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沉淀池总结1沉淀的基础理论1.1概述沉淀是水处理中最基本的方法之一。它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力场的作用下产生下沉,已达到固液分离的一种过程。这种工艺简单易行,应用非常广泛,可以是整个水处理过程中的某一工序。在典型的污水处理场中,沉淀的四种用法:用于废水的预处理:如沉砂池;污水进入生物处理构筑物前的初步处理:初沉池;生物处理后的固液分离:二沉池;污泥处理阶段的污泥浓缩:污泥浓缩池。1.2沉淀的类型根据水中悬浮颗粒的凝聚性能强弱、浓度的高低以及可沉降颗粒的性质(如密度等),沉淀通常可分为四种不同的类型,如表1:表1沉淀类型分类特点描述例如自由沉淀1、悬浮物浓度不高,而且不具备凝聚性能,离散沉淀,没有外界干扰,非絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉降;2、沉降过程中,颗粒的形状、粒径和密度不变,呈离散状态匀速沉降。沉砂池、初沉池前期絮凝沉淀(干涉沉淀)1、悬浮颗粒浓度不高,通过加絮凝剂等手段,使颗粒互相聚集增大形成絮凝团而加快沉降;2、沉淀过程中,颗粒的形状、粒径和沉速是变化的,沉淀的轨迹呈曲线。初沉池后期、二沉池前期、给谁混凝沉淀区域沉淀(分层、拥挤沉淀)1、水中悬浮物颗粒浓度较高,在下沉过程中将彼此干扰,在清水与浑水之间形成明显的交界面(浑液面),并逐渐向下沉降移动。2、颗粒浓度大,相互间发生干扰,分层。高浊水、二沉池、污泥浓缩池初期压缩沉淀1、悬浮物颗粒浓度很高,颗粒间相互挤压,相互支承,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出,污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中和浓缩池2、粒群与水群之间有明显界面,但利群之间密集,界面沉降速率很慢。1.3自由沉降及其理论基础沉淀法的去除对象:颗粒在10μm以上的可沉固体。当颗粒粒径变小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的扰流流速也小时,可以主要受水的粘滞阻力作用,惯性力可以忽略不计,颗粒运动是出于层流状态。Stokes公式:μ18)ρ-ρ(2dguLs=式中:u—颗粒的沉降速度,m/s;sρ、Lρ—分别为颗粒剂水的密度,kg/m3;g—重力加速度,m/s2;d—颗粒的粒径,m;μ—水的粘度,Pa·s。Stokes公式说明的问题:1、颗粒与水的密度差愈大,沉降速率也愈大,颗粒密度大于水密度时,颗粒下沉,颗粒密度小于水密度时,颗粒上浮,二者相等时,颗粒既不上浮也不下沉;2、水的粘度愈小,沉降速率愈快,成反比关系。因粘度愈水温成反比,故提高水温有利于颗粒的沉降;3、颗粒直径愈大,沉速愈快,因此随颗粒度的下降,颗粒的沉降速度会迅速降低。实际水处理过程中,水流呈层流状态的情况一般较少,所以一般沉降只能去除d>20μm的颗粒。1.4絮凝沉淀在絮凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后予以分离去除的水处理法。2沉淀池的种类2.1按功能分按功能分为初次沉淀池、二次沉淀池。初次沉淀池:简称初沉池,生物处理法中的预处理,去除约30%的BOD5,55%的悬浮物。二次沉淀池:简称二沉池,生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分。2.2按水流方向分沉淀池可分为普通沉淀池和浅层沉淀池两大类。2.2.1普通沉淀池按照水在池内的总体流向,普通沉淀池又有平流式、竖流式和辐流式三种型式:平流式沉淀池:池型为长方形,一段进水,另一端出水,贮泥斗在池进口;竖流式:池内水流由下向上,齿形多为圆形,有方形或多角形池,中央进水,池四周出水,贮泥斗在池中央;辐流式沉淀池:池径较大的圆形池,水流从池中心以辐流形式流向池周,也可从周边流进池中心,贮泥斗在池中央。2.2.2浅层沉淀池浅层沉淀池:根据浅层理论,在沉淀池的沉淀区加斜板或蜂窝斜管,增加了沉降面积、改善了水力条件,以提高水的沉淀效率。