沉砂池与沉淀池污水处理

水污染控制技术 2 任务二 课程导入 复习提问 城市污水处理系统构成 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 平流式沉砂池 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 链板刮砂与抓斗 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 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55 60 6 超高 0 3m 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 水力旋流器与螺旋洗砂机 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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间往往超过2h 各参数间关系 4 24 4 28 4 29 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 4 30 当渠道底坡度为零时 渠道起端水深可根据下式计算 4 31 式中Q 沉淀池的流量 m3 s g 重力加速度9 81m s2 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 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 设计计算1 沉淀池面积A 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 2mh3为自身高度0 866m h4为配水区高度1 5mh5为污泥斗高度0 8m 三 竖流式沉淀池竖流式沉淀池 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 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 5mm3 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 设计计算1 中心管面积与直径2 沉淀区的面积3 沉淀池的总面积A和池径D 4 沉淀区的有效水深 中心管喇叭口出水面高度 式中 V为上升流速0 5 1 0mm st为沉淀时间 1 0 1 5h5 喇叭口距反射板之间的缝隙高度式中 V1为出流速度 d1为喇叭口直径 40mm s 6 污泥量W m3 其计算同平流式7 污泥区容积式中 为上部半径 为下部半径要求 V W8 总高度H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 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 二 设计参数1 沉淀时间t2 表面负荷q m3 m2 h 3 Qmax4 H有效 4m设计要求1 D H有效 6 12m2 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 三 设计计算1 每座沉淀池表面积A1与池径D2 有效水深h23 污泥量W 与平流式相同 4 污泥区容积 5 总高度 H 和周边处的高度 H 其中 h1为超高 h2为有效水深 h3为缓冲高度