环保设备及应用——沉淀池

1、沉淀池,一、沉淀池类型 二、沉淀池结构 三、沉淀池设计,一、沉淀池类型,一、沉淀池类型,沉淀池三种流态,平流式沉淀池示意图,竖流式沉淀池示意图,进水,出水,中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图,进水,出水,排泥,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 沉淀区： 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。,二、沉淀池结构,缓冲区,功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。,（一）平流式沉淀池结构示意图,沉淀区,目前多采用如下图所示的锯齿形溢流堰，这种溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水面应位于齿高度的1/2处。,浮渣槽,出流堰,挡板,锯齿

2、形出水堰,浮渣槽,（二）辐流式沉淀池结构图,进水槽,刮泥装置,出水堰,出水槽,辐流式沉淀池结构,出水堰,出水槽,刮泥装置,沉淀池 中心进 水套管,竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。直径或边长一般在8m以下，多介于47m之间；缓冲层0.3m。 竖流式沉淀池的深、宽（径）比一般不大于3，通常取2。,（三）竖流式沉淀池的构造,（四）新型沉淀池,（1）传统沉淀池的缺点： 一、去除率不高，常用的沉淀时间为1.5h，悬浮物的去除率一般在4060之间，很少超过80； 二、这些沉淀池都体积庞大，占地面积较大。,（2）提高沉淀池的去除率： 一、从原水水质方面着手，采取措施，改变水中悬浮物质的状态，使其

3、易于与水分离沉降。混凝就是比较有效的方法。 二、从沉淀池的结构方面着手，创造更适宜于颗粒沉降分离的条件。 其中较为成熟的有预曝气和各种类型的新型沉淀池。,1、向心辐流式沉淀池（周边进水中心出水） 一般的辐流式沉淀池，废水是从中心进入而在池四周出流，进口处流速很大，呈紊流状态，这时原废水中悬浮物质浓度亦高，紊流状态阻碍了它的下沉，影响沉淀池的分离效果。 而向心辐流式沉淀池与此恰恰相反，原废水从池周流入，澄清水则从池中心流出。 也可以采取池周进水池周出水的方式。,向心辐流式沉淀池图,进水槽,底部有孔,出水槽,出水堰,出水堰前挡板,进水挡板,深入水下约3/4水深,2、预曝气辐流式沉淀池,污水入口,污

4、泥排出管,污泥悬浮层,预曝气室,沉降区,斜流式沉淀池是在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板（管）沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。 按斜板或斜管间水流域污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。污水处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池。 异向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60角，长度通常为1.0m左右，斜板净距（或斜管孔径）一般为80100mm。斜板（管）区上部清水区水深为0.71.0m，底部缓冲层高度为1.0m。,3、斜板式沉淀池,斜板式沉淀池的构造,1进水管； 2配水槽； 3斜板； 4集水槽； 5出水落水斗； 6污泥斗； 7排泥管,斜流沉淀池

5、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、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。,斜板式沉淀池在废水处理中的应用,三、沉淀池的设计,（一）设计内容 (1)沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计。 前者是指确定各功能分区构件的结构形式，以满足各自功能的实现；后者是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置。 (2)设计良好的沉淀池应满足以下三个基本要求有足够的沉降分离面积； 入流区和出流区结构合理、能均匀布水和集水； 有尺寸适宜、性能良好的污泥、浮渣收集和排放设备。,进行沉

6、淀池设计的基本依据是废水流量、水中悬浮固体浓度和性质以及处理后的水质要求。因此，必须确定有关设计参数，其中包括沉降效率、沉降速度(或表面负荷)、沉降时间、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等。这些参数一般需要通过试验取得；若无条件，也可根据相似的运行资料，因地制宜地选用经验数据。,（二）沉淀池的一般设计原则及参数,1.设计流量 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，沉淀池的只数不应少于2只。 3

7、.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，如后表所示。,沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系,5.沉淀池的几何尺寸： 沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m；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。出水堰的负荷为：对初沉池，应不大于2.9L/sm；对二次沉淀池，一般取1.52.9 L/sm。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2日的污泥量计算。

8、对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2小时计。 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8.83 kPa（0.9mH2O）； 生物膜法的二沉池应不小于11.77 kPa（1.2mH2O）。,（三）工艺尺寸计算 1、有效沉淀面积、池长、池宽、池深等；,沉淀区有效容积V：,沉淀区高度h1：,对于辐流式沉淀池，依据沉淀面积即可确定沉淀池的直径； 对于平流式沉淀池，依据必需的长宽比和宽深比可确定沉淀池的长和宽。 对于竖流式沉淀池，工艺尺寸的确定另外给出。,有效沉淀面积A：,2、水渠、配水区（墙或管）、出水

9、渠等； 按辐流式、平流式沉淀池、竖流式沉淀池分别介绍。 （1）辐流式沉淀池（中心进水周边出水） 1）结构设计 中心管：中心管管径按流速应大于0.4m/s的最小沉速设计； 导流筒：导流筒的深度一般为池深的一半，容积占沉淀容积的5； 出水集水渠：现行辐流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的110R处； 出水堰：单侧或双侧三角堰。 超高、缓冲区：超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m。,2）工艺尺寸设计计算 有效水深h2：通常取1/2半径处的深度值,或,（f为中心管面积）, 表面积F：F=Q/q 有效直径：, 径深比： 径深6。,（2）平流式沉淀池 1）结构设计 配水：平流式沉淀池的配水可采

