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1、沉淀池的设计沉淀池的设计 掌握沉淀池设计计算步骤以及工艺参数的选择。参考书目： 孙力平等，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社1按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物。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1.1 沉淀池类型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沉淀池的几种流态沉淀池的几种流态4平流式沉淀池此图是1格还是3格？5平流式沉淀池6平流式沉淀池链带式刮泥常常链带式刮泥常常用于初
2、沉淀池，用于初沉淀池，二沉池由于污泥二沉池由于污泥含水率常常达含水率常常达99，不可能，不可能被刮板刮除，因被刮板刮除，因此常常采用静水此常常采用静水压或污泥泵排泥。压或污泥泵排泥。7普通辐流式沉淀池普通的采用中心进水方普通的采用中心进水方式，由于中心导流筒内式，由于中心导流筒内的流速较大，可达的流速较大，可达100mm/s，当作为二，当作为二沉池时，活性污泥在其沉池时，活性污泥在其中难以絮凝，并且这股中难以絮凝，并且这股废水向下流动时动能较废水向下流动时动能较大，易冲击池底污泥。大，易冲击池底污泥。故常用于粗沉池故常用于粗沉池8向心辐流式沉淀池导流区的作用：布水均匀、在区内形成回流促使污泥絮
3、导流区的作用：布水均匀、在区内形成回流促使污泥絮凝、设置较大的过水面积使得向下的流速较小而对池底凝、设置较大的过水面积使得向下的流速较小而对池底无冲击现象。无冲击现象。9上海嘉定水质净化厂辐流式初沉池10上海嘉定水质净化厂辐流式二沉池11圆形竖流式沉淀池由于水流向上运由于水流向上运动，较小的微颗动，较小的微颗粒也向上运动，粒也向上运动，在有絮凝性能的在有絮凝性能的颗粒中，可促进颗粒中，可促进相互碰撞而絮凝，相互碰撞而絮凝，因此在絮凝沉降因此在絮凝沉降中（如二沉池），中（如二沉池），其效果比平流式其效果比平流式好好12沉淀池特点与适用条件13浅层沉淀原理图14斜板沉淀池的构造特点：特点：沉降面积
4、增大、水力条件改善沉降面积增大、水力条件改善倾斜安装，是为了让污泥能顺利下滑落入污泥区。倾斜安装，是为了让污泥能顺利下滑落入污泥区。沉淀池的分隔，可以大大改善水力条件。水流通过隔沉淀池的分隔，可以大大改善水力条件。水流通过隔板，如果隔板间距足够小，板，如果隔板间距足够小， Re在在30300之间，水之间，水流处于层流状态，此时颗粒的沉降不受水流的影响，流处于层流状态，此时颗粒的沉降不受水流的影响，提高了沉降的稳定性，接近于理想条件下的高效率运提高了沉降的稳定性，接近于理想条件下的高效率运行。行。15浅层沉淀池（斜板沉淀池）常常用于初沉池，常常用于初沉池，用于二沉池当固用于二沉池当固体负荷较大时
5、，体负荷较大时，其处理效果不佳。其处理效果不佳。16沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。1.2 沉淀池组成Q导流板导流板污泥区污泥区进水区进水区穿孔挡板穿孔挡板出水区出水区出水堰出水堰沉淀区沉淀区缓冲区缓冲区17n设置进水区的目的是使水流均匀分布，且使悬浮颗粒通过截面进入沉淀区。在挡板系统后面，水流依进水构造的不同，呈现不同的流动形式，在在某某些些点点水水流流呈呈均均匀匀分分布布且且水水的的流流速速减减慢慢到到沉沉淀淀区区的的设设计计流流速速。在在这这些些点点，进进水水区区终终
6、止止，沉淀区开始。沉淀区开始。n如果进水区的设计不合理，进水流速将无法降低到沉淀区的设计流速。进水区的长度不能加到沉淀区的设计长度中去，两者的长度必须分开设计。进水区进水区18有孔整流墙有孔整流墙淹没孔与挡流板的组合淹没孔与挡流板的组合淹没孔与有孔整流墙淹没孔与有孔整流墙底孔入流底孔挡流板底孔入流底孔挡流板19n污泥储存区的构造和深度取决于清泥方式、清泥频清泥方式、清泥频率和估计的污泥量率和估计的污泥量等参数。所有这些参数都可以估算。n如果沉淀池足够长，则储存深度可由池的底部深度提供，否则必须在进水末端设置污泥斗。污泥区污泥区20n n在沉淀池内水流会经过很大的面积，流速缓慢。如果澄清水的在沉
7、淀池内水流会经过很大的面积，流速缓慢。如果澄清水的输出管道设置在沉淀池的末端，所有的水将会冲进管道，在沉输出管道设置在沉淀池的末端，所有的水将会冲进管道，在沉淀池内形成较高流速，从而导致已经沉淀的絮体上升，并混入淀池内形成较高流速，从而导致已经沉淀的絮体上升，并混入出水中。絮体洗出的现象称为出水中。絮体洗出的现象称为“ “冲洗冲洗” ”（scouringscouring）。产生的）。产生的原因之一是出水区的设计不合理。较理想的方式是原因之一是出水区的设计不合理。较理想的方式是设计一系列设计一系列水槽，以提供较大的面积使水流通过，并减少沉淀池中靠近出水槽，以提供较大的面积使水流通过，并减少沉淀池
