重力分离设备

废水重力分离沉降设备沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。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型式从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。平流式、竖流式、曝气沉砂池旋流式沉砂池、Doer沉砂池等以重力或离心力分离为基础，即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，而有机悬浮颗粒则随水流带走。形式构造特点应用平流式平面为长方形，采用机械刮砂。构造简单，除砂效果较好，除砂设备国产化率高。城市污水厂的主要池型，越来越多地被曝气沉砂池所代替。竖流式平面为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内，管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升水流方向与沉砂方向相反。除砂效果差，运行管理不便。极少用。曝气式只是在平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器，使污水产生横向流动，形成螺旋形的旋转状态。除砂效率高，有机物与砂分离效果好。大有取代平流式沉砂池之势。旋流式一般为圆形，池中心设有1台可调速的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下设有砂斗。可以有效地去除细砂（0.1mm以下的砂粒），具有占地小、除砂效率高等。国外广泛应用，国内使用也越来越多。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。平流式沉砂池曝气沉砂池平流式水力旋流沉砂池旋流式-钟式沉砂池PISTA沉砂池构造PISTA沉砂池应用实例上海白龙港污水处理厂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，并且沉砂池的只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比重为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2日沉砂量计算，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。一、平流式沉砂池1.构造：加宽、加深的明渠，由入流渠、出流渠、闸板、砂斗等组成。进水头部应采取消能和整流措施；两端用闸板控制水量池底设有1～2个倒棱台形的贮砂斗，斗底有带闸阀的排砂管。2.排砂装置（1）重力排砂：排砂管、排砂罐(排砂管d≧200mm)。（2）机械排砂：泵吸式排砂、链板刮砂与抓斗。对大中型污水处理厂，一般采用机械排砂。作用：沉砂池排出的砂水混合物进行彻底的砂水分离。原理：砂水混合液从分离器一端顶部输入水箱，比重较大的如砂粒等到将沉积于槽形底部，在螺旋叶片的推动下，砂粒沿斜置的u型槽底提升，离开液面后继续推移一段距离，在砂粒充分脱水后经排砂口卸至盛砂桶，而与砂分离的水则从溢流口排出，达到分离目的。预处理：在进水口处设置圆筒式旋流预分离器，污水沿圆筒切线方向进入涡流使砂粒沉下进入螺旋分离器，溢流液回沉砂池或格栅井，起到预沉砂及调节水量的作用。砂水分离器洗砂砂水分离器无轴螺旋输送机对沉淀物进行脱水3设计1）设计参数（1）流量---自流进水,取最大小时流量;泵送，工作水泵的最大组合流量。（2）分格数-n=2，并按并联方式运行。（3）流速---最大流速0.3m/s--最小流速0.15m/s之间。（4）停留时间---流量最大时，停留时间=30s，一般为30～60s。（5）结构尺寸---有效水深一般为0.25～1.0m，不大于1.2m（h=u0t，u0可按斯托克斯公式）；超高=0.3m；每格宽=0.6m；（6）沉砂量---依水质不同而异，对城市污水可按每106m3废水产生30m3沉砂考虑。（7）贮砂斗---容积一般按2日以内的沉砂量设计，斗壁倾角=55°；池底以0.01～0.02的坡度坡向砂斗。2）平流沉砂池的设计计算(1)长度LvtLv——最大设计流量时的速度，m/s;(0.3m/s--0.15m/s)t——最大设计流量时的停留时间，s。一般为30～60s。(2)水流断面面积FvQF/maxQmax——最大设计流量，m3/s。(3)池总宽度Bh2——设计有效水深，m。有效水深一般为0.25～1.0m。h2=u0t，u0可按斯托克斯公式单格宽度b=B/n，单格池宽=0.6m2/hFB(4)核算最小流速vminmin1minminFnQvQmin——设计最小流量，m3/s;n1——最小流量时工作的沉砂池数目；Fmin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2。(5)贮砂斗所需容积(m3/d)6max1086400zkTXQVX——城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3（污水）T——排砂时间间隔，dKz——生活污水流量的总变化系数。二、曝气沉砂池1.曝气目的a.有机物更好分离（通过摩擦作用实现），避免泥沙沉于初沉池而影响污泥的处理。b.还有预曝气、除臭、除油等多种功能。一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保证砂粒滑入。2.工作原理：鼓风机曝气的作用下，使污水水流在池内呈螺旋状前进，污水中的有机颗粒经常处于悬浮状态。另外，使无机颗粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，去除砂粒上面附着的有机污染物，同时由于水流的向心力作用，密度比水大的砂粒便沉入池底，从而得到较纯净的砂粒。曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会在除渣区浮出水面，达到从污水中分离的目的。3.曝气沉砂池构造（1）进水、配水方式、出水：（2）集砂斗、集砂槽、集油区：（3）供气,曝气,排砂集油,砂水分离：•曝气沉沙池多采取多空管曝气，穿孔孔径为2.5—6.0mm，距池底约0.6~0.9m，曝气管有调节阀门。不锈钢中孔曝气管FLASH4.曝气沉砂池特点：当处理0.6mm的砂粒时，优越性；但对于0.6mm的砂粒，平流式沉砂池的除砂效率要远大于曝气沉砂池。