污水的物理处理沉淀池课件.ppt

第十章污水的物理处理 沉淀池 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 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 自流 最大时流量 提升 最大组合流量 合流制 降雨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0 03L 砂 m3 污水 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55 排砂管直径不应小于200mm 沉砂池的超高不宜小于0 3m 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 污水在池内的最大流速为0 3m s 最小流速为0 15m s 最大流量时 污水在池内的停留时间不少于30s 一般为30 60s 有效水深应不大于1 2m 一般采用0 25 1 0m 池宽不小于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 平流式沉砂池的系统参数 3 池总宽度b式中 h2 设计有效水深 4 贮砂斗所需容积V式中 X 城市污水的沉砂量 一般采用30m3 106m3污水 T 排砂时间的间隔 d kz 生活污水流量的总变化系数 平流式沉砂池的计算公式 7 池总高度h式中 h1 超高 m h2 有效水深 m h3 贮砂斗高度 m 8 核算最小流速vmin式中 qvmin 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 平流式沉砂池的计算公式 工作过程示意 实际应用 11 二 曝气沉砂池 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 曝气沉砂池的特点 曝气沉砂池的构造 曝气沉砂池是一个长形渠道 沿渠道壁一侧的整个长度上 距池底约60 90cm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 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 曝气沉砂池实景 水平流速一般取0 08 0 12m s 污水在池内的停留时间为2 4min 雨天最大流量时为1 3min 如作为预曝气 停留时间为10 30min 池的有效水深为2 3m 池宽与池深比为1 1 5 池的长宽比可达5 当池长宽比大于5时 应考虑设置横向挡板 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气 孔径为2 5 6 0mm 距池底约为0 6 0 9m 并应有调节阀门 曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角 在砂槽上方宜安装纵向挡板 进出口布置 应防止产生短流 曝气沉砂池的设计参数 水流断面A 池宽B 池长L 池容V 有效容积 在设计计算过程中 沉砂池的长 宽 深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比 以保证沉砂池内的流态为推流式 如不满足需重新调整有关尺寸 重新选择设计参数 从新进行设计计算 工艺装备 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 曝气设备 一般采用穿孔管 孔径一般为2 5mm 排砂设备 集油设备 曝气沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸 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 砂水和油水分离设备 从沉沙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 三 旋流沉砂池 污水厂的旋流沉砂池 漩流沉砂池 排砂口 螺旋砂水分离机 砂泵 第四节沉淀池 沉淀池 沉淀池 沉淀池三种流态 平流式 竖流式 辐流式 沉淀池特点与适用条件 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 沉淀池由五部分组成 缓冲区 沉淀池的运行方式 1 设计流量沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同 在合流制的污水处理系统中 当废水是自流进入沉淀池时 应按最大流量作为设计流量 当用水泵提升时 应按水泵的最大组合流量作为设计流量 在合流制系统中 应按降雨时的设计流量校核 但沉淀时间应不小于30min 2 沉淀池的只数对于城市污水厂 沉淀池的个数不应少于2只 3 沉淀池的经验设计参数对于城市污水处理厂 如无污水沉淀性能的实测资料时 可参照教材表10 8的经验参数选用 4 沉淀池的有效水深 沉淀时间与表面水力负荷的相互关系见教材表10 9 沉淀池的一般设计原则及参数 5 沉淀池的几何尺寸池超高不少于0 3m 缓冲层高采用0 3 0 5m 贮泥斗斜壁的倾角 方斗不宜小于60 圆斗不宜小于55 排泥管直径不小于200mm 6 沉淀池出水部分一般采用堰流 在堰口保持水平 出水堰的负荷 对初沉池 应不大于2 9L s m 对二次沉淀池 一般取1 5 2 9L s m 亦可采用多槽出水布置 以提高出水水质 7 贮泥斗的容积一般按不大于2d的污泥量计算 对二次沉淀池 按贮泥时间不超过2h计 8 排泥部分沉淀池一般采用静水压力排泥 静水压力数值如下 