水处理工程水处理工程第四讲 格栅、沉砂池和沉淀池 物理处理法－格栅物理处理法－格栅平面格栅、曲面格栅固定格栅、回转格栅粗格栅（16－40mm）、细格栅（1.5－10mm）、超细格栅（0.2－1.5mm）人工清渣、机械清渣、水力清渣栅渣含水率：70－80％ 沉砂池沉砂池沉沉砂砂池池的的功功能能：：从废水中分离比重较大的无机颗粒（相对密度2.65，粒径0.2mm以上），如砂粒，炉灰渣、煤渣等沉沉砂砂池池位位置置和和作作用用：：设在泵站及沉淀池之前，保护水泵及管道免受磨损；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；使无机颗粒和有机颗粒分离，便于分别处理和处置设计原则：•数量不少于2个•按最大设计流量选择•城市污水每10万m3污水的砂量为3m3（每m3污水0.03L）•沉砂含水率60％，贮砂斗倾角不小于55度•超高不小于0.3m A A、平流式沉砂池、平流式沉砂池 B B、曝气沉砂池、曝气沉砂池 C C、旋流沉砂池、旋流沉砂池沉砂池的形式沉砂池的形式 平流式沉砂池的水流部分，实际平流式沉砂池的水流部分，实际上是上是一个一个加深加宽的明渠加深加宽的明渠，两端设，两端设有闸板，以控制水流。
有闸板，以控制水流在池底部设在池底部设1-21-2个贮砂斗，下设排个贮砂斗，下设排砂管开启贮砂斗的闸阀，即能将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泵排除泥砂，或利用高地或将沉砂池筑于高地，也利于排砂池筑于高地，也利于排砂普通沉砂池的一大普通沉砂池的一大缺点缺点是其是其截流截流的沉砂中夹杂一些有机物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，机物包覆的砂砾的截流效果不高，而且沉渣容易腐败发臭，难以处置而且沉渣容易腐败发臭，难以处置平流式沉砂池平流式沉砂池 设计参数（设计参数（P326））水平流速：0.15－0.3m/s停留时间：30－60s有效水深：1.2m，每格池宽不小于0.6m进水头部采用消能和整流措施池底坡度0.01－0.02 沉砂中有机物的含量低于沉砂中有机物的含量低于5%5%，一般长期存放不腐败一般长期存放不腐败 水平流速水平流速0.1m/s0.1m/s过水断面旋流速度过水断面旋流速度0.250.25－－0.4m/s0.4m/s停留时间大于停留时间大于2min2min宽深比宽深比1 1－－1.51.5，长宽比，长宽比5 5每每m3m3水曝气量水曝气量0.10.1－－0.2m30.2m3空气，曝气管孔径空气，曝气管孔径2.52.5－－6mm6mm曝气沉砂池曝气沉砂池 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 （见书P329） 平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜板式沉淀池平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜板式沉淀池沉淀池沉淀池 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平流式沉淀池平流式沉淀池 平流式沉淀池示意图平流式沉淀池示意图平流式沉淀池由平流式沉淀池由进水区、沉淀区、出水区和污泥区四部分组成进水区、沉淀区、出水区和污泥区四部分组成 进进水水区区的的作作用用是是使使水水流流均均匀匀分分布布在在整整个个断断面面上上，，尽尽可可能减少扰动能减少扰动 入口流速小于入口流速小于25mm/s25mm/s 为为了了保保证证不不冲冲刷刷已已有有的的底底部部沉沉积积物物，，水水的的流流入入点点应应高高出出污泥层面污泥层面0.5m0.5m以上 水水流流入入沉沉淀淀池池后后应应尽尽快快消消能能，，防防止止在在池池内内形形成成短短流流或或股股流。
流设置整流装置设置整流装置 进水区进水区 沉淀池沉淀池进口整流进口整流多采用穿孔槽外加挡板（或穿孔墙）的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：方法，沉淀池进水口布置形式如图示： 要要降降低低沉沉淀淀池池中中水水流流的的ReRe数数和和提提高高水水流流的的FrFr数数，，必必须须设设法法减减少少水水力力半半径径，，采采用用导导流流墙墙，，对对平平流流式式沉沉淀淀池池进进行行纵纵向分格等，均可减小水力半径，改善水流条件向分格等，均可减小水力半径，改善水流条件沉沉淀淀区区的的高高度度（（有有效效水水深深H H））与与其其前前后后有有关关处处理理构构筑筑物物的高程布置有关，一般约的高程布置有关，一般约3-4m3-4m沉沉淀淀区区的的长长、、宽宽、、深深之之间间相相互互关关联联，，应应综综合合考考虑虑，，还还应应核核算算表表面面负负荷荷一一般般，，L/B≥4L/B≥4，， L/H≥10L/H≥10，，每每格格宽宽度度3-3-8m8m，不宜大于，不宜大于15m15m沉淀区沉淀区 出水区出水区 沉沉淀淀后后出出水水应应尽尽量量在在出出水水区区均均匀匀流流出出。
