污水的物理处理-沉淀池

第四节沉淀池1沉淀池按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约20-30%的BOD5，40-55%的SS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2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3沉淀池三种流态平流式竖流式辐流式4沉淀池特点与适用条件池型优点缺点适用条件平流式1.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；2.施工简单，造价低采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀1.适用地下水位较高及地质较差的地区；2.适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，管理简单；2.占地面积较小1.池深度大，施工困难；2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；3.造价较高；4.池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1.采用机械排泥，运行较好，管理较简单；2.排泥设备已有定型产品1.池水水流速度不稳定；2.机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高1.适用于地下水位较高的地区；2.适用于大、中型污水处理厂5沉淀池由五部分组成：进水区、出水区：使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区：沉淀进行的主要场所。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。沉淀池由五部分组成缓冲区6沉淀池的运行方式连续式可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成，可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用污水连续不断地流入与排出可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程，由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作过程：进水、静止、沉淀、排水间歇式7沉淀池的一般设计原则及参数1、设计流量废水自流进入沉淀池：最大流量用水泵提升：水泵的最大组合流量合流制系统：按降雨时的设计流量（校核沉淀时间不小于30min）2、沉淀池只数：应不少于2只3、沉淀池的经验设计参数8沉淀池类型在处理工艺中的作用沉淀时间t/h表面水力负荷m3.m-2.h-1污泥量g.d-1.人－1污泥含水率％初沉池单独沉淀法1.5－2.01.5－2.515－2795－97初沉池二级处理前1.0－2.01.5－2.014－2595－97二沉池活性污泥法后1.5－2.51.0－1.510－2199.2-99.6二沉池生物膜法后1.5－2.51.0－2.07－1996－9894、沉淀池的几何尺寸超高0.3m，缓冲层0.3－0.5m；贮泥斗斜壁倾角，方斗不宜60，圆斗不宜55；排泥管直径不小于200mm。5、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：初沉池不大于2.9L/s.m二沉池：不大于1.7L/s.m10117、排泥部分：一般采用静水压力排泥，初沉池不小于14.71kpa（1.5mH2O）活性污泥法二沉池：8.83kpa（0.9mH2O）生物膜法二沉池：11.77kpa（1.2mH2O）采用多斗排泥时，每个泥斗应设单独的排泥管和闸阀。6、贮泥斗的容积：一般按不大于2日的污泥量计算，对二次沉淀池，贮泥时间不超过2h。12平流式沉淀池构造及工艺特点131415（1）进水区：消除湍动和射流挡板：高于水面0.1－0.15m，浸没深度0.5－1.0m，不少于0.25m，距进水口0.5－1.0m16•平堰：要求施工严格水平，施工困难，尽量做成锐缘•锯齿形三角堰：易于加工安装，出水比平堰均匀，池内水位一般控制在锯齿高度1/2处•堰口处需设置使堰板上下移动的调节装置，使出口可能水平。•堰前设置挡板，高出水面0.15-0.2m，浸没水下0.3-0.4m，距出水口0.25-0.5m1718192021（3）沉降区减少紊动，提高水流稳定性，（4）污泥区及排泥措施•污泥斗排泥：靠静水压力排泥，多斗形式，省去机械刮泥设备•机械排泥：刮泥机，池底需有一定的坡度22设计计算•确定沉淀池的只数，沉淀区尺寸，污泥区的尺寸•各参数间的关系tv＝LtuH000qAQu•计算：（1）沉淀池的表面积Aqqv3600Amax＝q－表面水力负荷m3/m2.h初沉池一般取1.5－3.0m3/m2.h二沉池一般取1－2m3/m2.h23（2）沉淀区有效水深h2tuh2t—沉淀时间，一般初沉池取1-2h，二沉池取1.5-2.5h沉淀区的有效水深h2通常取2－3m（3）沉淀区有效容积V1tqhAVv3600Vmax121＝或（4）沉淀区长度L6.3tvLv－qvmax时的水平流速mm/s,一般不大于5mm/s24(5)沉淀池的只数nbbn为保证污水在池内分布均匀，池长与池宽比不小于4，与4－5为宜。若采用机械刮泥机，b应与刮泥机的宽度相匹配。(6)污泥区的容积1000SNTV)1(K(0021maxzvCCTqV）S－每人每天的污泥量L/d.人N－设计人口数人γ0－污泥容重0－污泥含水率25(7)沉淀池的总高度hh1－沉淀池超高m,一般取0.3mh2－沉淀区的有效深度mh3－缓冲层高度，m，无机械刮泥时为0.5m，有机械刮泥设备时，其上缘高出刮板0.3m，h3＝hm+0.3(hm刮泥板高度)h4－污泥区高度h4＝h4’+h4”h4’－泥斗高度h4”－梯形高度443214321hhhhhhhhhh26（8）污泥斗的容积V1)(31212141SSSShVmV1+V2V，否则应增加泥斗数或缩短排泥时间(9)污泥斗以上梯形部分污泥容积V22)(4212bhLLV27进水区沉淀区出水区保护高度沉淀高度坡度污泥斗高度（污泥斗底部尺寸）28例题：某城市污水处理厂最大设计流量43200m3/d，设计人口250000人，沉淀时间1.5h，采用链带式刮泥机，求沉淀池各部分尺寸。