初次沉淀池不应小于14 71kPa 1 5mH2O 活性污泥法的二沉池应不小于8 83kPa 0 9mH2O 生物膜法的二沉池应不小于11 77kPa 1 2mH2O 沉淀池的一般设计原则及参数 平流沉淀池 入流装置 流出装置 沉淀区 缓冲区 污泥区 排泥装置 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 250m3 m d 锯齿形三角堰应用最普遍 水面宜位于齿高的1 2处 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 平流式沉淀池的构造及工作特点 平流式沉淀池的构造及工作特点 进水 沉淀池进口整流多采用穿孔槽外加挡板 或穿孔墙 的方法 沉淀池进水口布置形式如图示 入流装置 34 2019 12 20 35 可编辑 平流式沉淀池的构造及工作特点 出水 2019 12 20 37 可编辑 排泥方式 静水压力排泥 初次沉淀池 H 1 5m活性污泥法后二沉池 H 0 9m生物膜法后二沉池 H 1 2m 为了使池底污泥能滑入污泥斗 池底应有i 0 01 0 02的坡度 也可采用多斗式平流沉淀池 41 排泥方式 机械排泥 链带式刮泥机 行车式刮泥机 42 行车式刮泥机 3 沉淀区有效容积V1或4 沉淀池长度L式中 v 最大设计流量时的水平流速 mm s 一般不大于5mm s 5 沉淀池总宽度b 平流式沉淀池的设计 7 污泥区容积对于生活污水 污泥区的总容积V 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 平流式沉淀池的设计 平流式沉淀池的设计 9 污泥斗的容积V1式中 S1 污泥斗的上口面积 m2 S2 污泥斗的下口面积 m2 10 污泥斗以上梯形部分污泥容积V2式中 L1 梯形上底边长 m L2 梯形上底边长 m 辐流式沉淀池 辐流沉淀池 工作过程示意 实际应用 48 辐流式沉淀池剖面 中心进水 周边进水 设计参数D H一般取6 12 D 16m 池底底坡0 05 0 1 采用机械刮泥时 若D 20m 一般采用单臂中心传动刮泥机 反之采用周边传动刮泥机 刮泥机转速1 3周 h 或外周线速度 3 0m min 一般1 5m min 周边进水的沉淀效率高 起设计表面负荷可提高1倍左右 即3 4m3 m2 h 若为静水压力排泥 其设计参见p84图3 34 要求排泥槽泥面低于沉淀池水面0 3m 计算1 沉淀池表面积 座数及单池直径 A1 Qmax n q0 D 4A1 0 5 2 沉淀池有效水深 h2 q0t3 池子总高度 H h1 h2 h3 h4 h5h1为超高 取0 3m h3为缓冲层高度 无刮泥机时取0 5m 有则取0 3m H4为底坡落差 h5为泥斗高度 4 污泥区容积 按人算 W SNt 1000n S为每人每天产泥量 取0 3 0 8L N为人口数 t为二次清泥时间间隔按进出水SS浓度计算 W Qmax 24 C0 C1 100t r 100 p 5 泥斗容积 V1 h5 3 r12 r1r2 r22r1 r2为泥斗上下半径 工艺装备沉淀池的主要工艺装备为刮泥机 刮泥机的设计主要按照沉淀池的形式 尺寸 直径或宽度 以及所需的排泥方式进行 竖流式沉淀池 三 竖流式沉淀池 1 工作原理水流由下向上流动 流速为v 悬浮物沉速为u当u v时 下沉当u v时 不下沉 也不上浮当u v时 下沉颗粒在上升过程中碰撞次数增加 颗粒变大 沉速随之增大 又提高了颗粒的去除率2 构造由进水 沉淀 缓冲 污泥 出水五区以及排泥装置组成 排泥为重力排泥 55 60 水流经中心管流入 经反射板布水折向上流 中心管下口设喇叭口和反射板 3 设计参数池径一般4 7m 不宜大于8m 最大 10m 池径 有效水深 3 1中心管内流速 30mm s 反射板距泥面距离至少0 3m 喇叭口直径及高度为中心管直径的1 35倍 反射板直径为喇叭口直径的1 30倍 其反射板水平夹角为17 中心管下端至反射板表面间的间隙高0 25 0 5m缝隙中污水流速在初沉池中一般不大于30mm s 在二沉池中不大于20mm s 当D 7m时 采用周边出水 当D 7m时 应增加集水支渠 排泥管为200mm 其在初沉池中排泥三通管口的水下深度h 1 5m 对膜法污泥h 1 2m 对活性污泥h 0 9m 即与污泥性质有关 排泥管下端距池底距离小于0 2m 管上端超出水面距离大于0 4m 4 设计 1 中心管面积 直径A1 Q V0d0 4A1 0 5 2 中心管到反射板的高度H3 Q V1 d1 3 有效水深H2 vt 4 沉淀区面积A2 Q V 5 沉淀池总面积池径A A1 A2R 4A 0 5 6 总高H H1 H2 H3 H4 H5 7 污泥斗容积V1 H5 R2 Rr r2 3 斜流式沉淀池 1 浅层原理 增大面积 可减小u0u0 Q AQ不变A u0 提高效率减小深度 可缩短时间u0 h tU0不变h t 可减小体积如果将沉降区高度分隔为n层 即n个高度为h H n的浅层沉降单元 那末在Q不变的条件下 颗粒的沉降深度由H减小到H n 从而使沉降效率E提高 比原来增大了n倍 显然 分隔的浅层数愈多 E值提高愈多 这就是浅层理论 2 斜流式沉淀池的构造 斜流式沉淀池具有沉淀效率高 停留时间短 占地少等优点 在给水处理中得到比较广泛的应用 在废水处理中应用不普遍 在选矿水尾矿浆的浓缩 炼油厂含油废水的隔油等方面已有较成功的经验 在印染废水处理和城市污水处理中也有应用 斜流式沉淀池在废水处理中的应用 1 异向流异向流基本参数 60度 L 1 1 2m板间距50 150mm清水区0 5 1 0m布水区0 5 1 0mu0 0 2 0 4mm s v 3mm