2022年沉淀池设计方案参数 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 2 . 4沉淀池平流式沉淀池 竖流式沉淀池辐流式沉淀池 斜板 管 沉淀池以上三节争论了不同类型的悬浮物在静置状态下的沉淀过 程；本节将争论工程实际采纳的连续流的沉淀池；沉淀池的形式按池内水流方向的不同,可分为平流式、竖 流式,辐流式和斜流式四种；一、平流式沉淀池 一 构造 图 2.14 为设有链带式刮泥机械的平流式沉淀池；水通过 进水槽和孔口流入池内,左挡板作用下,在池子澄清区的半高处 匀称地分布在整个宽度上；水在澄清区内慢慢流淌,水中悬浮物 逐步沉向池底；沉淀池末端设有溢流堰和出水槽,澄清区出水溢 过堰口,通过出水槽排出池外；如水中有浮渣,堰

2、口前需设挡板 及浮渣收集设备；在沉淀池前端设有污泥斗,池底污泥在刮泥机 的慢慢推动下刮入污泥斗内；开启排泥管上的闸阀,在静水压力 1.5 2M 水头 的作用下,斗中污泥由排泥管排出池外；排泥管名师归纳总结 管径采纳200 毫 M,以防堵塞；池底坡度采纳0.01-0.02,倾向第 1 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 污泥斗；如池子个数较多,也可装设一台公用的刮泥车,轮番在各个池面的铁轨上缓慢移动,进行刮泥操作,将泥刮到污泥斗中,再用砂泵或靠静水压力排出池外 图 2.15 ； 图 2.16为上海市政设计院设计的自动连续吸泥车,沿池壁上导轨

3、来回移动,速度约 1M/ 分,跨度 10M；吸泥车下部桁架浸在水面下,桁架底安装刮泥板和吸泥扁口管,吸泥口接吸泥虹吸管引到池外排泥沟,虹吸管的启动可用真空泵或水射器；如沉渣比重大,含水率低,流淌性差,不能靠静水压力排泥 , 如冶金工业生产污水中的铁渣、煤屑等,可利用电动单轨抓斗来清除沉渣,如 图 2.17 所示；有些给水沉淀池底部 采纳很多条穿孔排泥管,靠静水压力排泥 图 2.18 ；穿孔排泥管长度在 15M 以内为宜,管径 150 一 200 毫 M,工作宽度为 1.5 2M如池底做成水平 ,孔眼直径 15 25 毫 M,在平底上孔眼与断面中轴线成45 60 交叉排列,在集泥斗内,孔眼就用垂

4、直方向布置,孔眼流速4 5M/ 秒,孔眼总面积/ 管子截面积 0.6 0.8 ；为防止穿孔排泥管堵塞,应设高压水冲泥装置；如沉淀池体积不大,底部也可做成很多污泥斗 图2.19 ,斗的坡度采纳45 50 ,这样可省去排泥机械；每个污泥斗应单独设一根排泥管,不能多斗合用一根；对于城市污水厂的沉砂池,只要求去除污水中的无机悬浮 物,如砂粒,炉渣等,让有机性悬浮物在后续的沉淀池中去除,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 因此沉砂池中的沉渣较密实,需要用射流器或用螺旋推动器排 渣,如 图 2.20 、 2.21 所示；总之 ,

5、 要使沉淀池发挥正常功效,必需重视排泥通畅的问 题,要针对沉渣的特性正确挑选排泥方法及设备,否就将使沉淀 池的运行恶化；例如有机性污泥由于排泥不畅,在池底产生厌气 发酵漂浮起来,或者大量沉渣堵塞排泥管道,迫使沉淀池停产；另外,要尽可能使污泥浓稠,以削减污泥脱水,干化工作的负 担,污泥含水率与污泥性质、排泥周期及排泥方法有关；例如对城市污水的污泥,夏季时每天排泥一到二次,含水率达 9798,冬季时可二、三天排泥一次,污泥在斗内浓缩,含水率可 达 95 96；沉淀池的进水装置应尽可能使进水匀称地分布在整个池子 的横断面,以免造成股流,要削减紊流对沉淀产生的不利影响,削减死水区,提高沉淀池的容积利用

