3第三章-重力沉降法解析

第三章重力沉降法本章内容概述自由沉淀基础理论志向沉淀池沉砂池平流，曝气，旋流沉淀池平流，竖流，辐流重力沉降法：

在重力作用下，利用悬浮颗粒和水的密度差，使悬浮颗粒从水中去除。三级处理出水（排放/再用）废水格栅沉砂池沉淀池垃圾处理沉渣处理生物曝气池/生物滤池二次沉淀池一级处理出水（排放/灌溉）污泥消化池/其它处理设备浓缩池回流污泥二级处理出水（排放/灌溉）混凝/过滤/离子交换/消毒等沉渣处理一级处理二级处理三级处理城市污水典型处理流程图砂粒等无机颗粒悬浮有机物生物膜/活性污泥浓缩污泥

重力沉降基本分类浓度密度絮凝性自由沉降低不变无/弱絮凝沉降中等（50-500mg/L)强拥挤沉降（成层沉淀/区域沉淀）很高(>5，000mg/L)强压缩沉降特高二沉池的后期沉砂池、初沉池初期

初沉池后期、二沉池初期浓缩池

自由沉淀基础理论浮力F2重力F1摩擦力F3--d:颗粒直径--ρ：颗粒密度,kg/m3--ρL:水的密度--λ:

阻力系数--g:重力加速度,9.8m/s2--A：颗粒在沉淀方向上的投影面积,π

d2/4--u:沉淀速度,m/sRe:颗粒绕流雷诺数µ：液体黏度t0:u=0t0<te:加速下沉t0=te:

Stokes公式依据牛顿其次定律：例题：假设油珠d=50μm，ρ=800kg/m3,计算其在20°C水中的上浮速度(水粘度μ=0.11101Pa.S)校核雷诺数Re:志向沉淀池工作原理假设：沉淀区过水断面上各点的水流速度相同(ν)颗粒匀速下沉(u)颗粒匀整分布颗粒已经沉到池底即被认为去除(即颗粒沉到水底后不再重新浮起)进口区出口区污泥区理想沉淀池示意图沉淀区QQLHvu0u>u0u<u0有效水深(m)进水流量(m3/s)进口区出口区污泥区理想沉淀池示意图沉淀区QQL(沉淀区长度,m)H(有效水深，m)进水流量(m3/s)B(沉淀区宽度,m)u0vu1hu<u0:假设沉速为u1的颗粒占全部颗粒的dx(%)

→(h/H)dx被去除(x0:u<u0的颗粒占全部悬浮颗粒的百分数)去除效率：q:沉淀池的表面负荷或过流率—单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。对于絮凝沉降:颗粒间并聚变大或ρs增大,u也随之增大。其运动轨迹发生变更：进口区出流区污泥区絮凝沉降颗粒运动轨迹但是，为保守起见，沉降效率依然按照：沉砂池去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒一般位于泵站之前或初沉池之前使水泵、管道免受磨损和堵塞减轻沉淀池的无机负荷改善污泥的流淌性，以便于排放、输运。工作原理：重力分别/离心力分别设计原则与主要参数：传统设计针对比重为2.65、粒径为0.2mm以上砂粒。城镇污水处理一般应设置，工业废水处理则要据具体水质而定城镇污水的沉砂量设计:0.03L/m3,含水率~60%，容重~1500kg/m3.贮砂斗：容积不大于2日沉砂量，斗壁倾角>55°池内超高：>0.3m常见分类：平流式、曝气式、旋流式等平流式沉砂池构造简洁，截留无机颗粒效果较好流速难限制，沉砂中有机颗粒含量高，排沙常须要洗沙处理贮砂斗排沙管沉砂区设计参数曝气式沉砂池沉砂中有机物含量:<5%曝气设备：预曝气、脱臭、除泡、加速污水中油类和浮渣分别消耗能量；对被有机物包覆的砂粒截留效率不高；对生物脱氮除磷存在不良影响曝气沉砂池剖面图曝气沉砂池主要设计参数废水在池内的水平流速：0.08~0.12m/s在过水断面周边的最大旋转线速：0.25~0.4m/s废水在池内的停留时间：3~6min最大流量时：1~3min曝气池尺寸：有效水深：2~3m；宽深比为1~1.5：1；长宽比：5：1曝气装置多接受穿孔管曝气器，安装在池壁一侧孔径：2.5~6.0mm曝气管距池底：0.6~0.9m曝气量：0.1~0.2m3（空气）/m3（水）或1.5m3（空气）/m3（池容）·h。例题：某城市污水的最大流量为1m3/s。试设计一个曝气沉砂池。取污水在池内的停留时间t＝3min。则池子总容积V为：

V＝Q×t＝1(m3/s)×3min×60(s/min)＝180m3取最大流量时水在池内的水平流速为0.1m/s， 则水流断面积A=Q/u＝1/0.1＝10（m2）设计有效水深取2.5m，则池宽B＝10/2.5＝4（m)池长L＝V/A＝180/10＝18（m）取每立方污水所需曝气量为0.1m3空气，所需每小时总曝气量：q＝0.1(m3air/m3ww)

×1(m3ww/s)×

3600(s/hr)＝360m3旋流沉砂池利用机械力限制水流流态与流速、加速砂粒沉淀并使有机物随水流走高斯美DP系列旋流沉砂池電機主軸車葉固定支架排水孔注氣管注水管沉淀池

沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式。依据运行方式：分为间歇式、连续式间歇式：进水、静置、排水连续式：连绵起伏流入和排出通常通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小规模，而平流式则无此限制。包括进水区、出水区、沉淀区、贮泥区和缓冲区5个功能区。依据在处理系统中位置及分别对象的不同：初沉池、二沉池。初沉池：去除悬浮固体（40-55%）、BOD5(20-30%)二沉池：去除活性污泥/生物膜沉淀池设计原则和参数设计流量数量：>=2构造尺寸：超高>0.3m;有效水深：2.0-4.0m;出水：初沉池<2.9L/(s.m),二沉池<1.7L/(s.m)贮泥斗容积排泥：一般接受静水压力排泥平流式沉淀池入流处的挡板：一般高出池水水面0.1—0.15m，挡板的浸没深度应不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。

出流区：出流堰前若设挡板，可用以稳流和阻挡浮渣，挡板沉没深度为0.3~0.4m，距溢流堰0.25~0.5m；水流量：对于初沉池一般为250m3／m·d，二沉池为130～250m3／m·d。基本要求：使污水尽可能地在沉淀区各个断面匀整分布，既有利于沉降，又要使出水中不携带过多的悬浮物。设计的主要内容：1、缓冲层高度：池子的长深比L/H一般接受8—12。为了防止水流将沉泥冲起，在有效水深下面和污泥区之间还需有确定高度的缓冲区。无机械刮泥时，缓冲层高度为0.5m有机械刮泥时，缓冲层的上缘应高出刮泥顶板0.3m。在有效水深以上还需有0.3m的疼惜高度(常称超高)。2、泥斗容积3、沉淀池总高平流池污泥池的设计设计的主要内容：1、沉降区表面积A=Q/q；2、由与Q对应的水平流速u（一般取5~7m/s）和沉降时间t（一般取1.5~2.0h），计算沉降区池长L2；3、按B2=A/L2计算池宽，并按L2/b=3~5的要求得单池或单格宽b的近似尺寸；有效水深H=qt=ut4、由n=B2/b确定沉淀池座数或分格数n，在满足L2/b4的要求下，调整B2或b；5、按过流率设计后，校核水平流速u。6、在接受机械刮泥时，b值还必需与刮泥机的架桁相匹配。平流池沉淀池的设计竖流