10、用进水挡板或进水穿孔墙等； 出水：一般采用三角堰； 集水：平流式沉淀池的集水采用多重集水渠； 超高、缓冲区：超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m。,2）工艺尺寸设计计算, 沉降区表面积：, 沉淀区长度：L2=Vt V5mm/s ， t取1.52.0h, 沉淀区宽度：B2=A/L2 ， L2/b=45 （不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械刮泥时，b还应与刮泥机的衍架宽度相对应）,（3）竖流式沉淀池,1）结构设计 配水：中心管、反射导流板 出水：一般采用三角堰； 集水：集水渠。,2）工艺尺寸设计计算, 中心管：V130mm/s，, 上升部分：V=0.31mm/s，即 q=2.03

11、.0m3/m2h， 直径D：, 上升深度h2：h2=Vt 无资料时，t取1.52.0h，径深比不大于3。 超高、缓冲区高度：超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m。,优缺点： 排泥多采用重力排泥，简单易行；对Q波动适应能力小；适于中小厂。与平流式及辐流式不同，其ET = (1-p0)100%。,3、泥斗 （1）辐流式沉淀 泥斗一般为圆台形，上部直径为2m，下部直径为0.5-1m，泥斗倾角大于45； （2）平流式沉淀池 泥斗一般为（正）棱台形，上部边长与池宽相同（若池宽较大时可设多个泥斗），下部边长一般为0.5-1.0m，泥斗倾角大于45。 （3）竖流式沉淀池泥斗 圆台形或（正）棱台形。

12、,4、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。,例平流式 （1）入流区和出流区的设计 平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔墙等；作用是使废水尽可能均匀地分布在沉降区的各个过流断面，既有利于沉降，也使出水中不挟带过多的悬浮物。 出水一般采用三角堰；,平流式沉淀池示意图,（2）沉降区的设计 沉降区设计的主要内容是确定沉降区的长、宽、高尺寸和沉淀池座数或分格数，其主要内容如下： 沉淀区有效水深： h2=qt 式中q 表面负荷； t 污水沉淀时间 沉淀区有效水深一般取2.04.0m。 沉淀区总面积A： 式中Q最大设计流

13、量，m3/h； 沉淀区有效容积V V1=Ah2=Qt,沉淀区长度L2： L23.6vt v最大设计流量时的水平流速mm/s， 一般取v5mms； t取l.52.0h 沉淀区总宽度B (m) BAL2 L2/B=45 不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械刮泥时，b 还应与刮泥机的衍架宽度相对应。 沉淀池座数或分格数n nBb， n值不应小于2，但也不宜过大，以免增大造价。,沉淀池总长度L L=L1+L2+L3 式中：L1流入口至挡板距离，m L2沉淀区长度，m L3流出口至挡板距离，m 校核： L2/b4， L2/h2=（812）：1,若已知颗粒沉降速度u0，则沉淀区总面积和有效水深计算方

14、法如下： A= Qmax qQmaxu0， 沉淀区有效水深 h2=QmaxtA=u0 t,式中 Q-废水设计流量，m3h； C0和C-分别为进水和出水的SS浓度，mgL； P-泥渣含水率(%)，一般为95%97%； -泥渣容重，kgm3，P95%时，取1000kgm3； T-排泥周期，一般取12d。,（3）污泥区计算 污泥斗的泥渣体积 已知排泥周期和悬浮物浓度，泥渣体积Vw(m3)按下式计算,式中 a1和a2分别为泥斗上、下底边长，m； h4泥斗高度，m； 泥斗壁倾角:按污泥滑动性取4560 设m为沉淀池的泥斗数，如mVdVw，则能满足要求，否则应增加泥斗数或缩短排泥周期。,对倒正棱台形泥斗，

15、其容积Vd(m3)按下式计算：,（3）淀池总高H(m)为,式中： h1超高，为了适应冲击负荷的水位变化，有效水深以上应有保护高度h1，常取0.3m。 h2有效高度，m h3缓冲层高度，当没有刮泥机时，h3(hm+0.3) hm为刮泥板高度；不设刮泥机时，h3取0.5m。 h4污泥区高度，m h5污泥斗高度，m,h1,h2,h3,h4,h5,例：某城市污水排放量为100000m3/d，悬浮物浓度C0为250mg/L，试设计一平流式沉淀池，使处理后污水中悬浮物浓度不超过50mg/L，污泥含水率为97，通过沉淀性能曲线查得，当去除率为80时，去除颗粒物的最小沉降速度为1.44m/h，沉淀时间为65m

16、in。其中，取长宽比为6，污泥区高度为2.8m，缓冲区高度为0.6m，沉淀区泥斗上下低面为正方形，上斗边长为6m，下斗边长为0.4m，泥斗倾角为45；流入口至挡板距离取0.5m，流出口至挡板距离为0.3m。,解：（1）表面负荷及沉淀时间 由题意表面负荷数值上等于沉淀速度，所以表面负荷为 q01.44m3/h，沉淀时间t065min 设计表面负荷与设计沉淀时间 为使设计留有余地，将表面负荷缩小1.5倍，沉淀时间放大1.75倍，即有： qq0/1.51.44/1.50.96 m3/（m2h） t1.75t01.7565113.75min1.9 h 设计污水量 Qmax=105/（246060） =1.157（m3/s） =4166.7（m3/h）,（2）沉淀区各部分尺寸确定 沉淀池总有效面积 AQmax/q416.7/0.96434.06 m3