u
颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和，在 沉淀过程中，是一组倾斜的直线，其坡度i=u/v
v Q / A' Q /(H b)
式中：v——颗粒的水平分速； Q——进水流量；
形状晰、池的沉污泥速泥水是斗界变中面化及。的浓二。缩次二池沉沉中淀池污池中泥与间的污段浓泥缩浓过缩程 活性池污存中泥在发沉压生淀缩。属沉于淀这。种类型。
液面
在搅 拌的 作用 下分 布均
匀
自由沉淀过程示《意水污图染控制工程》 第二章
含量少的泥砂在水中的沉淀
到一定时间， 沉降完成。
随着沉 降的进 行，上 部变清
是颗粒的重力与水的浮力之
FD λ A (L uS2 / 2)
差：
Fg V S g V L g V g(S L)
式中：Fg——水中颗粒受到的作
用力；
V——颗粒的体积； ρS——颗粒的密度； ρL——水的密度；
g——重力加速度。
式中：
FD——水对颗粒的摩擦阻力； λ——阻力系数； A——自由颗粒的投影面积； uS——颗粒在水中的运动速度，
淀池对悬浮物的去除率为：
1 (1 P0 ) u0
u0 udP
0
式中：P0——沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的比例； （1-P0）——沉速≥u0的颗粒去除率。
上页图的运动迹线中的相似三角形存《在水着污如染下控的制关工程系》：第二章
v / u0 L / H
v u0 (L / H )
t=0时
t=t1时 t=t2时 t=无穷大时
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《水污染控制工程》 第二章
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不 小于2；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。
壁与水平面的倾角为60º；则贮
砂斗的上口宽b2为：
b2
2h'3 tg60
b1
贮砂斗的容积V1：
V1
1 3
h'3 (S1
S2
S1 S2 )
式中:h’3 ——贮砂斗高度，m； S1，S2 ——贮砂斗上口和下口
的面积。
6.贮砂室的高度h3 设采用重力排砂，池底坡度i=
6%，坡向砂斗，则
h3 h'3 0.06 l2 h'3 0.06(L 2b2 b') / 2
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池的工艺装备
1、供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝 气池供气联合进行或独立进行。
2、排砂设备、集油ห้องสมุดไป่ตู้备：曝气沉砂池的排砂一般采 用排砂泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸 砂泵和撇油设备通常置于行车上。
3、砂水和油水分离设备：从沉砂池排出的砂水和油 水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水 分离器对其分别进行处置。
使用曝气沉砂池能够在一定程度上克服上述缺点。 由于曝气的作用，废水中的有机颗粒经常处于悬
浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂 粒上附着的有机污染物能够去除，有利于获得较 为纯净的砂粒（有机物约5%）。
曝气沉砂池的特点：
《水污染控制工程》 第二章
沉砂中含有机物的量低于5%； 由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、 防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的 分离等作用。
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池的设计参数
水平流速v一般取0.08~0.12m/s。
停留时间t为2~4min；雨天最大流量时为1~3 min。如作为预 曝气，停留时间为10~30min。
池的有效水深H为2~3m，池宽与池深比B/H为1~1.5，池的长 宽比L/B可达5，当L/B大于5时，应考虑设置横向挡板。
曝气沉砂池的构造：
是一个长形渠道，池断面呈矩形； 沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约 0.6~0.9m处设置曝气装置；
在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的 坡度，
以保证砂粒滑入砂槽； 为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在 设置曝气装置的一侧装设挡板。
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池
《水污染控制工程》 第二章
第三节 沉 砂 池
沉砂池 的作用
沉砂池的 工作原理
沉砂池的 几种形式
《水污染控制工程》 第二章
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
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
《水污染控制工程》 第二章
平流式沉砂池的设计参数
vmax为0.3m/s， vmin为0.15m/s； 停留时间t不少于30s，一般为30~60s；
有效水深h2应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m， 池宽b不小于0.6m；
池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时， 可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。
4.贮砂斗所需容积V
Q X T 86400 V max
kz 1000
式中: X——城市污水的沉砂量,
一般采用0.03Lm3/ (m3污水）;
T——排砂时间的间隔,d; kz ——生活污水流量的总
变化系数。
平 流 式 沉 砂 池 的《水计污染控算制工程公》 第式二章
5.贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗
平 流 式 沉 砂 池 的《水计污染控算制工程公》 第式二章
1.长度L
L vt
式中：v——最大设计流量时
的速度，m/s；
t——最大设计流量时
的停留时间, s。
2.水流断面面积A
A Qm ax / v
式中：Qmax——最大设计流 量，m3/s。
3.池总宽度b
b A/ h2
式中： h2——设计有效水深。
《水污染控制工程》 第二章
平流式沉砂池设计计算
选择设计参数：Qmax、Qmin、 vmax、t、h2、沉砂量X=0.03L/m3 污水、T、α=60°、b1、b′、h1、池底坡度i
L vt
A Qm ax / v
b A/ h2
Q X T 86400 V max
kz 1000
h h1 h2 h3
7.池总高度h
h h1 h2 h3
式中: h1——超高，m； h2——有效水深,m; h3——贮砂室高度,m。
8.核算最小流速vmin
vmin Qmin / n1 Amin
式中:Qmin ——设计最小流量， m3/s；
n1——最小流量时工作
的沉砂池数目;
Amin ——最小流量时沉砂
池中的水 流断面 面积，m2。
城市污水的沉砂量可按每m3污水沉砂0.03L计算，其含水率约为 60%，容重约1500kg/m3。 贮砂斗的容积应按2d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。
平流式沉砂池
《水污染控制工程》 第二章
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。
《水污染控制工程》 第二章
平流式沉砂池实例示意图
《水污染控制工程》 第二章
曝气式沉砂池
《水污染控制工程》 第二章 曝气沉砂池实景
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池
普通沉砂池的最大缺点是在其截留的沉砂中夹杂 有约15%的有机物，有机物易腐化，使砂粒的后 续处理困难，而且对被少量有机物包覆的砂粒截 留效果也不高。
挡板
曝气管
集砂槽
《水污染控制工程》 第二章
曝气沉砂池的工作原理
污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平 流动（一般流速0.1m/s），同时在池的横断面上 产生旋转流动（旋转流速0.4m/s ），整个池内水 流产生螺旋状前进的流动形式。
由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬 浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲 刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除， 沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有5% 左右，长期搁置也不至于腐化。