8、中靠近出水区水流的速度。水区水流的速度。这些水槽称为堰这些水槽称为堰（weirsweirs）。）。在堰的后面再在堰的后面再将水流导入中央处的渠或管道，输送沉淀后的出水。与轻颗粒将水流导入中央处的渠或管道，输送沉淀后的出水。与轻颗粒相比，重颗粒所需要的堰较短。相比，重颗粒所需要的堰较短。n n典型的堰溢流率典型的堰溢流率溢流堰溢流堰2121221.3 沉淀池的运行方式连续式连续式污水中可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成，这是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。污水连续不断污水连续不断地流入与排出地流入与排出污水中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
9、管排出。工作过程：进水、工作过程：进水、静止、排水静止、排水间歇式间歇式2323提高沉淀池沉淀效果的有效途径沉淀池均存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大。提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法斜流式沉淀池对污水进行曝气搅动回流部分活性污泥曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用此法，可使沉淀效率提高5%8%，1m3废水的曝气量约0.5m3左右。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高10%15，BOD5的去除率也能增加15%以上，活
10、性污泥的投加量一般在100400mg/L之间。242. 设计流量的确定设计流量的确定 平均日流量平均日流量( (m m3 3/d) /d) 用来计算污水厂的栅渣量、沉砂量、污泥量、处理总水量、耗药量及年抽升电量设计流量设计流量( (m m3 3/h/h或或L/s) L/s) 用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物设计 最小污水流量最小污水流量( (m m3 3/h) /h) 常用于污水泵站最低水位及污水泵选型等252.1 平均日流量平均日流量(m3/d) 1.平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模目前我国对城市污水厂的规模按平均日流量划分如下：小型污水处理厂： 5104m3/d；中型污水处理厂
11、：（510） 104 m3/d；大型污水处理厂：10 104 m3/d。 2.平均日流量的确定一般根据人口当量计算，其计算方法参见排水工程（上册）及现行室外排水设计规范的有关规定。 262.2 设计流量设计流量(m3/h或或L /s) Kz为生活污水总变化系数Qp为平均日平均时污水流量（L/s）；最大设计流量和平均流量的关系为： Qmax=KzQp 273.1 3.1 工艺原理及设计资料工艺原理及设计资料 1.沉淀池的作用沉淀池的作用 沉淀池主要去除悬浮于污水中的可沉淀的固体物质。 按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主体的比重大的固
12、体悬浮物进行沉淀分离。二次沉淀池的作用是对污水中的以微生物为主体的、比重小的，因水流作用易发生上浮的生物固体悬浮物进行沉淀分离。 283.1 3.1 工艺原理及设计资料工艺原理及设计资料 2.一般规定一般规定(1)设计流量应按分期建设考虑：1)当污水为自流时，应按每期的最大设计流量计算。2)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算。3)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉沉淀淀时时间间不不宜宜小小于于30min 。(2)沉淀池的个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列考虑。(3)当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参考下表选用。(4)池子的超高至少采用池子的超高
13、至少采用0.30.3m m。(5)沉淀的有效水深(H)、沉淀时间(t)与表面负荷（q）的关系见下表。 293.1 工艺原理及设计资料工艺原理及设计资料 当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比亦为定值，即H/t= q。一般沉淀时间不小于一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用有效水深多采用24m(对辐流沉淀池指池垂直边水深)可参照下表选用。 303.1 工艺原理及设计资料工艺原理及设计资料(6)沉淀池的缓冲层高度，一般采用一般采用0.3-0.50.3-0.5m m。(7)污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方方斗斗不不宜宜小小于于60600 0，圆斗不宜采用小于550。(8)排泥管直径不应小于200
