第2章 2.3廢水的沉淀

§2.3廢水的沉淀§2.3廢水的沉淀

1.廢水的沉淀可以是自然的沉淀，也可以是混凝后的沉淀?？梢允菍腆w顆粒的沉淀，也可能是對“軟物質(zhì)”的沉淀。

2.沉淀單元應該考慮漂浮物對策，即應該有相應的浮沫/浮渣清除設備。

3.應關(guān)注沉淀單元的排泥做法。馬欄河流程簡圖馬欄河S3D沉淀單元四平污水處理廠的初沉池?？谖鬯幚韽S沉淀單元平流式沉淀池沉淀的現(xiàn)象1.沉淀的分類1.自由沉淀：顆粒之間不干擾、不變化(Discreteparticlesettling)2.絮凝沉淀：絮凝、顆粒質(zhì)量沉速變化(Flocculentsettling)3.擁擠沉淀（區(qū)域沉淀、成層沉淀）：整體下沉

(Hinderedsettling)4.壓縮沉淀：顆粒濃縮

(Compressionsettling)沉淀法的應用污水處理系統(tǒng)的預處理沉砂池，去除無機顆粒。污水的初級處理初沉池，去除懸浮固體（有機物、無機物）生物處理后的固液分離二沉池，分離活性污泥或者脫落的生物膜，保證出水澄清污泥處理階段的污泥濃縮污泥濃縮池，減少污泥體積，減少處理成本2分散顆粒體系的沉淀理論斯托克斯公式式中，u——顆粒沉速，m/s; m——顆粒質(zhì)量；

t——沉淀時間，s；

F1——顆粒重力；

F2——顆粒浮力；

F3——下沉過程中受到的摩擦力；；；；應用范圍：顆粒為球形；沉淀過程中顆粒不變化；只受重力影響。斯托克斯公式C——阻力系數(shù)，球形顆粒周圍液體繞流雷諾數(shù)的函數(shù)，由于污水中顆粒直徑較小，沉速不大，繞流處于層流狀態(tài)，可用層流阻力系數(shù)公式斯托克斯公式該公式即斯托克斯公式

1.3沉淀池的效率計算理想沉淀池理想沉淀池沉淀的效率計算顆粒水平速度=水的流速=v=Q/A’=Q/Hb假設，存在沉淀速度為u0的顆粒顆粒的沉速u1≥u0，則全部可以被沉淀除去顆粒的沉速u1≤u0，則部分可以被沉淀除去即顆粒進入沉淀池時的高度小于特定高度h時，可以除去。設：u1（u1≤u0）顆粒占全部顆粒的百分比為dP（%）則，u1顆粒中能夠被去除的量為:設沉淀時間為t，則有u1顆粒中能夠被去除的量為:理想沉淀池沉淀的效率計算u1顆粒中能夠被去除的量為:而顆粒總?cè)コ拾╱1≥u0和u1≤u0兩部分。u1≥u0時去除部分為1-P0P0為沉速小于u0的顆粒占全部顆粒的百分數(shù)u1≤u0時去除部分為總?cè)コ蕿镻0——沉速小于u0的顆粒在全部懸浮顆粒中占的百分數(shù)理想沉淀池的表面水力負荷表面水力負荷（沉淀池溢流率）——設計沉淀池重要參數(shù)！A為沉淀池表面積沉淀實驗柱沉淀的效率計算沉淀時間效率關(guān)系曲線絮凝沉淀的等效率曲線1.4沉淀單元設計沉砂池去除廢水中比重較大的無機顆粒，如泥砂、煤渣等。一般設在泵站、沉淀池前，以減輕水泵和管道的磨損，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，縮小污泥處理構(gòu)筑物容積，提高污泥有機組分含量，提高污泥的肥料價值。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鐘式沉砂池等。沉砂池設計的一般規(guī)定去除的砂粒：>0.2mm顆粒,密度：2.65g/cm3設計流量：污水自流（最大流量）；污水提升（工作泵最大組合流量）沉砂量與沉砂斗：城市污水（30m3砂量/106m3污水）含水率60％，容重1500kg/m3；除砂方法：一般為機械除砂，需設置儲砂池和曬砂場；人工除砂排砂管徑>200mm平流式沉砂池平流式沉砂池平流式沉砂池主要參數(shù)已知：平均水量為10000t／d，污水量總變化系數(shù)為1.49，最小流量為5000t/d。設計平流式沉砂池。解：Qmax=10000×1.49=14900m3/d=0.18m3/s。

