平流式沉砂池設(shè)計參數(shù)

10/11平流式沉砂池設(shè)計參數(shù)為了削減城市污水處理系統(tǒng)中水泵與其它機(jī)械設(shè)備的磨損，保證沉淀池、曝氣池等處理構(gòu)筑物功能的正常發(fā)揮，沉砂池是城市污水處理廠必不行少的預(yù)4種：豎流式沉砂池，渦流式沉砂池，平流式沉砂池和曝氣式沉砂池。豎流式沉砂池除砂效率差，運(yùn)行治理不便，因而在國內(nèi)外城市污水處理廠很少承受。渦流式沉砂池盡管有占地小，除砂效率高等優(yōu)點，在興盛國家得到較廣泛的應(yīng)用，然而，與這種池型配套的除砂設(shè)備均為國外專利，因此，渦流式沉砂池在國內(nèi)的普及為時尚早。平流式沉砂池因構(gòu)造簡潔，除砂效果好，加之除砂設(shè)備國產(chǎn)化率高，已成為我國城市污水處理廠沉砂池的主要池型。曝氣沉砂池具有除砂效率高，尤其是有機(jī)物與砂分別效果好等優(yōu)點大有取代平流式沉砂池之勢，但在南方城市污水廠水質(zhì)濃度較低的條件下，曝氣沉砂池并不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。況且，曝氣沉砂池的根本池型仍是平流式沉砂池。毫無疑義，平流式沉砂池在今后城市污水廠的建設(shè)中，仍將有一席之地。因此，應(yīng)充分重視平流式沉砂池的設(shè)計?！?】影響平流式沉砂池效率的因素①排水體制合流制排水系統(tǒng)接納的城市污水不同于分流制排水系統(tǒng)。前者由于暴雨對屋面、街道的沖刷，使得進(jìn)入城市污水廠平流式沉砂池的合流制污水夾帶大量來自建筑工地、燃燒小煤爐的泥沙煤屑等雜質(zhì)。假設(shè)設(shè)計的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時間缺乏，則很多雜質(zhì)來不及沉淀，過快的水流將雜質(zhì)帶入后續(xù)處理構(gòu)筑物，從而影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的運(yùn)行，甚至危及整個污水廠的正常運(yùn)行。與此相反，分流制排水系統(tǒng)接納的城市污水，水量穩(wěn)定，所含雜質(zhì)質(zhì)量少，所以，實行較大的水平流速和較短的停留時間，往往能獲得抱負(fù)的除砂效果。②初沉池初沉池是城市污水廠一種預(yù)處理構(gòu)筑物，通常設(shè)在沉砂池之后。其作用是降低城市污水中的懸浮固體濃度。依據(jù)城市污水二級處理工藝要求，有需要設(shè)置和不需要設(shè)置初沉池兩種狀況。通常，實行一般活性污泥法二級生物處理的城市污水廠必需設(shè)置初沉池。由于較長時間停留〔〔1.0~2.0〕h〕的初沉池彌補(bǔ)了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時間過短的缺乏，大量來不及在平流式沉砂池沉淀的小粒徑雜質(zhì)在初沉池得到有效地沉淀，從而保證曝氣池、二沉池等處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。這也是為什么設(shè)置在平流式沉砂池之后的沉淀池拍你中有機(jī)物所占比例較大的緣由。