14、mm。(9)沉淀池采用静压排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。(10)初次沉淀池的污泥区容积宜按不不大大于于两两天天的污泥量计算，并应有连续排泥措施，机械排泥的初次沉淀池的污泥区容积宜按4h的污泥量计算。 313.1 工艺原理及设计资料工艺原理及设计资料(11)采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。(12)当每组沉淀池有2个池以上时，为使每个池的入流量均等，应在入流口设置调节阀门，以调整流量。(13)当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口，伸出水面，以便于疏通。在水面
15、以下1.52.0m处，由排泥管接出水平排出管，污泥借静水压力由此排出池外。(14)进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由池壁接入，不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。 323.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 平流式沉淀池平流式沉淀池（1）设计资料）设计资料1)池子的长宽比不小于长宽比不小于4 4，大型沉淀池可考虑设导流墙。2)一般采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。排泥机械行进速度为0.31.2m/min，一般采用0.60. 9m/min。3)池子的长深比不小于长深比不小于8 8。4)池底纵坡不小于纵坡不小于0.010.01。5)一般按表面负荷计算，按水平流速
16、校核。最大水平流速：初次沉淀池为初次沉淀池为7 7mm/smm/s；二次沉淀池为5mm/s。333.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题6)入口的整流措施343.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 7)出口的整流措施可采用溢流式集水槽。8)进出口处应设置挡流板，高出池内水面0.10.15m。挡流淹淹没没深深度度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0. 25m，一般为0.51. 0m；出口处一般为0.30.4m。挡挡板板位位置置：距进水口为0. 51. 0m；距出水口为0. 250.5m。353.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题9)在出水堰前应设置收集与排除
17、浮渣的设施（如可转动的排渣管、浮渣槽等）。当采用机械排泥时，可一并结合考虑。10)当沉淀池采用多斗排泥时，污泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排数一般不宜多于两排。363.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 (2)计算公式。当无污水悬浮物沉降资料时，可按下表计算。 373.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 383.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题(3)设计计算举例。设计计算举例。【例】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1.50h，采用链带式刮泥机，求沉淀池各部分尺寸。 393.2 沉淀池的设计及计算例题沉
18、淀池的设计及计算例题【解】按无污水悬浮物沉降资料。1)池子总面积：设设表表面面负负荷荷q=2.0mq=2.0m3 3(m(m2 2h)h)，设计流量：0.5m3/s，则 2)沉淀部分有效水深 3)沉淀部分有效容积 403.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 4）池长设水平流速设水平流速v=3.70mm/sv=3.70mm/s，则L=t3.6=3.71.53.6=20m5)池子总宽度 B=A/L=900/20=45m6)池子个数。设每个池子宽4.5m（是否合理？）（是否合理？）， 则n=B/b=45/4.5=10个 7)校核长宽比。长宽比L/b=20/4.5=4.44.0（符合要求
19、符合要求,合理）合理） 413.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题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，则每人每日污泥量以及污泥总体积为： 9)每格池污泥所需容积 423.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题10）污泥斗容积采用污泥斗见图。 433.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题11)污泥斗以上梯形部分污泥容积 443.2 沉淀池的设计及计算例题沉淀池的设计及计算例题 12)污泥斗和梯形部分污泥容积V1V226+935.00m325 m3 （设计合理）（设计合理）13)池子总高度。设缓冲层高度h3=0.50m，则 H0.33.00.53.627.42m45