6、系数 2 ； 其测定方法见本节一、进水装置除了如图 2.14所示之外,仍有图 2.22的做法；水平挡板大致在1/2 池深处；给水沉淀池的进水装置较多采纳的是在沉淀池进口处设一穿孔墙,靠增大阻力的方法使进水匀称,但孔口流速宜掌握小于5 厘 M/秒,最下一排孔应高于积泥区0.5M ,以免冲起积泥（图2.23 ）；要着重指出的是,在混凝沉淀处理中,经过反应后的矾花名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 进入沉淀池时,要尽量防止被紊流打碎,否就将显著降低沉淀效 果；因此,反应池与沉淀池之间不宜用管渠相连,应当使水流经 过反应后缓

7、慢、匀称地直接进入沉淀池；沉淀池的出水装置常用堰口出流；如出水堰长度较大,施 工时平顶堰很难保证完全水可做成由直角三角堰构成的锯齿形堰 口,齿深常用 5 厘 M,齿距 20 厘 M左右 图 2.24a ；沉淀池出水堰的长度应掌握在单位长度上的出水量小于100 一 450M3/M、日 与水质有关 ；如堰长超过池宽,可将出水堰布置成图2.24b , c 所示；平流式沉砂池也是一种沉淀池,它的作用是除去城市污水 中的砂粒、煤渣、果核等,以提高后续的沉淀池中污泥的肥料价 值和便以输送；因此沉砂池中只期望沉下砂粒等无机物,不期望有机物沉下,这可以通过掌握沉砂池中的流速大于0.15M/ 秒,小于 0.3M

8、/ 秒来达到；污水在沉砂池中的停留时间取 0.5 1 分钟；沉砂池宜分成二格或三格,依据污水流量的变化调整使用的格数,以满意所要求的流速；如流量较小,只需一格,也要另加一格,交替使用；平流式沉砂池见图 2.25所示；近年来国外较多应用曝气沉砂池 下图 ,在池的一侧通入压缩空气 , 使污水在池中旋流前进；通过调剂空气量,可以掌握污 水的旋流速度,提高除砂率,削减沉渣中挟带的有机物,无需调 节流速的其他措施；同时,对污水仍起了预曝气作用,改善了运行条件；空气量应保证池中污水的旋流速度在0.25 0.4M/ 秒,名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - -

9、 - - - - - - 一般为 0.3M/ 秒；有效水深2 3M；污水在池内的前进速度在0.01 0.1M/ 秒之间,停留时间1.5 3.0分钟；所需空气量为2 3M 3/M2池表面积； 二 运算为了便于说明平流式沉淀池的工作原理,假定：1 进出水匀称分布在整个横断面；沉淀池中各过水断面上各点的流速均相同； 2 悬浮物在沉降过程中以等速下沉；3 悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度；4 悬浮物落到池底,就被认为除去了；上述沉淀池称为抱负沉淀池；抱负沉淀池中 图 2.27 ,每个颗粒一面对前流,一面对名师归纳总结 下沉,其运动轨迹是向下倾斜的直线；沉速u0 的颗粒可全部被第 5 页,共 1

10、7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 除去,沉速u0 的颗粒只能部分被除去；例如沉速=u 1 的颗粒被除去的比例为Hh/H ,或 u1/u0；由于 u 0t0=H, =HA=Qt0,所以即 2.8式中 沉淀池容积M3 ；3/M2 时 ；A池表面积M2 ；MQ进水流量M3/ 时 ；q0过流率、或称表面负荷通过静置沉淀试验,依据要求达到的沉淀效率,求出颗粒截留速度 u 0后,也就得到沉淀地的过流率了；不过两者应取相同的单位,例如,u 0 M/时, q 0 M 3/M 2 时；实际沉淀池中,断面上各点的流速分布是很不匀称的,图2.27 中的 只是理论平均流