在不需要設(shè)置初沉池的城市污水廠，假設(shè)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計平流式沉砂池，運(yùn)行中消滅排沙管堵塞的問題。平流式沉砂池〔0.3m∕s，停留30s的狀況下〕0.2mm90%0.1mm35%左右?！?】③除砂設(shè)備除砂設(shè)備用于沉砂池，取出池底截留下來的密度大于水的砂、石等無機(jī)顆粒。隨著處理工藝的進(jìn)展，除砂設(shè)備的型式構(gòu)造多種多樣。其集砂方式有兩種：即刮砂型和吸砂型。刮砂型是將沉積在池底的砂粒刮集至池心〔邊〕坑〔溝〕內(nèi)，再清洗提升，砂水分別后輸送至池外盛砂容器內(nèi)，待外運(yùn)處置。吸砂型則用砂泵將池底層的砂水混合液抽至池外，經(jīng)砂水分別后的砂粒輸送至盛砂容器內(nèi)待外運(yùn)處置。排砂設(shè)備按排砂方式又分為重力排砂和機(jī)械排砂兩類。重力排砂方式通過在砂斗上加排砂管和雙向密封無凹槽刀閘閥進(jìn)展排砂，配套使用貯砂池進(jìn)展砂水分別?！?】機(jī)械除砂設(shè)備一般有鏈條式刮砂機(jī)和行車式砂22鏈條式刮砂機(jī)與行車式砂泵除砂機(jī)除砂效率平流式沉砂池〔鏈條式刮砂機(jī)〕曝氣沉砂池〔行車式砂泵除砂機(jī)〕設(shè)計參數(shù)：0.3m∕s,停留設(shè)計參數(shù)：0.1m∕s,30s.150s.砂粒粒徑∕mm0.10.150.200.25除砂效率∕%317089砂粒粒徑∕mm0.10.150.20除砂效率∕%〔停頓曝氣〕798895930.25982中，設(shè)置的沉砂池型及其設(shè)計參數(shù)不一樣，承受的除砂設(shè)備也不一樣，根本無法比較兩種不同除砂設(shè)備的優(yōu)劣。有一點是確定的，即停頓曝氣狀態(tài)下的曝氣沉砂池由于停留時間比平流式沉砂池長，池內(nèi)水平流速比平流式沉0.20mm以上的砂粒去除率相差不大，但對細(xì)小砂粒去除率比平流式沉砂池高得多。在缺乏可比資料狀況下，照舊可以從行車式砂泵除砂機(jī)和鏈條式刮砂機(jī)的構(gòu)造和除砂原理兩方面進(jìn)展分析。行車式砂泵除砂機(jī)承受砂泵吸砂，關(guān)心砂水分別器的有效分別，使得該設(shè)備對細(xì)小砂粒的去除率具有獨(dú)特的優(yōu)勢。而鏈條式刮砂機(jī)的刮板刮砂動作與池內(nèi)水流相反，由于刮板刮砂時的攪動與水流的裹攜作用，沉淀在沉砂池末端的細(xì)小砂粒在被刮至砂斗前極易泛起，并被水流帶入后續(xù)處理構(gòu)筑物。換言之，同一池型的沉砂池，承受鏈條式刮砂機(jī)除砂效率遠(yuǎn)不如承受行車式砂泵除砂機(jī)除砂效率高。盡管上述因素會影響平流式沉砂池的除砂效率，但打算平流式沉砂池的塵沙效率的應(yīng)當(dāng)首推水力停留時間和池內(nèi)水平流速。沉砂池的改進(jìn)平流式沉砂池的功能是除去城市污水中的砂粒、煤渣、果核等．以提高后續(xù)沉淀池中污泥的利用和輸送．減輕沉淀池負(fù)荷和改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件。平流式沉砂池在設(shè)計時要考慮的關(guān)鍵性問題就是如何通過合理的水力設(shè)計，使盡可能多的砂粒得以沉降并以牢靠便捷的方式排出池外，以及如何使溢出的水含砂量盡可能的少。