旋流式沉砂池说明书

1.沉砂池

1.1简介

沉砂池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等），沉砂池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。

沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去，若按生物除磷设计的污水厂，为保证除磷效果，一般不采用采用曝气沉砂池。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力来控制流态和流速，主要优点是占地面积小，沉砂效果受水量变化影响很小，砂水分离效果好，分离出的砂子含水率低率，有机物含量少，便于运输。

鉴于本次设计中设计水量较小，流量波动对平流式沉砂池的影响较大，故不采用，而又不足以满足曝气沉砂池最小的水深要求，因此采用旋流式沉砂池。但应当注意，细格栅的栅距应当尽量的小，以防止布条等物体的带入对叶轮以及提砂泵等装置造成影响。

旋流式沉砂池为一种涡流式沉砂池，由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂提升管、排砂管、电动机和变速箱等组成。污水由流入口沿切线方向流入沉砂区，利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片旋转，在离心力的作用下，污水中密度大的砂砾被甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被留在无水肿。调整转速，可达到最佳沉砂效果。沉砂用压缩空气经提升管、排砂管清洗后排除。清洗水回流至沉砂区。

1.2工艺设计

沉砂池：污水进入沉砂池前先经过细格栅处理，设两座沉砂池，一用一备。污水经过沉砂池处理去除的砂质，用砂泵（两台互为备用）送入砂水分离器，脱水后的沙子装进储砂箱。

2.沉砂池设计中，必需按照下列原则：

（1）城市污水厂一般应设置沉沙池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。

（2）设计流量应按分期建设考虑：

a) 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

b)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；

c) 合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。

（4）城市污水的沉砂量可按每10万立方米污水沉砂量为30立方米计算，其含水率为60%，容量为1500kg/立方米。

（5）贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。

（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m 。

（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

3.旋流式沉砂池设计

3.1 设计要点

（1）水力表面负荷约q为150~200m3/（m2·h）

（2）最大设计流量的停留时间不小于30s

（3）有效水深1~2m，池径与池深比为2.0~2.5

（4）进水渠道流速：在最大流量的40%~80%的情况下为0.6~0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s，在最大流量时不大于1.2m/s

（5）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于4.5m

（6）出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到除砂的目的。

3.2 设计参数

（1）沉砂池座数：2座

（2）设计流量：Q = 5000m 3/d = 0.058 m 3/S

Qmax=0.10092 m 3/s ≈0.101 m 3/s

（3）进水流速：v 1 = 0.7 m/s

（4）表面负荷：q=200 m 3/（m 2·h ）

（5）水力停留时间：t=35s

（6）排砂时间间隔T=2d

（7）城市污水含砂量：X=30 m 3 / 106 m 3

3.3设计计算

3.3.1 沉砂池的直径 D = π

q Q 3600max 4⨯ 式中：D ——沉砂池的直径 , m

Qmax —— 设计最大水量，m 3/s

q —— 水力表面负荷 ，m 3/（m 2·h ）

则 D=π

⨯⨯⨯2003600101.04= 1.52m ，设计中取 2.14m 3.3.2 沉砂池有效水深

h 2= π

2max D 4t Q 式中：h 2 ——沉砂池有效水深 ， m

t —— 水力停留时间 ， s

则 h 2= π

⨯⨯⨯214.235101.04=0.98 m 3.3.3 沉砂室的沉沙量 V = 610

XT Q 式中：V —— 沉沙量 ，m 3

Q —— 设计流量 ，m 3/d

X —— 城市污水含砂量 ， m 3

T —— 排砂时间间隔 ， d

则 V = 6

102500030⨯⨯= 0.3 m 3 3.3.4 沉砂斗容积 V`=()

2225412141r dr d h h d ---ππ 式中：V` —— 沉砂斗容积 , m 3

h 3 —— 沉砂池缓冲层高度 ，0.33m

h 4 —— 沉砂斗圆柱体高度 ,1.2 m

h 5 —— 沉砂池圆台体高度 ,0.50 m

d —— 沉砂斗上口径 ， 1.0m

r —— 沉砂斗下口径 , 0.3m

其中 ， h 3=()︒-30tan d 2

1D = 0.5（2.14-1.0）︒30tan = 0.33m h 5=()︒-55tan r 2

1d = 0.5（1.0-0.3）︒55tan =0.50m 则V=()

23.0-3.01-15.0121-2.1141⨯⨯⨯⨯⨯⨯ππ=0.86 m 3 > 0.6 m 3

大于两日尘沙量 ，故 合格

3.3.5 沉砂池总高

H = h 1 + h 2 + h 3 + h 4 + h 5

式中：H —— 沉砂池总高 ， m

h 1 —— 超高 ，一般采用 0.3~0.5m , 取 0.3m

则H = 0.3+0.98+ 0.33+1.2+0.5=3.31m

3.3.6 进水渠道

进水渠与旋流式沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度

渠宽 ： B 1 = h

v Q 1 式中：B 1 —— 渠宽 ，m

h —— 进水渠深 ， 0.6m （有效水深，渠道深0.8）

v 1 —— 进水流速 ，0.7m/s