曝气沉砂池对于污水中的油脂物质有着预曝气的作用，有较好的去除效果。曝气沉砂池有良好的耐冲击性。运行中问题：旋流速度只能通过调节曝气量来控制,但气量调节却难以掌握。气量过大虽能将砂粒冲洗干净,却会降低细小砂粒的去除率;过小又无法保证足够的旋流速度,起不到曝气沉砂的作用。考虑到水量是不断变化的,气量却不可能随机调节,实际运行中很难将曝气量始终控制在合适的数值上,往往会存在过度曝气的问题,浪费能量。曝气沉砂池的操作环境较差,特别是夏季对空气的污染较大。另外,如果不设消泡设施,会有相当多的悬浮物随泡沫带出池体而污染环境。5.曝气沉砂池的设计1）曝气沉砂池的主要设计参数(1)流量:同前(2)流速:水平流速一般取0.08～O.12m／s，在过水断面周边的最大旋转线速为0.25～0.4m／s。(3)池内的停留时间:4～6min，最大流量时为1～3min。(4)有效水深:取2～3m，宽深比为(1～l.5):1，长宽比可达5:1。(5)曝气装置:多采用穿孔管曝气器，孔径2.5～6.Omm，曝气管安装于池壁一侧距池底O.6～0.9m处，曝气量为0.2m3(空气)/m3(水)或1.5m3(空气)/m3(池容)h。2）设计计算（1）工艺尺寸:主要确定沉砂池的池长Ｌ、池宽Ｂ、池深Ｈ等。TQMAXV②过水断面积A(m2):vQAMAX④池宽B(m):HAB③池长L(m):①总有效容积V(m3):L=V/A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。①集砂斗:计算同平流式,倾角=50º。②集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于0.8m/s。③集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1／2－2／3，底部以60º－75º倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。（2）结构尺寸:包括集砂斗、集砂槽、集油区等。(3)进出水区:进水区、配水方式、出水区①进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。②配水：由于曝气沉沙池内水流的旋流特性，一般认为对曝气沉砂池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。③出水：出水方向与进水垂直，一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。(4)工艺装备:供气,曝气,排砂集油,砂水分离①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。空气需用量qa(m3/h)=Q×d计算.d-1m3废水所需空气量,m3空气量/m3废水。②曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2－5mm。③排砂设备、集油设备：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。④砂水和油水分离设备：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近年来新建的污水厂中,旋流式沉砂池得到了越来越多的应用。从运行情况看,用户反映普遍良好,认为这类沉砂池具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠等优点。目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏(Jones-AttwoodJeta)和比氏(Pista)两大类。工作原理：旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转，控制进入水流的流速与流态，使砂在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速下降，同时有机物在水流的作用下，随水流漂走，沉入池底的砂经空气提升或泵提升后，与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出，清洗水回流至格栅井，从而达到除砂的目的。思考：与曝气沉砂池区别？曝气/机械水力涡流；旋流与水流垂直/一致1钟氏沉砂池旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成1984年英国提出，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。去除直径0.2mm以上的大部分砂粒,去除率98%以上分选区和集砂区，两个分区之间采用斜坡连接。虽然不同的国外公司在此典型结构的基础上开发出了多种多样的变型，但其变化主要集中在斜坡的倾斜度及搅拌桨的型式上，就砂粒的沉降机理来说应当并无多大差别。钟氏池的斜坡式设计，使得砂粒的沉降主要依靠重力，砂粒通过斜坡自然滑入集砂坑。在滑入集砂坑之前，在旋转桨片产生的斜向水流作用下将附在砂粒上的有机物分离开。2比氏沉砂池旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成典型的比氏池由分选区和集砂区构成，其特点是分区之间没有斜坡过度。从水力条件看，水流在比氏池中呈涡流状态，大大强化了有机物分离效果。注意采用此类沉砂池时，对细格栅的运行效果要求较其他沉砂池为高。如果格栅运行不正常，带入的布条、树枝等易导致搅拌桨的损坏；同时由于提砂方式为砂泵或气提，以上物体极易造成这类排砂设备及管路的堵塞，导致设备无法正常运行。在造价方面，由于目前国内采用的旋流沉砂池多为国外产品，往往价格过高，其在土建造价上的节省通常会被抵消。国内形式上模拟，没有自己的水力模型，有待检验。沉淀池沉淀池按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物。生物处理构筑物后，是生物处理工艺的组成部分。初次沉淀池二次沉淀池沉淀池按水流方向分平流式辐流式竖流式池型：长方形一端进水另一端出水贮泥斗在池进口池内水流由下向上池内水流向四周辐流池型：多为圆形，有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央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。沉淀区贮泥区贮存