平流式沉砂池承受分散性顆粒的沉淀理論設(shè)計，只有當(dāng)污水在沉砂池中的運(yùn)行時間等于或大一涉及的砂粒沉降時間時，才能夠?qū)崿F(xiàn)砂粒的截留，因此池長依據(jù)水平流速和污水的停留時間來確定。按污水的水平流速和停留時間設(shè)計平流式沉砂池池長見〔1〕式L=VT(1)式中：L—xx，m;T—污水在沉砂池中的停留時間，s;V—沉砂池內(nèi)水流的平均水平流速，m∕s.由式〔1〕可知，沉砂池內(nèi)水流的平均流速V越大，則沉砂池的長度L就越長；污水在沉砂池中的停留時間T越長，即所要沉降的泥砂顆粒粒徑越小，沉砂池的長度就越長。水平流速越小，流速分布越均勻，就越有利于泥砂的沉降，相應(yīng)沉砂池的長度也就越小。而平流式沉砂池污水的停留時間比較短〔30~60s〕,在這么短的停留時間內(nèi)大局部細(xì)顆粒泥砂都會越過溢流堰進(jìn)入下級處理系統(tǒng)，所以細(xì)顆粒泥砂的沉淀效率一般都很低，假設(shè)想要加大細(xì)顆粒泥砂的沉淀效率就勢必要增大沉砂池的長度，而僅靠加大沉砂池的長度來增大細(xì)顆粒泥砂的沉淀效率是不經(jīng)濟(jì)的。實際運(yùn)行中，由于進(jìn)水的水量及含砂量的狀況是不斷變化的，甚至變化幅度很大，因此當(dāng)進(jìn)水波動較大時，即使沉砂池各種尺寸都滿足設(shè)計要求，平流式沉砂池的去除效果也還是很難保證。為此，對傳統(tǒng)的平流式沉砂池進(jìn)展了改進(jìn)，設(shè)計提出了一種型的平流式沉砂池。該沉砂池可以削減沉砂池內(nèi)水流的波動，使得沉砂池內(nèi)的流速分布比較均勻，使之在不加大沉砂池長度的前提下提高細(xì)顆粒泥砂的沉淀效率。①增設(shè)調(diào)流墻沉砂池的進(jìn)水裝置要求水流均勻地分布在整個池子的橫斷面上，以免造成股流，削減紊流對沉淀產(chǎn)生的影響，削減死水區(qū)，提高沉砂池的容積利用系數(shù)。沉砂池的進(jìn)水裝置較多承受的是在沉砂池進(jìn)口處設(shè)一穿孔墻，靠增大阻力的方法使進(jìn)水均勻。但實際觀測顯示，穿孔墻雖然對水流的調(diào)整具有確定的作用，但效果并不是很明顯，對較小粒徑的泥沙顆粒還是不能使其沉D<0.6mm時，砂粒很簡潔被水流帶走。為此，對穿孔墻進(jìn)展了改進(jìn)，即在沉砂池進(jìn)水處，原來穿孔墻位置設(shè)置了調(diào)流墻。調(diào)流墻的目的是在來水流后，在很短的時間內(nèi)調(diào)整沉砂池內(nèi)的水流構(gòu)造，使水流流速分布均勻，在沉砂池總體長度不增加的狀況下最大限度地增加有效沉砂長度，提高沉砂池的沉砂效率。同時由于流速分布變得比較均勻，紊動影響較弱，這樣污水的停留時間就會相應(yīng)加長，從而細(xì)顆粒泥砂的沉淀效率就會加大。從水力學(xué)角度看，調(diào)流墻的主要作用就是消能，把由入流渠流入的具有較大動能和紊動強(qiáng)度的污水調(diào)整成具有較小動能和紊動強(qiáng)度，同時使水流流速減小，并且要均勻分布。因此調(diào)流墻的設(shè)計原則就是使沉砂池內(nèi)的水流流速分布均勻，水流流速小。