綜合實際情況，本設計采用平流式沉砂池，其設計參數(shù)為：最大流速為0.3m/s,最小流速為0.15m/s最大流量時停留時間不小于30s，一般采用30-60s.有效水深應不大于1.2m,一般采用0.25-1m，每格寬度不宜小于0.6m.①長度設v=0.25m/s,t=30s,L=vt=0.25×30=7.5m；②水流斷面積A=Qmax/v=0.18÷0.25=0.72m2③池總寬度設n=2格，每格寬b=0.6m,B=nb=2×0.6=1.2m；已知：平均水量為10000t／d，污水量總變化系數(shù)為1.49，最小流量為5000t/d。設計平流式沉砂池。④有效水深h2=A/B=0.72÷1.2=0.6m⑤沉砂室所需容積設T=2d,V==

=0.63m3

⑥每個沉砂斗容積設每一分格有兩個沉砂斗,沉砂斗形狀為正梯形臺。V0=0.63/(2*2)=0.16m3

已知：平均水量為10000t／d，污水量總變化系數(shù)為1.49，最小流量為5000t/d。設計平流式沉砂池。⑦沉砂砂斗各部分尺寸設底寬b1=0.5m,斗壁與水平的傾角為55o,斗高=0.35m沉砂斗上口寬：b2=+b1=+0.5=1.0m

沉砂斗容積：V0==（2×12＋2×1×0.5＋2×0.52）=0.2m3(>0.16m3)

已知：平均水量為10000t／d，污水量總變化系數(shù)為1.49，最小流量為5000t/d。設計平流式沉砂池。⑧沉砂室高度采用重力排砂，設池底坡度為0.06，坡向砂斗h3=＋0.06l2

其中l(wèi)2=（L-2b2-b’）/2=(7.5-2×1-0.2)/2=2.65mh3=0.35＋0.06×2.65=0.51m

池總高度：設超高h1=0.3mH=h1＋h2＋h3

=0.3＋0.6＋0.51=1.41m取整1.45m式中h1—超高,取0.3mh2—有效水深為0.6mh3—沉砂室高度已知：平均水量為10000t／d，污水量總變化系數(shù)為1.49，最小流量為5000t/d。設計平流式沉砂池。⑨驗算最小流速在最小流量時，只用一格工作（n1=1）Qmin=5000m3/d=0.058m3/sVmin=

＞0.15m/s，校核通過。

曝氣沉砂池工作原理曝氣沉砂池曝氣沉砂池曝氣沉砂池實景曝氣沉砂池設計參數(shù)曝氣沉沙池注意事項控制污水在池中的旋轉(zhuǎn)流速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。（去除0.2mm沙粒，旋轉(zhuǎn)速度不小于0.3m/s，至少轉(zhuǎn)3圈）通過調(diào)整曝氣強度來改變旋流速度和圈數(shù)。認真總結(jié)摸索排砂周期。及時清除。砂水分離器和排砂機作業(yè)：

污水廠最大設計流量為0.8m3/s，求：曝氣式沉砂池的總有效容積、水流斷面面積、池總寬度、池長尺寸，及每小時所需空氣量。V=Qmax*t*60A=Qmax/vB=A/h2L=V/Aq=3600*d*Qmax多爾沉砂池多爾沉砂池多爾沉砂池設計參數(shù)表沉砂池直徑（m）

3.0

6.0

9.0

12.0最大流量（m3/s）要求去除砂粒直徑為0.21mm要求去除砂粒直徑為0.15mm

0.17

0.11

0.700.45

1.581.02

2.801.81沉砂池深度（m）

1.1

1.2

1.4

1.5最大設計流量時的水深（m）

0.5

0.6

0.9

1.1洗砂機寬度（m）

0.4

0.4

0.7

0.7洗砂機斜面寬度（m）

8.0

9.0

10.0

12.0鐘式沉砂池鐘式沉砂池2.3.2沉淀池沉淀池用于水及廢水的一級處理、生物處理的后處理等可分為進水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)、出水區(qū)及緩沖層等常用沉淀他的類型有平流式沉淀池、輻流式沉淀池、豎流式沉淀池和斜板(管)沉淀池按照在工藝中的位置可分為初次沉淀池和二次沉淀池。初沉池可去除SS：40-55%；BOD：20-30%衡量沉淀池的參數(shù)是表面水力負荷(m3/m2h，即單位時間單位面積的沉淀池處理的水體積)沉淀池沉淀效率與池水面積有關(guān)，和水深、體積關(guān)系不大。沉淀池三種流態(tài)

