沉砂池与沉淀池污水处理

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2.沉淀区
沉淀区的高度一般约3～4m，平流式沉淀池中应减少 紊动性，提高稳定性。 提高稳定性方法：降低水力半径R，措施是加隔板，使平流 式沉淀池L/B>4, L/H>10，每格宽度应在3～8m不宜大于 15m。
1 2
图 7-9 穿孔墙
图 7-10 出水口布置
1-出水堰 2-非淹没式孔口
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式中：V为上升流速0.5～1.0mm/s t为沉淀时间，1.0～1.5h 5. 喇叭口距反射板之间的缝隙高度
q max h3 V1 d1
式中：V1为出流速度， d1为喇叭口直径
≤40mm/s
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6．污泥量W(m3)，其计算同平流式 7．污泥区容积
V = V圆锥
h5
3
(R 2 Rr + r2 )(m 3 )
A Q
q
（4-
32） 选定表面负荷（2.5~3.0mm/s），计算得到面积A 。 2．沉淀池总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 （4-33） 式中：h1为超高0.3m，h2为清水层高度1.2m h3为自身高度0.866m，h4为配水区高度 1.5m h5为污泥斗高度0.8m 返回目录
三、竖流式沉淀池
任务二：课程导入
复习提问 ：城市污水处理系统构成
一级处理 （物理处理）
进水
二级处理 （生物处理）
鼓风机 初沉池 生物池
内回流 污泥回流 沼气利用 剩余污泥
二沉池
出水
格栅
沉砂池
处置
脱水车间 后浓缩池 返回目录
污泥消化池 预浓缩池
2
第三章 第三节 沉砂池与沉淀池 污水处理
一、 沉砂池
1、原理与作用：沉砂池是以重力分离为基础，将进入
沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，
而有机悬浮颗粒随水流带走，从而实现去除污中砂粒、砾
石等比重较大颗粒的目的。 作用：分离比重较大的无机颗粒；减轻磨损；减轻沉 淀池的负荷.
2、位置：泵站、倒虹管、或初沉池前 3、类型：
平流式沉砂池，曝气沉砂池，多尔沉砂池，钟式沉砂池.
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栏杆 闸板 闸槽
抓斗
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3.设计参数
（1）Q设计 污水重力自流进入污水厂，按Qmax设计 污水由泵提升进入，按泵房最大组合流量设计 平流沉砂池结构如图4-26，它具有截留无机颗粒效果 较好，工作稳 定，构造简单，排沉砂方便等优点。
（2）vmax =0.3m/s, vmin=0.15m/s 使无机颗粒下沉，而有
桁架
排泥总管 进水
图 7-13 普通辐射式沉淀池工艺图
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桁架
2
h
3
1
4
排泥总管 进水
图 7-14 静水压力排泥示意图
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二、设计参数
1.沉淀时间t 2.表面负荷q（m3/m2.h） 3. Qmax 4. H有效≤4m 设计要求 1. D/H有效=6～12m 2.池底坡度 3.机械刮泥、静水压力排泥 （圆形） 无机械刮泥、静水压力排泥 （正方形） 4.进、出水有三种布置方式 (1)中心进水，周边出水：辐流式 (2)周边进水，中心出水：向心式 (3)周边进水，周边出水 5.刮泥机旋转角度：1～1.5m/min （周边线速） 6.穿孔挡板开孔面积为挡板处池断面面积的10～20%
二、 曝气沉砂池 1、作用过程与原理： 过程：在沉砂池中通入空气，使砂粒互相 磨擦，并承受剪切力，使砂粒或砂团吸附
夹杂的有机物进入水中，使沉砂中有机物
含量<10%，称为清洁砂。
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h1
1 H 2 =0.1 0.5
3
图 7-27 曝气沉砂池剖面图
1-压缩空气管；2-空气扩散板；3-集砂槽
(1)进水的惯性作用；
(2)出水堰产生的水流抽吸； (3)较冷或较重的进水产生的异重流； (4)风浪引起的短流； (5)池内存在的导流壁和刮泥设施等
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平流沉淀池的工艺设计 设计平流沉淀池的主要控制指标是表 面负荷或停留时间。应根据原水水质、沉 淀水质要求、水温等设计资料、运行经验 确定。停留时间一般采用1～3h。华东地区 水源一般采用1～2h。低温低浊水源停留时
h4
3
(R 2 Rr1 r12 )(m3 )
5.总高度（H）和周边处的高度（Hˊ）
H = h1 h2 h3 h4 h5 (m)
其中：h1为超高，h2为有效水深，h3为缓冲高度层， h4为底坡落差，h5为污泥斗高度。
H = h1 h2 h3 (m)
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6、设计计算 例题： 已知某市最大污水设计流量为Q=2450m3/h。
排沙管 带变速箱的电动机 压缩空气 输送管 传动齿轮 流出口 流入口 转动轴 转盘与叶片
沉砂 部分
砂 斗
45°
砂提升管
图 7-28 钟式沉淀池工艺图
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第三章第四节 初 沉 池
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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
3.出水区 溢流堰（施工难），淹没孔口（容易找平）。 孔口流速宜为0.6～0.4m/s，孔径20～30mm，孔 口在水面下15cm，水流应自由跌落到出水渠。 为了不使流线过于集中，应尽量增加出水堰的 长度，降低流量负荷。
出水支渠 出水支渠
图 7-11 增加出水堰长度的措施
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4.存泥区及排泥措施 1)泥斗排泥：下设有排泥管，多斗形式，可省去机械 刮泥设备（池容不大时）
480
D=200
D=200
1-1剖面
1 2 1
2
图 7-26 平流沉砂池工艺图
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480
平流式沉 砂 池
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二、平流式沉砂池
1、构造：入流渠、出流渠、闸板、水流部分、 沉砂斗、排砂管。
2、排砂装置（排砂管直径不小于200mm）
（1）重力排砂：排砂管、排砂罐
（2）机械排砂：单口泵吸式排砂、链板刮砂与
间往往超过2h。
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各参数间关系
L t
H u0 t
Q u0 q0 A
(4-24)
(4-28) (4-29)
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平流式沉淀池的放空排泥管直径，根据水力学 中变水头放空容器公式计算：
0.7 BLH 0.5 d T
（4-30）
当渠道底坡度为零时，渠道起端水深可根据下式计算 ：
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水力旋流器与螺旋洗砂机
砂水分离器利用水力旋流器与螺旋洗砂机将沉砂池、曝气沉砂池 沉淀的砂水进行分离。
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4、特点 优点：它具有截留无机颗粒效果较好， 工作稳定，构造简单，排沉砂方便等优点。 缺点：沉砂中夹杂着15%的有机物，使 得沉砂的后续处理难度增加。
改进：可采用曝气沉砂池
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竖流式沉淀池：有圆形、正方形的。为了池内水流分布 均匀，池经一般采用4～4m，不大于10m，沉淀区拄形， 污泥斗倒锥形。
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4.6.1设计要求
1. D/H有效≤3，否则水流将变成辐流式 2. 中心管下口应设喇叭口和反射板 反射板距底泥面· 喇叭口与反射板的设计应按图 要求 ≥0.3m 喇叭口下端距反射板之间的间隙高度 H3=0.25～0.5mm 3. 排泥管下端距池底 排泥管上端超出水面4.浮渣 挡板距 集水槽0.25～0.50m 浮渣挡板高出水面：0.15～0.20m 浮渣挡板淹没水深：0.3～0.4m
2、设计计算 例题： 已知某市最大污水设计流量为Q=0.8m3/s 求
曝气沉砂池的各部分尺寸。
注：停留时间 T 取 2分钟
水平前进流速取 0.1m/s 有效水深为 2米 分格数为 2
返回目录Hale Waihona Puke Baidu
钟式沉砂池
1984年由英国提出，钟式沉砂池是利用机械力控制水 流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的 沉砂装置。调整转速，可达到最佳沉砂效果。
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三、设计计算
1.每座沉淀池表面积A1与池径 Q max D 2
A1
D=
qn
4A1
(m )

