《水污染控制技术》课件-第04周 一级处理（沉砂池和沉淀池）

一级处理First-levelprocessing一级处理常见污水处理工艺流程图一级处理沉淀Precipitation3沉淀一.沉淀理论(一）沉淀的四种基本类型

1.自由沉淀悬浮物浓度不高；沉砂、初沉池的沉淀初期。2.絮凝沉淀悬浮物质浓度约为50～500mg/L；初沉池短暂自由沉淀后即转变为絮凝沉淀；二沉池沉淀初期。3.成层沉淀悬浮物质浓度大于500mg/L；二沉池沉淀中期。4.压缩沉淀二沉池沉淀后期。污泥重力浓缩。沉淀沉淀沉淀无絮凝剂有絮凝剂沉淀一.沉淀理论(二）自由沉淀速度式中：ρs,ρ：表示颗粒及水的密度；

g：重力加速度；d：颗粒粒径；

μ：水的粘度。A．与颗粒、水的密度差成正比；当ρs>ρ时，u>0,颗粒下沉；当ρs<ρ时，u<0,颗粒上浮；当ρs=ρ时，u=0,颗粒悬浮。B．与颗粒直径平方成正比；一般沉淀只能去除d>20μm的颗粒。对于粒径较小的颗粒，可以通过混凝增大颗粒粒径，促进沉淀；C.与水的粘度μ成反比；因粘度与水温成反比，故提高水温有利于加速沉淀。沉淀一.沉淀理论(三）理想沉淀池理论假定条件：①进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各进水断面上各点流速均相同；②悬浮物在沉淀过程中以等速下沉；③悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度，水流是稳定的；④悬浮物落到池底污泥区，不再上浮，即被除去。沉淀一.沉淀理论(三）理想沉淀池理论表面负荷：q0=Q/A=u0设：处理水量为Q(m3/s)

水平流速度为v(m/s)

沉淀池宽度为B(m)，长度为L(m)，高度为H(m)

水面面积为A(m2)：A=BL

沉淀池容积为V(m3)：V=BLH故：颗粒在沉淀池内的沉淀时间t为：

t=L/v=H/u0V=Qt=HBLQ=V/t=HBL/t=Au0沉淀一.沉淀理论(四）沉淀池的应用砂粒化学沉淀混凝絮体生物污泥污泥浓缩沉淀池浓缩池沉砂池沉淀二.沉砂池

去除比重较大的无机颗粒，如泥砂，煤渣等，相对密度约为2.65，避免砂粒在后续处理单元或渠道内沉积，并造成设备过度磨损。（二）设置：设于初沉池前。（一）功能：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流分离器（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流分离器（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：任务一：去除悬浮物质二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：螺旋砂水分离机沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝气沉砂池钟式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀三.沉砂池（四）沉砂池的日常测量与记录连续测量并记录每天的沉砂量；定期测定沉砂池和洗砂设备排砂的有机含量；定期测量初沉池排泥中的含砂量（以干泥中砂的百分含量表示），这是衡量沉砂池除砂效果的一个重要因素；对沉砂池排砂定期筛分分析，筛分至少应分0.1mm、0.15mm和0.2mm三级；根据测量数据，经常对沉砂池的除砂效果和洗砂设备的洗砂效果作出评价，并及时反馈到运行调度中去。沉淀请上网查找平流式沉砂池和曝气沉砂池的设计主要参数并整理计算公式沉淀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：最大时流量、最大组合流量、合流制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每106m3污水沉砂30m3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55º,排砂管直径不应小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。沉淀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。平流式沉砂池沉淀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

沉淀

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。

1.长度L

式中：v——最大设计流量时的速度，m/s；

t——最大设计流量时的停留时间,s。

2.水流断面面积A式中：qvmax——最大设计流量，m3/s。平流式沉砂池的计算公式

沉淀

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。5.贮砂斗个部分尺寸计算设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为60º；则贮砂斗的上口宽b2为：贮砂斗的容积V1：式中:h’3——贮砂斗高度，m；

S1，S2——贮砂斗上口和下口的面积。6.贮砂室的高度h3设采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，则平流式沉砂池的计算公式

沉淀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。曝气沉砂池的构造：沉淀曝气沉砂池剖面示意沉淀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。沉淀曝气沉砂池实景沉淀水平流速一般取0.08~0.12m/s。污水在池内的停留时间为4~6min；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沉淀三.初沉池（一）功能：对可沉固体的去除率为90%以上；能使约10%的SS中不可沉飘物质粘附到絮体上沉降；生活污水中VS/SS≈70～80%；可沉固体（约60%）可漂浮固体（极少）不可沉飘胶态固体（接近40%）SS总悬浮物含量(TSS),挥发性悬浮物含量(VSS),挥发性固含物含量(VS)。SS去除率：50～65%BOD5去除率：25～35%沉淀三.初沉池（二）类型：沉淀沉淀池三种流态平流式竖流式辐流式沉淀三.初沉池（二）类型：沉淀三.初沉池（三）结构：1.入流装置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：沉淀三.初沉池（三）结构：2.出流装置沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。沉淀三.初沉池（三）结构：3.排泥方法静水压力法机械排泥法沉淀三.初沉池（三）结构：3.排泥方法静水压力法机械排泥法沉淀三.初沉池（三）结构：3.排泥方法静水压力法机械排泥法

行车式刮泥机链带式刮泥机沉淀三.初沉池（三）结构：3.排泥方法静水压力法机械排泥法

行车式刮泥机链带式刮泥机沉淀出水堰桥式刮泥机刮泥板浮渣槽浮渣刮板桥车刮泥板提升油缸沉淀桥式刮泥机静图沉淀沉淀沉淀三.初沉池（四）各种类型沉淀池比较池型优点缺点适用条件平流式沉淀效果好对冲击负荷和温度变化适应能力较强施工简易，造价较低池子配水不易均匀采用多斗排泥时，各泥斗单独各自排泥，操作量大；采用链带式刮泥机排泥时，链带的支承件和驱动件浸入水中，易锈蚀适用于地下水位高及地质较差的地区适用于大、中、小型污水处理厂竖流式排泥方便，管理简单占地面积小深度大，施工困难对冲击负荷和温度变化适应能力较差造价较高池径不宜过大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式多为机械排泥，运行较好，管理较简单排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高适用于地下水位较高地区适用于大、中型污水处理厂沉淀三.初沉池平流式沉淀池沉淀三.初沉池迷宫式沉淀池沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀辐流式沉淀池沉淀四.案例介绍高碑店污水处理厂二期中水区日处理能力为10000m3/日，二沉池出水指标为BOD<20mg/L，SS<30mg/L，经中水区处理后的出水水质指标为BOD<10mg/L，SS<10mg/L，中水处理工艺是将二沉出水用泵提升至加药间，在加药间通过加药泵将混凝剂加入进水管道中，水药混合后在反应池进行充分混合絮凝，到达沉淀池后可沉淀的较大絮体沉淀下来，达到泥水分离的目的，上清液通过出水堰流至滤池，沉淀污泥定期排走。在滤池中通过砂滤将水中的SS进一步去除，滤后水进入清水池，通过泵送至各用水点。高碑店污水处理厂中水处理工艺自1999年11月份投入生产性运行，每天处理10000m3二级出水，经连续监测，处理后出水连续达标，即满足BOD<10mg/L,SS<10mg/L的设计要求，同时对N、P等污染物也有一定的去除效果，出水水质良好。经处理后的中水用于污水厂的绿化、冲洗、喷洒及景观用水。该中水处理工艺