3各沉淀池的结构形式沉淀池均包括5个功能区,即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。入流区和出流区是进行配水和集水,使水流均匀地分布在各个过流断面上,为提高容积利用、系数和固体颗粒的沉降提供尽可能稳定的水力条件。沉降区是可沉颗粒与水分离的区域。污泥区是泥渣贮存、浓缩和排放的区域。缓冲层是分隔沉降区和污泥区的水层,防止泥渣受水流冲刷而重新浮起。以上各部分相互联系,构成一个有机整体,以达到设计要求的处理能力和沉降效率。3.1平流沉淀池池型呈长方形,废水从池的一端流人,水平方向流过池子,从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗,其它部位池底有坡度,倾向贮泥斗。其示意图如下:缓冲层流入装置:污泥区沉淀区流出装置图1平流沉淀池示意图3.1.1平流式沉淀池的主要组成部分及作用:一、进水区为了使入流的污水能均匀与稳定的进入沉淀池,在污水入口处应设置整流措施。流入装置作用是消能,使废水均匀分布。流入装置是横向潜孔,潜孔均匀地分布在整个宽度上;在潜孔前设挡板,挡板高出水面0.15-0.2m,伸入水下的深度不小于0.2m。也有潜孔横向水平排列的流入装置。入口的整流措施如图2:图2平流沉淀池入口整流措施1-进水槽;2-溢流堰;3-穿孔整流墙;4-底孔;5-挡流板;6-潜孔二、出水区出水装置多采用自由堰形式。设置出水堰不仅可控制沉淀池内水面高度,而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接影响。出水堰形式有水平堰、三角堰和梯形堰。目前多采用锯齿形溢流堰,水面宜高于齿高的1/2处。严办材料可采用钢板或UPVC板。堰前可设置挡板以阻挡漂浮物,或设置浮渣收集和排除装置。挡板高出池内水面0.1~0.15m,浸没在水面下0.3~0.4m,并距出口0.25~0.5m。出水槽:沉淀池的出水槽沿途接纳出流堰流出的水,故槽内流系属非均匀稳定流,当沿槽长流入流量均匀,且为自由流入,出水槽出口为自由跌落时,其出口处的水深为临界水深。一般可取b=h0=0.9Q0.4。156(d)14(c)5156(b)13(a)2三、沉淀区是可沉降颗粒与废水分离的区域,同时使进出水均匀。四、污泥区污泥区:排除沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常,保证出水水质的一项重要措施。在池的前部设贮泥斗,其中的污泥通过排泥管借1.5-2.0m的静水压力排出池外,池底坡度一般为0.01-0.02。沉降在沉淀池其它部位的污泥通过机械装置集中到贮泥斗中。刮泥设备是桥式行车刮泥机或链带式刮泥机。也可采用多斗式排泥。四、缓冲层缓冲层则是分隔沉淀区和污泥区的水层,保证已沉下的颗粒不因水流搅动而再行浮起。3.1.2平流沉淀池的特点对冲击负荷和温度变化适应能力强,施工简单,造价低;多采用多斗排泥,操作工作量大,采用机械排泥时,机械设备和驱动件均浸于水中,易锈蚀;适用于地下水较高及地质较差的地区,适用于大、中、小型污水处理厂。3.2竖流沉淀池3.2.1竖流沉淀池的结构竖流式沉淀池多呈圆形,也有采用方形和多角形的。直径或边长一般在8m以下,多介于4-7m之间。沉淀池上部呈柱状部分为沉淀区,下部呈截头锥状的部分为污泥区,在二区之间留有缓冲层0.3m。废水从中心管流入,由下部流出,通过反射板的阻拦向四周分布,然后沿沉淀区的整个断面上升,沉淀后的出水由池四周溢出。流出区设于池周,采用自由堰或三角堰。如果池子的直径大于7m,一般要考虑设辐射式集水槽与池边环形集水槽相通。3.2.2竖流沉淀池的特点排泥方便,占地面积小;池子深度小,施工困难,对冲击负荷及温度变化的适应能力较差,造价高,池径不宜太大适用于水量不大的小型污水处理厂。3.3辐流式沉淀池3.3.1竖流沉淀池的结构辐流式沉淀池亦称辐射式沉淀池。池型多呈圆形,小型池子有时亦采用正方形或多角形。池的进、出口布置基本上与竖流池相同,进口在中央,出口在周围。但池径与池深之比,辐流池比竖流池大许多倍。直径一般介于20-30m之间,但变化幅度可为6-60m,最大甚至可达100m,池中心深度约为2.5-5.0m,池周深度则约为1.5-3.0m。水流在池中呈水平方向向四周辐(射)流,由于过水断面面积不断变大,故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央,池底向中心倾斜,污泥通常用刮泥(或吸泥)机械排除。