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1、1 授课内容： 第三节 理想沉淀池 第四节 沉淀池 第五节 沉砂池 2 第三节 理想沉淀池 理想沉淀池的假定条件： 进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各 进水断面上各点流速均相同； 悬浮物在沉淀过程中以等速下沉； 悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度 ，水流是稳定的。 悬浮物落到池底污泥区，不再上浮，即被除去。 3 在沉淀区的每个颗粒一面下沉，一面随水流水平运动 ，其轨迹是向下倾斜的直线。 沉速大于u0的颗粒可全部除去；沉速u0的颗粒因处 于水面以下，也可以除去一部分。例如：沉速为u的颗粒 被除去率为h/H或u/u0。 理想平流式沉淀池式意图 宽度(B) 高H /长度(L) 4 设
2、：处理水量Q(m3/s) 水平流速度v(m/s) 沉淀池宽度B(m)，长度L(m)，高度H(m) 水面面积A (m2)： A=BL 沉淀池容积V (m3)： V=BLH 故：颗粒在沉淀池内的沉淀时间t为： t=L/v=H/u0 V=Qt=HBL Q=V/t=HBL/t=Au0 有：u0=Q/A=q0 5 u0=Q/A=q0 Q/A的物理意义是：在单位时间内通过沉淀池 单位面积的流量，称为表面负荷或过流率，用q0 表示。表面负荷的量纲m3/(m2s)或m3/(m2h)。表 面负荷q0的数值等于颗粒沉速u0(m/s) 。 6 结论： 若沉速u0确定（由停留时间和水深确定）后 ，则沉淀池的表面负荷q
3、0值同时被确定。 由于u0=q0=Q/A，表明沉淀效率取决于颗粒沉 速或表面负荷，与池深和停留时间无关。 通过静止沉淀试验，根据要求达到的沉淀总 效率，求出颗粒沉速后，也就确定了沉淀池的表 面负荷(过流率)。 7 主要是由于池进口及出口构造的局限，使水流在 整个断面上分布不均匀，整个池子的有效容积未能得到充 分利用，一些沉淀池还存在死水区，因此，废水在沉淀池 中实际停留的时间要比理论停留时间短。 由于紊流的影响，悬浮颗粒的实际沉速比理想沉 速小。 实际沉速还受水温，风吹等因素的影响。 实际沉淀池与理想沉淀池是有区别的。 8 实际应用： 由于实际沉淀池受各种因素的影响，采用沉 淀试验数据时，应考
4、虑相应的放大系数。 9 第四节 沉淀池 按池内水流方向分类 平流式沉淀池 竖流式沉淀池 辐流式沉淀池 斜板式沉淀池 10 工作方式： 间歇式和连续式。 特点及适用条件： 平流式沉淀池 竖流式沉淀池 辐流式沉淀池 11 一、平流式沉淀池 平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一 端流处，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长 方形，可以是单个或多个串联。 12 平流式沉淀池有进水区、沉淀区、出水区和 污泥区四部分组成。 1、进水区 进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面 上，尽可能减少扰动。 入口流速小于25mm/s。 为了保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流 入点应高出污泥层面0.5m以上。 水流
5、入沉淀池后应尽快消能，防止在池内形 成短流或股流。设置整流装置。 13 沉淀池进口整流多采用穿孔槽外加挡板（或穿 孔墙）的方法，沉淀池进水口布置形式如图示： 14 2沉淀区 要降低沉淀池中水流的Re数和提高水流的Fr数， 必须设法减少水力半径，采用导流墙，对平流式 沉淀池进行纵向分格等，均可减小水力半径，改 善水流条件。 沉淀区的高度（有效水深H）与其前后有关 处理构筑物的高程布置有关，一般约3-4m。 沉淀区的长、宽、深之间相互关联，应综 合考虑，还应核算表面负荷。 一般，L/B4， L/H10，每格宽度3-8m， 不宜大于15m。 15 3出水区 沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。沉淀 池