(m)
2.有效水深h2
h 2 q0 t
3.污泥量W （与平流式相同） 4.污泥区容积
V = V斗 V锥
V斗
h5
3
(r12 r1r2 r2 2 )(m3 )
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V锥
2)穿孔管排泥：需存泥区，池底水平略有坡度以便放 空。 3) 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度，适用 于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半地下 式时，用泥泵抽吸。 4)还有一种单口扫描式吸泥机，无需成排的吸口和吸 管装置。沿着横向往复行走吸泥。
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5、影响平流式沉淀池沉淀效果的因素 主要为短流的影响，产生的原因有：
设计人口N=34万人，采用机械刮泥， 试计算
沉辐流初沉池的直径和有效水深。
注：表面负荷q = 2（m3/m2.h）
沉淀时间 T 取 1.5小时 污泥在斗内储存时间为4小时 池子数为 2
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任务二：课程导入
思考题
1.简述曝气沉砂池的工作原理 2.辐流式沉淀池的构造
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Ⅱ-Ⅱ剖面
图 7-12 斜管沉淀池示意 返回目录
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 ）
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设计计算 1.沉淀池面积A
式中：为上部半径，为下部半径
要求：V> W 8．总高度H
H = h1 h2 h3 h 4 h5
式中：h1为超高，h2为有效水深，h3为缝隙高度 h4为缓冲层高度，h5为圆锥高度
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四、 幅流式沉淀池
1、外型与构造： 辐流式沉淀池 （圆形、正方形）直径6～60m池内水深1.5～ 3.0m,机械排泥,池底坡度不小于0.05 。为使布水均匀,设穿 孔挡板,穿孔率10％～20％.
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设计计算 1.中心管面积与直径
q max 2 f1 (m ) V0
d0 4f1 (m)

2。沉淀区的面积
q max 2 f2 (m ) V
3.沉淀池的总面积A和池径D
A = f1 f2
D= 4A

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40mm / s
4．沉淀区的有效水深（中心管喇叭口出水面高度）
h2 V t 3600(m)
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工作原理： 压缩空气经空气管和空气扩散装置释放到 水中，上升的气流使池内水流作旋流运动，
无机颗粒之间的互相碰撞与磨擦机会增加，
把表面附着的有机物淘洗下来，由于旋流产
生的离心力，把密度较大的无机颗粒甩向外
层而下沉，相对密度较轻的有机物始终处于
悬浮状态，当旋至水流的中心部位时随水带
走。
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H 1.733 Q gB 2
（4-31）
式中Q—沉淀池的流量，m3/s；
g—重力加速度9.81m/s2；
返回目录 B—渠道宽度，m。
4.5 斜管沉淀池
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
斜管区 配水区 穿孔排泥管 积泥区
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
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二、平流沉淀池的基本结构
构造组成：进水区、沉淀区、存泥区、出水区、污泥区5 部分。 1.进水区 作用：使流量均匀分布在进水截面上，尽量减少扰动。 做法：使水流从絮凝池直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水 流均匀分布在沉淀池的整个断面上。
机颗粒不会下沉
（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"
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（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