11、速,水在池中的实际停留时间要比理论停留时间 /Q 短；由于紊流的影响 池中水流的 Re 值一般大于 500 ,悬浮颗粒的实际沉速要比抱负的沉速小；另外,当进水悬浮物浓度较高,密度比池中水较大,进入池中后,会由于密度差而形成异重流,池中上层水基本上不淀动,加上水温温差,风吹等因素的影响,在应用静置沉淀试验结果时,应当加以修正；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 修正范畴与水的性质、悬浮物性质、池子尺寸比例等因素有关；一般可实行：2.9 2.10必需指出,式 2.9 中的 u0 或 q0,在絮凝沉降过程中沉淀 柱水深与设

12、计水深一样时才成立,式 2.10 中理论停留时间 t 0,不论是自由沉降,仍是絮凝沉障,沉淀柱水深与设计水深一样才 能采纳；如无静置沉淀试验数据,可按表 2.2选定沉淀时间及表面负荷来运算沉淀池的长、宽、高；平流式沉淀池的长与宽之比应 大于 4,宽度宣参照排泥机械的定型尺寸选定；污泥区的运算,应依据污泥量及污泥储存时间打算；污泥 区容积为：式中 Q每日水量M3/ 日 ；名师归纳总结 p污泥含水率 ；第 7 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C0, C1进、出水中的悬浮物浓度 公斤 /M3 ；r 污泥容量 公斤 /M 3 ,当污泥主要为有

13、机物,且含水率很大时,可近似地取 1000 公斤 /M 3；T排泥间隔时间 日 ；污泥区与澄清区之间应有一个缓冲水层；某深度可取0.3 0.5M ,以减轻水流对存泥的搅动,也为存泥留有余地；沉淀池的个数宜在两个以上；水流在沉淀池内的实际停留时间的测定如下：在进口处极短时间t 内投入克Cl- 用食盐溶液投入,Cl- 起示踪剂的作t用 ,并测定在不同时间t 沉淀池出水中的Cl- 浓度 C,以时间为横坐标,浓度C 为纵坐标,可以画出如图2.28中 Cl- 浓度曲线；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由于原水中Cl- 浓度

14、为 C1,所以在t2 时间内,浓度超过C1 的部分都是由于进口处加的食盐产生的,浓度C C1 这条直线和浓度曲线间的面积外形代表了 W克 C1- 逐步流过池子的实际情形,即面积 A 代表了 W克 C1- ；假如从面积 A 中取出微小面积 a,它的横坐标为 t ,那么,在进入池子的流量中,有 a/A 100%的流量,它的实际停留时间为 t ；利用数学道理,把面积 A 分成很多微小面积 a,把得到的很多 a 和相应的 t 相乘后加起来,再用面积 A 除,就可以求出面积 A 的重心的横坐标,如图中所示的 t a；由 a 所代表的流量关系,可以得出这些 a/A 100%的流量,它们的平均实际停留时间应

15、当是ta ；假如这个池子的理论停留时间为 T,它相应于图中的横坐标应为了 T+t 1,就面积所代表的 W克 Cl- 应当在 T 时间,在 t 内流出池子,如图中虚线所示,这实际上是不存在的；为了将理论的假定和实际情形相比较,我名师归纳总结 们可以把平均的实际停留时间ta 说明为在t 时间内进入池子的流第 9 页,共 17 页量,假想在ta时刻的t 内全部流出；实测资料说明,t0/T 3560； ta/T 表征短流程度,其值愈小,说明短流愈严峻；一般把t a/T 的比值称为池子的容积利用系数；t2/t1 的比值称为池子的水流扩散系数,一般为1.5 3 倍；- - - - - - -精选学习资料