6、常见出水口布置形式。 16 出流堰是沉淀效果好坏的重要条件，它不仅 控制池内水面的高程，而且对池内水流的均匀分 布影响极大。 应防止池内水流产生偏流现象。尽可能减 少单位堰长的过流量，因此堰的施工必须精心 ，尽量做的水平。 17 4污泥区（积泥区和排泥区） 及时排出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。 沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排 泥及机械排泥。目前基本都采用机械排泥，不 需留存泥区，池底水平，略带坡度以便放空。 18 排泥方式： （1）刮泥：设置刮泥机（车），池底设计 坡度0.01-0.02。 （2）污泥泵排泥； （3）静水压力排泥（静水压力1.5-2.0
7、m水 头，排泥管径不小于200mm）。 （4）如设有多个泥斗时，则无需刮泥装置 ，每个泥斗设独立的排泥管及排泥阀。 19 5、缓冲区 污泥区和清水区之间应有一个缓冲区， 其深度可取0.3-0.5m，以减轻水流对存泥的 搅动，也为存泥留有余地。 20 沉淀池设计的一般原则 1、设计流量 2、池数 3、沉淀池设计经验参数 （见下页） 21 若无沉淀数据可选取手册设计参数。 22 平流式沉淀池的几何尺寸计算 （1）沉淀区的长度L取决于水平流速v和停 留时间T，即L=v*T （2）沉淀池的宽度决定物流量Q，池深H 和水平流速v，即B=Q/H*v （3）沉淀区的长宽深之间的相互关系， 应综合研究决定，并
8、核算表面负荷率,核算 L/B4，L/H10。 23 （4）有效水深3-4m，超高大于0.3m，缓冲层 高度0.3-0.5m。 （5）进水挡板 ： （书P32） （6）出水挡板 ： （书P33） （7）污泥斗的倾角45-60 。 （8）放大系数：根据试验数据进行放大。 负荷缩小1.5倍 HRT增大1.75倍 24 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） 平流式沉淀池设计草图平流式沉淀池设计草图 25 二、竖流沉淀池 竖流沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向 相反，其截流速度与水流上升速度相等。 26 竖流沉淀池特点 竖流沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截流
9、速度 与水流上升速度相等。 （1）当颗粒发生自由沉淀时，其沉淀效果比平流式沉淀 池中低得多。 （2）当颗粒具有絮凝性时，则上升的小颗粒和下沉的大 颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。 （3）沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮 层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用，因而沉降效率比平 流沉淀池高。 27 结构： 竖流式沉淀池多为圆 形，直径介于4-7m之间。沉 淀池的上部为圆筒形的沉淀 区，下部为截头圆锥状的污 泥区，中间为缓冲层。 28 沉淀池的设计： （1）沉淀时间t=1.5-2.5h； （2）表面负荷q0= 1.0-1.5m3/m2.h； 对应u0=q0（参数选取）