在池中心处设中心管,污水从池底的进水管进入中心管,在中心管的周围通常用穿孔障板围成入流区,使污水在沉淀池内得以均匀流动。流出区设置于池周,采用三角堰或淹没式溢流孔。为了拦截表面的漂浮物质,在出水堰前设置挡板和浮渣手机排出设备。3.3.2辐流沉淀池的特点多为机械排泥,机械排泥设备复杂,对施工质量要求高;池内水流速不稳定,沉淀效果较差;适用于地下水位较高的地区,及大中型污水处理厂。3.4斜板(管)沉淀池斜板(管)沉淀池是根据“浅层沉淀”理论,在沉淀池的沉淀区加斜板或蜂窝斜管,以提高水的沉淀效率的新型沉淀池。是向着理想沉淀池的逼近,其沉淀界限是理想沉淀池,它具有沉淀效率高、停留时间短、占地小等优点。按水流与沉泥的相对运动方向,斜板(管)沉淀池可分为毅向流、同向流和侧向流三种形式。污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图4沉淀池设计平流沉淀池竖流沉淀池辐流沉淀池斜板(管)沉淀池初沉池停留时间:(二级处理前)1~2h,表面负荷:1.5~3m3/m2·h,污泥含水率95~97%二沉池(活性污泥后):停留时间:1.5~2.5h;表面负荷:1.0~1.5m3/m2·h,污泥含水率99.2~99.6%;二沉池(生物膜法后):停留时间:1.5~2.5h;表面负荷:1.0~2.0m3/m2·h,污泥含水率96~98%;表面负荷可比普通沉淀池的提升1倍左右,对二沉池应以固体负荷核算初沉池停留时间不高过30min;二沉池不超过60min。长宽比≮4,以4~5为宜;长深比8~12直径(或正方形的边长)与有效水深之比值不大于3.池子直径不大于8,一般采用4~7.最大有达10m直径一般介于20-30m之间,但变化幅度可为6-60m,直径与有效水深之比一般6~12斜管沉淀池应增设斜管冲洗设备机械排泥时,池底纵坡,不小于0.005,一般0.01~0.02污泥斗倾角55~60°。池底坡度0.05~0.10斜板垂直净距一般采用80~120mm,斜管孔径一般采用50~80mm,斜管倾角一般60°;斜管上部水深一般0.5~1.0m,斜管地步缓冲层高度一般0.5~1.0m刮泥机行进速度0.6~0.9m/min①中心筒内流速≯30mm/s;②中心筒下口设有喇叭口和反射板③反射板板底距泥面至少0.3m;④喇叭口直径及高度为中心筒直径的1.35倍;⑤反射板直径为喇叭口直径的1.30倍,反射板表面与水平面的倾角为17°中心管下端至反射板表面之间的缝隙高度在0.25~0.5范围内时,缝隙中污水流速在初沉池中≯20mm/s一般采用机械刮泥,也可附有气力提升或静水头排泥设施。池径小于20m时,一般采用中心传动刮泥机;池径大于20m时,采用周边传动刮泥机池壁与斜板间隙处应装设阻流板,以防短流斜管上缘宜向池子进水端后倾安装一、可采用①溢流式入流,并设置多孔整流墙;②底孔式入流装置,地步设挡流板;③淹没孔与当班组合;④淹没孔不与整流孔组合。有整流孔墙的开孔面积为池断面的6~20%二、进出口处设挡板,高出池内水面0.1~0.15;挡板深度:进口处不小于0.25m,一般0.5~1m,出口出0.3~0.4m。挡板位置:距进水口0.5~1m,距出水口0.25~0.5m浮渣挡板距积水槽0.25~0.5m,高出水面0.1~0.15m,淹没深度0.3~0.4m进水口的周围设置整流板,整流板开口面积为池断面积的10~20%;浮渣用浮渣刮板手机,刮板装在刮泥机桁架的一侧;出水堰前设置浮渣挡板进水方式一般采用穿孔墙整流补水溢流堰、集水槽,出水堰前设置收集与排除浮渣的设置(如可转动的排泥管、浮渣槽等),当用机械排泥时可一并考虑溢流堰、集水槽,出水堰前设置收集与排除浮渣的设置。当直径大于7m时,应增设辐射式集水支渠。出水一般采用多槽出水,在池面上增设几条平行的出水堰和集水槽,以改善出水水质,增大出水量①械排泥;②采用多斗排泥时,污泥斗平面呈方形或接近于方形的矩形,牌数不易多余2排。.一般采用重力排泥,排泥管下端距池底不大于0.2m,管上端超出水面不小于0.4m一般采用重力排泥,每日排泥次数至少1~2次,或连续排泥。5沉淀池设备选型主要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