16、- - - - - - - - - 二、竖流式沉淀池图 2.30 为圆形竖流式沉淀池；水由中心管的下口流入池中,通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上,慢慢向上流淌；沉速超过上升流速的颗粒就向下沉降到污泥斗 中,澄清后的水由池四周的堰口溢出池外；污泥斗倾斜角45 60 ,排泥管直径 200 毫 M, 排泥静水压为 1.5 2M,可不必装设排泥机械；竖流式沉淀池也可做成方形,相邻池子可合用池壁,这样布置较为紧凑；竖流式沉淀池的单池容量小,当水量较大时,个数太多,因此不宜采纳；竖流式沉淀池的直径与沉淀区的深度 中心管下口和堰口的间距 的比值不宜超过 3, 使水流较稳固和接近竖流；直径不超过 1

17、0M；沉淀池中心管内流速不大于30 毫 M/秒,反射板距中名师归纳总结 心管口采纳0.3 0.5M , 图 2.31；第 10 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 沉淀区的上升流速v 不能大于设计的颗粒截留速度u 设；后者通过静置沉淀试验确定u o后求得；如无试验资料,对于生活污水, v 一般可采纳0.3 0.5 毫 M/秒,沉淀时间1.5 2.0小时；三、辐流式沉淀池 甲 中心进水的辐流式沉淀池 一 构造名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2.32为辐流

18、式沉淀池；池子的直径较大,般20 30M 以上,适用于大水厂；水由中心管上的孔口流入,在穿孔挡 板的作用下,匀称地沿池子半径向池子四周辐射流淌；由于过水 断面不断增大,因此流速逐步变小,颗粒的沉降轨迹是向下弯的 曲线 图 2.33 ；澄清后的水,从设在池壁顶端的锯齿形堰口溢出,通过出水槽流出池外；当掌握出水堰的出水量小于100 2300M 3/ 日M,将出水槽布置成图 2.34所示辐流式沉淀池一般采纳机械排泥,刮泥机每小时旋转4 周,将污泥刮到池中去,靠静水压力或泥浆泵将污泥排走；如辐流式沉淀池直径不大,也可做成方形,采纳 4 个斗排 泥； 二 运算 辐流式沉淀池的面积按过流率设计,A Q/q

19、 设 Q/u 设；池深按停留时间设计,H u 设 t 设 ；如无静置沉淀试验资料,可 按规范选定停留时间进行设计；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 周边进水的辐流式沉淀池 当进水中悬浮物含量较大,例如活性污泥法系统中的二次沉淀池,由于进水与澄清水的密度不同,在池中会形成异重流 图 2.35 ,进水趋向池底,简单造成短路,搅起沉泥,并随着连续 排泥的底流一起排出池外；为克服这些缺点,国外显现了周边进水的向心辐流式沉淀池 图 2.36 ；进水槽设在池壁处,槽断面较大,槽底孔口较小,布水时水头缺失集中在孔口上,使布

20、水比较匀称；进水挡板下沿深化水面下约2/3处；出水槽可布置在池中心邻近,也可布置在池壁处 图 2.37 ；据报导,向心辐流式沉淀池的表面负荷可达2.5M3/M2 时,比一般幅流式沉淀池提高约一倍；表 2.2 所示为各种型式沉淀池的设计参数,可供参考；名师归纳总结 表面负荷沉淀池的设计参数竖流式表 2.2第 13 页,共 17 页平流式幅流式备注30-45 45 25-30 城市污水（M 3/M 2 日）14-22 （同左）20-25 混凝沉淀22-45 （同左）（同左）石灰软化停留时间20-24 （同左）活性污泥1.5-2.0 （同左）（同左）城市污水处理（小时）2.0-4.0 （同左）100