10、（3）有效水深H= q0t； 池径D与有效水深（H）的比值不超过3：1。 （4）池径D（4-7m） （5）中心管设计 竖流沉淀池中心管内流速对悬浮物的去除有很大影 响。（中心管设计参数） 29 中心管设计方法 中心管沉速小于30mm/s 。 30 （6）缓冲层:反射板底距污泥表面 为缓冲层,高度为0.3 -0.5m 。 （7）污泥斗：贮泥斗倾角为45- 60，可采用静压排泥或污泥泵排泥。 （8）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/ms 。当池的直径大于7m时，为集水均匀 ，还可设置辐射式集水槽。 31 三辐流式沉淀池 辐流式沉淀池是直径较大（20-30m）的圆 池，最大
11、直径可达100m。中心深度为2.5-5.0m ，周边深度为1.5-3.0m。 32 辐流式沉淀池 结构 33 中心进水 周边进水 进水方式 34 排泥方式： 辐流式沉淀池大多数采用机械刮泥，将污 泥收集到中心泥斗，通过静压力或污泥泵排 出，刮泥机一般每小时转2-4周。 35 主要设计参数： 1、有效水深H不大于4m； 2、池直径D不宜小于16m，D/H=6-12。 3、沉淀时间 初沉池1-2h 二沉池1.5-2.5h 4、表面负荷q0= 1.5-3.0 m3/m2.h； 5、池底坡度为0.05-0.10； 中心泥斗坡度0.12-0.16。 四、斜板(管)沉淀池 进水区 分离区出水区 污泥区 缓
12、冲区 清水区 结构特点： （1）斜板（管）倾角多采用60，斜板（管 ）长一般在1.0-1.2m左右，板间距一般不小于 50mm。斜管管径25-35mm。 （2）斜板材料：大多采用聚氯乙烯平板或 波纹板；斜管多为塑料片、波形石棉板、波形玻 璃钢板粘合而成的蜂窝状管，断面有正六边形、 圆形、椭圆形等，常制成组装件，便于安装。 （3）斜板沉淀池的结构形式： 包括：异向流、同向流及横向流。 （4）进水方式：大多采用异向流。 （5）斜板（管）上部清水区为0.7-1.0m，斜 板（管）下部为配水区大于1.5m（目的：布水均 匀），布水区下部为污泥区。 （6）出水方式：采用穿孔集水管集水。 （7）排泥方式：
13、采用多斗排泥。 斜板（管）沉淀池的优点： （1）水力条件好。 水流雷诺数可降至200以下， 弗罗德数可达10-3-10-4数量级。 （2）处理能力比一般沉淀池大得多， 表面负荷通常9-11m3/m2.h（设计负荷） 。 （3）处理效率高。 41 第五节 沉砂池 （1）沉砂池的功能：从废水中分离比重较大的 无机颗粒，如砂粒，炉灰渣、煤渣等。 （2）沉砂池位置：设在泵站及沉淀池之前。 （3）沉砂池作用： A、保护水泵及管道免受磨损； B、使沉淀池中的污泥具有良好的流动性， 能防止排放与输送管道堵塞； C、使无机颗粒和有机颗粒分离，便于分别 处理和处置。 42 （4）沉砂池的形式： A、平流式沉砂池
14、 B、竖流式沉砂池 C、曝气沉砂池 43 一平流式沉砂池 平流式沉砂池是最常用的一种沉淀池，它的截 流效果好，工作稳定，构造简单，而且易于排除泥 砂。 44 结构特点： 平流式沉砂池的水流部分，实际上是一个加 深加宽的明渠，两端设有闸板，以控制水流。 在池底部设1-2个贮砂斗，下设排砂管。开启 贮砂斗的闸阀，即能将沉砂排出。还可利用射流 泵和螺旋泵排除泥砂，或利用高地或将沉砂池筑 于高地，也利于排砂。 45 二曝气沉砂池 （一）工作特点 普通沉砂池的一大缺点是其截流的沉砂中夹 杂一些有机物。对被有机物包覆的砂砾的截流效 果不高，而且沉渣容易腐败发臭，难以处置。 曝气沉砂池能够克服上述缺点。 沉砂中有机 物的含量低于5%，一般长期存放不腐败。 46 47 曝气的作用： 水力旋流使砂粒与有机物分离，沉渣不易 腐败； 气浮油脂并吹脱挥发性物质； 预曝气充氧、氧化部分有机物，防止污水 厌氧分解（脱臭）。 曝气沉砂池的设计 48 思考题： 1、自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降与 压缩沉降各有何特点？说明它们的内在联 系与区别，各适用在哪些场合？ 2、平流式沉淀池与竖流式沉淀池的工 作原理有什么区别？ 49 1、已知某工厂排放的废水量Q=6000 m3/d ，时变化系数1.5