在沉砂池進(jìn)水處設(shè)置調(diào)流墻后，主要將直接頂沖在調(diào)流墻上，然后對稱地向兩側(cè)集中。通過試驗和水利分析，打算在調(diào)流墻上布設(shè)不同孔徑的孔洞作為出水口，來調(diào)整水量沿橫向和垂向的安排，是水流經(jīng)過調(diào)流墻后在整個沉砂池內(nèi)形成均勻的流態(tài)。調(diào)流墻孔徑沿垂向可布設(shè)成幾排，并且每排的孔徑大小應(yīng)不同，一般流速大的位置孔徑應(yīng)當(dāng)小，流速小的位置應(yīng)當(dāng)大；沿橫向同一排孔的孔徑也應(yīng)當(dāng)不同，中間流速大相應(yīng)孔徑應(yīng)當(dāng)小一些，兩側(cè)流速小相應(yīng)孔徑應(yīng)當(dāng)大一些，并且兩側(cè)要對成分布，最下一排孔應(yīng)高于積泥區(qū)0.5m，以免沖起積泥。此外設(shè)計調(diào)流墻孔洞是還要考慮過水力氣的問題，即要滿足來水流量的要求，不能使調(diào)流墻上下游的水位差過大，也就是要考慮強(qiáng)度問題這就要求調(diào)流墻孔洞的種類數(shù)量不宜過多。②增設(shè)溢流槽含砂水經(jīng)過沉砂池沉淀處理后，一般由溢流堰流出進(jìn)入后續(xù)沉淀處理系統(tǒng)，由溢流堰流出的水雖然含砂量明顯削減，但照舊還是含有確定數(shù)量的泥砂。我們可以在溢流堰上沿水流方向增設(shè)幾道溢流槽來解決這一問題，通過增設(shè)溢流槽可以有效地增加溢流長度，進(jìn)而可以充分降低溢流堰的堰上水頭，這樣就可以只讓表層含砂量很低的水溢出，從而大大提高沉砂池的沉淀質(zhì)量，特別是對細(xì)顆粒泥砂的沉淀具有很好的效果。由于沉砂池的進(jìn)水處水流紊動較大，假設(shè)在進(jìn)水處也布設(shè)溢流堰，就會在溢流槽內(nèi)形成回流，使進(jìn)水處含沙量較大的水進(jìn)入溢流槽，這對取得表層含沙量小的水反而不利；同時再考慮到施工和強(qiáng)度等方面的緣由，可只在沉砂池末端確定距離內(nèi)布設(shè)溢流槽，這樣既有利于取得表層含沙量小的水，也簡潔滿足施工和強(qiáng)度等方面的要求。溢流槽的截面外形可依據(jù)需要和施工便利設(shè)計成矩形或半圓形。③排砂裝置改進(jìn)以及設(shè)置關(guān)心沖砂設(shè)施平流式沉砂池常用重力排砂與機(jī)械排砂兩類。重力排砂的有點事排砂的含水率低，排沙量簡潔計算，但沉砂池需要高架或挖小車通道，造價比較高；機(jī)械排砂的有點事機(jī)械化程度高，工作條件好，但同時也需要很多其他配套設(shè)施，造價較高。為此，設(shè)計了一種簡便經(jīng)濟(jì)的排砂方法，既可以進(jìn)展重力排砂又可以進(jìn)展機(jī)械排砂。在沉砂池底部設(shè)置了排砂裝置，由一層帶沖砂孔的平板把上下兩層隔開，上部為明流，流速很低；下部為壓力流，水由上部水池通過沖砂孔口注入下部廊道，廊道內(nèi)流速很高，能夠沖走進(jìn)入廊道內(nèi)的泥砂。當(dāng)沉砂池不進(jìn)展排沙時，泥砂就會沉降在沖砂孔的四周，并由沖砂孔流入排砂廊道，這樣隨著泥砂的不斷沉降，排砂廊道就會被泥砂填滿，當(dāng)泥砂淤積到確定高度時就可以用機(jī)械裝置進(jìn)展排砂。