21、-130 给水处理堰顶溢流率300-450 300 污水初沉池（M 3/M,日）100-150 100 60-65絮凝物悬浮物40-85 50-55城市污水去除效率污泥 3-7 污泥 3-6.5 污泥 3-4 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 在城市污水处理方面,为了提高沉淀池的处理成效,采用污 水预曝气成将活性污泥系统的剩余活性污泥回流到初次沉淀池中 是很相宜的,这样可以产生生物絮凝的作用；预曝气所需空气量约 0.5M 3/M 3 污水,曝气时间 10 20 分钟；回流活性污泥的投加量介于 100 一 400 毫克 / 升；悬浮物去除率可提高到 65

22、 80, BOD5 去除率约增加15；预曝气仍可改善污水水质,有利于后续处理；剩余活性污泥回流到初次沉淀池,仍可大大压缩污泥体积 含水率可由 的处理与利用；99.2 99.5 降到 96 97 ,有利于污泥四、斜板 管 沉淀池 一 原理名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从图 2.38可见,如将水深为H 的沉淀池分隔为n 个水深为 H/n 的沉淀池,就当沉淀区长度为原沉淀区长度L 的 1/n时,就可处理与原先的沉淀池相同的水量,并达到完全相同的处理效 果；这说明,减小沉淀池的深度,可以缩短沉淀时间,因而削减 沉淀池

23、的体积,也就可以提高沉淀效率；为了让沉究竟部的污泥便于流淌排除,需要把这些浅的沉 淀区倾斜 60 ,超过污泥的休止角,因此称为斜板沉淀池；如浅沉淀区内进一步分格成蜂窝形或波纹形管 沉 淀池； 图 2.39 ,就称为斜管名师归纳总结 很小,使斜板 管 沉淀池内的水流条件,由于Re 数 中的 R第 15 页,共 17 页Re 数远小于500 ,属于层流状态而得到显著改善,不致- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 受到紊流产生的搅拌影响,而一般沉淀池内Re 数远大于500 ,因而干扰了颗粒的下沉；由式2.8, u0=q0=Q/A ,如保持沉淀效率及 u0 不变,

24、沉淀区面积A 增大 n 倍,理论上通过的水量也可增大n 倍；斜板 管 沉滤池可藉装置很多斜板来增大沉淀面积 A,形成很多浅层沉淀池,因此斜板 管 沉淀池的生产才能可以显著地提高；国内外已有不少旧池改建为斜板 管 沉淀池； 二 构造依据水流和泥流的相对方向,可将斜板 管 沉淀池分为逆向洗 异向流 ,同向流,横向流 侧向流 三种类型；逆向流为水流向上,泥流向下 图 2.40 ；同向流为水流、泥流都向下,靠集水支渠将澄清水和沉泥分开 图 2.41 ；水流在进水、出水的水压差 一般在 10 厘 M左右 推动,通过多孔调剂板 平均开孔率在40左右 ,进入集水支渠,再向上流到池子表面的出口集水系统,流出池

25、外；集水装置是同向流斜板沉淀池的关键装置之一,它既要取出清水,又不能干扰沉泥,因此,该处的水流状态必需保持稳固,不应显现流速的突变,同时在整个集水横断面上应做到匀称集水；同向流斜板的优点是：水流促进泥的向下滑动,保持板身的清洁,因而可以将斜板倾角减为 淀成效,缺点是构造上比较复杂；横向流为水流大致水平流淌,泥流向下 倾角 60 ；30 40 ,从而提高沉 图 2.42 ；斜板名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 横向流斜板水流条件比较差,板间支撑也较难于布置,在国内很少应用；逆向流斜板 管 的长度通常采纳1 1.2M ；同向流斜板长度通常采纳 22.5M ,上部倾角 30 40 ,下部倾角 60 ；为了防止污泥堵塞及斜板变形,板间垂直间距不能太小,以 80 120毫 M为宜；斜管内切圆直径不宜小于35 50 毫 M；依据这几年国内生产实践,板材不宜采纳涂树脂的纸蜂窝或木材等,宜采纳聚 丙烯塑料；给水处理用作生活饮用时,板材必需是无毒性的；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页