（1）池子总面积：设表面负荷q＝2.0m3/m2.h，qvmax=43200m3/d＝0.5m3/s2max900236005.03600Amqqv＝＝（2）沉淀部分有效水深h2mtuh0.35.122＝（3）沉淀部分有效容积V132127000.3900mhAV＝29（4）池长L取v=3.7mm/smtvL206.35.17.36.3＝（5）池子总宽度bmLAb4520900＝＝（6）池子个数n设池子宽度为4.5m，则个105.445bbn（7）校核长宽比符合要求）(44.45.420Lb（8）污泥部分需要的总容积设T＝2d，污泥量为25g/人.d,污泥含水率为95％，则每人每日污泥量d./L50.0100095-10010025S人＝）（＝30325010000.22500005.01000mSNTV＝（9）每格污泥斗所需容积32510250mnVV（10）污泥斗容积采用泥斗的下底边长为500mm，上底边长为4500mm，倾角为60，则泥斗高度为h4‘=3.46m32222212141265.05.45.05.446.331)(31mSSSShV）＝＋＋（＝（11）泥斗以上梯形部分污泥容积h4’=(20+0.3-4.5)×0.01＝0.158ml1=20+0.3+0.5=20.8ml2=4.50m31342120.95.4158.02)50.480.20(2)(mbhLLV＝(12)污泥斗和梯形部分污泥容积V1＋V2＝26＋9＝35m325m3(13)池子总高度设缓冲层高度h3=0.50m，h4=h4’+h4”=0.158+3.46=3.62m则H＝h1+h2+h3+h4=0.30+3.0+0.50+3.62=7.42m3233例题：某厂废水量为300m3/h，进水悬浮物浓度为430mg/L，悬浮物去除率为70%，污泥含水率为95%，试设计平流式沉淀池。取u0=1.13m/h，t=1.9h34竖流式沉淀池35工作原理•uv颗粒将以u-v的速度向下沉淀，除去•u=v颗粒处于平衡状态，不下沉亦不上浮•uv颗粒被上升水流带走自由沉淀：沉淀效率比平流式沉淀池低絮凝沉淀：沉淀效率高颗粒相互碰撞而絮凝，粒径沉速u=v的颗粒在池中形成悬浮层，对上升的小颗粒有拦截作用36•可为圆形、正方形或多角形。竖流式沉淀池的构造37设计参数（1）池径（或正方形一边）一般为4－7m，池径与有效水深之比不大于3，通常取2。（2）不设反射板时，中心管内流速≤0.03m/s；设反射板≤0.1m/s（3）水从中心管喇叭口与反射板间流出的速度一般不大于0.03m/s（初沉池）[0.02m/s（二沉池）]（4）中心管尺寸38中心管内流速v0•设反射板时，v0≤0.1m/s•不设反射板时，v0≤0.03m/s水从喇叭口与反射板间流出的速度v1初沉池≤0.03m/s二沉池≤0.02m/s39（5）缓冲层:反射板底距污泥表面为缓冲层，高度为0.3-0.5m。（6）污泥斗：贮泥斗倾角为45º-60º，可采用静压排泥或污泥泵排泥。（7）集水槽多采用平顶堰或三角形锯齿堰，堰口最大负荷为1.5L/m·s。当池的直径大于7m时，为集水均匀，还可设置辐射式集水槽。40设计计算（1）中心管面积f0maxvqfv0－中心管内流速m/s设反射板时，v0≤0.1m/s不设反射板时，v0≤0.03m/s（2）中心管直径dfd4（3）中心管喇叭口与反射板之间缝隙高度h311max3dvqhd1－喇叭口直径md1=1.35dv1—水从喇叭口与反射板间流出的速度，初沉池≤0.03m/s二沉池≤0.02m/s41（4）沉淀部分有效面积vqAmaxv－污水在沉淀池内的上升流速m/s0.5-0.8mm/s（5）沉淀池直径D)(4AfD（6）沉淀区有效水深h2tvh2校核D/h23（7）沉淀部分所需总容积V1000SNTV＝S－每人每天的污泥量L/d.人一般取0.3－0.842)1(K(0021maxzvCCTqV）根据进出水的悬浮物浓度和水量来计算（8）圆截锥部分容积V13(V2251）＝rRrRh（9）沉淀池总高度HH＝h1+h2+h3+h4+h5h3－喇叭口与反射板间的高度h4－缓冲层高度h5—圆锥部分高度43例题：某城市设计人口为N＝60000人，设计最大污水量Qmax=0.13m3/s，求沉淀池各部分尺寸（1）设中心管内流速v0=0.03m/s，采用4个池子，则每池的最大设计流量qmax=Qmax/4=0.13/4=0.0325m3/s解：中心管的面积20max08.103.00325.0mvqf＝＝（2）中心管的直径mfd17.114.308.144＝（3）喇叭口直径d1=1.3d=1.3×1.17＝1.58m44设流过该缝隙的流速v1＝0.02m/s中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离mdvqh33.058.114.302.00325.011max3＝＝(4)设上升流速v＝0.0007m/s沉淀部分有效断面积2max23.460007.00325.0mvqA＝＝(5)沉淀池直径mAfD88.714.323.4608.14)(4＝）＋（(6)设沉淀时间t=1.5h沉淀区有效水深D/h2=7.8/3.78=2.063符合要求。mtvh78.336005.10007.036002＝＝45(7)设污泥清除的间隔时间T＝2d，每人每天产生的污泥量为S＝0.5L沉淀部分所需总容积36010002600005.01000SNTVm＝＝＝每池的污泥体积V1＝V/4=60/4=15m3（8）圆截锥部分容积设底部直径为0.4m，高度为h5，侧壁倾角＝55mtgtgdDh28.55524.028.7(55)22(5）33222251563.882.02.09.39.3328.53(VmmrRtRh＝）＋＋（）＝符合要求46（9）沉淀池总高度H设保护高度h1=0.3m，缓冲层高度h4