但這樣會很簡潔造成排砂廊道的堵塞，從而使整個排砂裝置不能正常工作，可以通過下面的方法來改進(jìn)。設(shè)置沖砂孔。在沉砂池底部平板的一側(cè)間隔設(shè)一些沖砂孔，這樣沉降的泥砂就會由排砂裝置一側(cè)的沖砂孔進(jìn)入，沖砂孔的最大間距可依據(jù)泥砂的水下休止角和泥砂淤積的外形通過試驗確定。設(shè)豎向擋板。中間設(shè)一豎向擋板，擋板在底部留一開口，當(dāng)不進(jìn)展沖砂時泥砂就會沉降在沉砂池的底部，并把沖砂孔掩蓋，一局部泥砂也會由沖砂孔進(jìn)入排砂廊道，但是由于擋板的開口在下部，擋板一側(cè)上方有一局部氣體的壓強(qiáng)作用，沉降的泥砂就不會把排砂廊道的整個截面填滿，于是整個排砂裝置也就不會被堵塞。設(shè)置關(guān)心沖砂設(shè)施。當(dāng)不進(jìn)展沖砂時，淤積在排砂廊道內(nèi)的泥砂可能會比較密實，沖洗時僅靠由沖砂孔流入的水就不能將廊道內(nèi)的泥砂沖走，于是在排砂廊道側(cè)面設(shè)置了關(guān)心沖砂設(shè)施，其進(jìn)口放置在沉砂池的上游水外表，這樣沖砂時就可由關(guān)心沖砂設(shè)施流進(jìn)的水對排砂裝置內(nèi)淤積的泥砂進(jìn)展沖洗，這樣就不會淤積在廊道內(nèi)；當(dāng)沉砂池連續(xù)沖砂或不進(jìn)展沖砂時，可以由設(shè)置的閘門將關(guān)心沖砂設(shè)施關(guān)閉，以節(jié)約沖砂用水?！?】平流式沉砂池設(shè)計xxLL=vt式中：L—xx，m;v—最大設(shè)計流量時的速度，m/s;t—最大設(shè)計流量時的停留時間，s;(2)AA=Qmax／v式中：A—水流斷面面積，m;Qmax—最大設(shè)計流量，m3／s?！?〕xx總寬度BB=A／h2式中：B—xx總寬度,m;h2—設(shè)計有效水深，m。貯砂斗所需容積V式中：V—沉砂斗容積，m3；X—0.03L／m3；T—排砂時間的間隔，t;Kz—污水流量總變化系數(shù)。貯砂斗各局部尺寸計算b1=0.5m;60°；則貯砂斗的上口寬b2為：b2=2h3＇／tg60°+b1貯砂斗的容積V1：V1=h3＇[S1+S2+(S1·S2)?]／3式中：V1—貯砂斗容積，m3;貯砂斗高度，m;S1,S2—分別為貯砂斗下口和上口的面積，㎡。按這種設(shè)計方法可能導(dǎo)致計算得到的貯砂斗上寬大于或小于沉砂池寬的狀況，這與工程實際不符。實際工程中，貯砂斗上口寬與沉砂池的吃款是一樣的，故設(shè)計計算時應(yīng)先確定貯砂斗的上口寬就是沉砂池的池寬，再去設(shè)計計算貯砂斗的高度、上口長度，同時依據(jù)所需容積進(jìn)展校核，而不是事先將貯砂斗的上口定為正方形?！?】貯砂室的高度h3(7)xx總高度HH=h1+h2+h3式中：H—xx總高度，m;h1—超高，m?！?〕核算最小流速Vmin=Qmin／(n1·Amin)式中：Qmin—設(shè)計最小流量，m3／s;n1—最小流量時工作的沉砂池數(shù)；Amin—最小流量時沉砂池中的過水?dāng)嗝婷娣e，㎡。4.排砂設(shè)備的選型砂水分別器的選型應(yīng)依據(jù)每日沉砂量確定，而沉砂量取決于排水系統(tǒng)的特性、排水區(qū)域的性質(zhì)、污水的狀況、工業(yè)廢水的類型、地區(qū)的沙