平流式豎流式輻流式平流式沉淀池平流式沉淀池最常用、構(gòu)造簡單、工作穩(wěn)定、截留效果好。上部實際是加寬的明渠，出水堰一般為鋸齒三角堰（水面位于齒高1/2處）。堰前設擋板（或浮渣收集排除裝置）豎流式沉淀池輻流式沉淀池輻流式沉淀池輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水三類沉淀池的性能比較斜板(管)式沉淀池同向流斜板沉淀斜板沉淀斜板（管）沉淀池工作原理淺池沉淀理論相當于增加了4倍的沉淀面積，其水力負荷也增加4倍入流的均勻化做法沉淀池入流、出流及排泥方式入流的均勻化做法出流的均勻化做法多槽出流三角形堰中心進水輻流式二沉池的出水堰輻流式沉淀池的出水堰（空水位）排泥裝置與方法靜水壓力法鏈帶刮泥機刮泥車穿孔排泥管虹吸式吸泥機靜壓式吸泥機單口掃描泵吸式排泥機泵吸式排泥機平流式沉淀池設計的一般規(guī)定設計流量：污水自流（最大流量）；污水提升（工作泵最大組合流量）沉淀時間>30min設計參數(shù)：水力負荷、沉淀時間等見表10－5有效水深（2－4m）、超高（0.3m）及緩沖層（0.3-0.5m）堰負荷：初沉池<2.9L/(m.s)二沉池<1.7L/(m.s)初沉池和二沉池設計有各自特點平流式沉淀池的設計例題：最大流量為43200m3/d，設計人口25萬，沉淀時間為1.5h，求沉淀池各部分尺寸。例題：最大流量為43200m3/d，設計人口25萬，沉淀時間為1.5h，求沉淀池各部分尺寸。1）池子總表面積：取q=2.0m3/m2hA=Qmax/q=900（m2）解：2）沉淀部分有效水深：h2=qt=3（m）其中t=1.5，沉淀時間；3）沉淀部分有效容積：V=Qmax×t=(43200/24)×1.5=2700(m3)4）池長：v，最大設計流量時的水平流速，取5mm/s（初沉池<7mm/s；二沉池<5mm/s）。L=3.6vt=3.6×5×1.5=27(m)例題：最大流量為43200m3/d，設計人口25萬，沉淀時間為1.5h，求沉淀池各部分尺寸。5）池子總寬度：B=A/L=900/27=34(m)6）池子個數(shù)（分格數(shù)）：n=B/bb,每個池子（或分格數(shù)）寬度，取b=4.5mn=34/4.5=8(個)7）污泥部分所需容積：Vw=SNT/1000S：每人每日污泥量，L/人d,一般取0.3－0.8L/人d，取0.5N：設計人口，250000；T：兩次清泥間隔，d，取T=2d。Vw=SNT/1000=250(m3）每個污泥池需要的污泥部分容積為：Vw’=Vw/n=250/8=32(m3)例題：最大流量為43200m3/d，設計人口25萬，沉淀時間為1.5h，求沉淀池各部分尺寸。8)污泥斗容積：S1，上斗口面積，m2；S2，下斗口面積，m2；h4’泥斗高度，m。取上斗尺寸為4.5m×4.5m,下斗尺寸為0.5m×0.5mH4’=

=3.46(m),帶入計算得：V1=26(m3)

例題：最大流量為43200m3/d，設計人口25萬，沉淀時間為1.5h，求沉淀池各部分尺寸。9)污泥斗以上梯形部分污泥容積L1，梯形上底長，m；L2，梯形下底長，m；h4’’，梯形高。L1=L+0.3+0.5=27.8(m),L2=4.5(m),h4’’=(L-0.3-4.5)×0.01=0.158(m),帶入計算得：V2=9（m3）

總?cè)莘e=V1+V2=26+9=35(m3)>32(m3)10)池子總高：H=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+3+0.5+3.46+0.158=7.42(m)取整7.5mH3,緩沖層高，一般為0.3-0.5m，這里取0.5m。如何提高沉淀效果1.設備、技術(shù)更新：采用新型沉淀池（如斜板沉淀池、S3D沉淀池）2.合理運用曝氣工藝：曝氣引起自然絮凝作用，提高沉淀效果5%-8%3.運用新型絮凝劑，提高絮凝效果：生物絮凝劑、高分子絮凝劑等等設人口數(shù)N=60000，最大污水量為0.13m3/s，試設計豎流式沉淀池。設中心管內(nèi)流速v0=0.03m/s,池數(shù)=4(1)則每池最大設計流量為中心管面積(2)沉淀部分有效斷面積A設表面負荷q‘=2.52（m3/m2h）則上升流速v=q’=0.0007（m/s）(3)池直徑（4）有效水深h2，設t=1.5h設人口數(shù)N=60000，最大污水量為0.13m3/s，試設計豎流式沉淀池。(5)校核池徑水深比(6)校核集水槽每米出水堰負荷(7)污泥體積V設排泥周期T=2d，s=0.5L(每人每天濕污泥量)(8)每池污泥體積(9)設錐底直徑d‘=0.4m，坡腳角度α=550設人口數(shù)N=60000，最大污水量為0.13m3/s，試設計豎流式沉淀池。(10)中心管直徑(11)中心管喇叭口下緣與反射板垂直距離h3設過該縫隙污水流速v1=0.02m/s喇叭口直徑d1=1.35d0=1.58(m)(12)總高h1超高，