沉沉淀淀池池常常见出水口布置形式见出水口布置形式 出流堰是沉淀效果好坏的重要条件，它不仅控制池内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水面的高程，而且对池内水流的均匀分布影响极大 应应防防止止池池内内水水流流产产生生偏偏流流现现象象尽尽可可能能减减少少单单位位堰堰长长的的过过流流量量，，因因此此堰堰的的施施工工必必须须精精心心，，尽量做的水平尽量做的水平 及及时时排排出出沉沉于于池池底底的的污污泥泥是是使使沉沉淀淀池池工工作作正正常常，，保保证证出出水水水水质的一项重要措施质的一项重要措施沉沉淀淀池池排排泥泥方方式式有有斗斗形形底底排排泥泥、、穿穿孔孔管管排排泥泥及及机机械械排排泥泥目目前前基基本本都都采采用用机机械械排排泥泥，，不不需需留留存存泥泥区区，，池池底底水水平平，，略略带带坡坡度以便放空度以便放空排泥方式：排泥方式：•刮泥：设置刮泥机（车），池底设计坡度刮泥：设置刮泥机（车），池底设计坡度0.01-0.020.01-0.02•污泥泵污泥泵排泥；排泥；•静水压力排泥（静水压力静水压力排泥（静水压力1.5-2.0m1.5-2.0m水头，排泥管径不小于水头，排泥管径不小于200mm200mm）。
•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污泥区（积泥区和排泥区） 污泥区和清水区之间应有一个缓冲区，其深度可污泥区和清水区之间应有一个缓冲区，其深度可取取0.3-0.5m0.3-0.5m，以减轻水流对存泥的搅动，也为存泥，以减轻水流对存泥的搅动，也为存泥留有余地留有余地沉淀池设计的一般原则沉淀池设计的一般原则 （书（书P335P335）） 1 1、设计流量、设计流量 2 2、池数、池数 3 3、沉淀池设计经验参数、沉淀池设计经验参数缓冲区缓冲区 若无沉淀数据可选取手册设计参数若无沉淀数据可选取手册设计参数 沉淀区的长度沉淀区的长度L L取决于水平流速取决于水平流速v v和停留时间和停留时间T T，即，即L=v*TL=v*T沉沉淀淀池池的的宽宽度度决决定定物物流流量量，，池池深深H H和和水水平平流流速速v v，，即即B=Q/H*vB=Q/H*v沉沉淀淀区区的的长长宽宽深深之之间间的的相相互互关关系系，，应应综综合合研研究究决决定定，，并并核核算算表面负荷率表面负荷率, ,核算核算L/B≥4L/B≥4，，L/H≥10L/H≥10。
有效水深有效水深3-4m3-4m，超高大于，超高大于0.3m0.3m，缓冲层高度，缓冲层高度0.3-0.5m0.3-0.5m 进水挡板进水挡板 ：：出水挡板出水挡板 ：：污泥斗的倾角污泥斗的倾角4545οο-60-60οο 放放大大系系数数：：根根据据试试验验数数据据进进行行放放大大负负荷荷缩缩小小1.51.5倍倍,HRT,HRT增增大大1.751.75倍倍平流式沉淀池的几何尺寸计算平流式沉淀池的几何尺寸计算 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平流式沉淀池设计草图平流式沉淀池设计草图 竖竖流流沉沉淀淀池池水水流流方方向向与与颗颗粒粒沉沉淀淀方方向向相相反反，，其其截截流流速速度度与与水水流上升速度相等流上升速度相等竖流式沉淀池多为竖流式沉淀池多为圆形，直径介于圆形，直径介于4-7m4-7m之间沉淀池的上部之间沉淀池的上部为圆筒形的沉淀区，为圆筒形的沉淀区，下部为截头圆锥状的下部为截头圆锥状的污泥区，中间为缓冲污泥区，中间为缓冲层竖流沉淀池竖流沉淀池 竖竖流流沉沉淀淀池池水水流流方方向向与与颗颗粒粒沉沉淀淀方方向向相相反反，，其其截截流流速度与水流上升速度相等。
速度与水流上升速度相等•当当颗颗粒粒发发生生自自由由沉沉淀淀时时，，其其沉沉淀淀效效果果比比平平流流式式沉沉淀淀池池中中低得多•当当颗颗粒粒具具有有絮絮凝凝性性时时，，则则上上升升的的小小颗颗粒粒和和下下沉沉的的大大颗颗粒粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快•沉沉速速等等于于水水流流上上升升速速度度的的颗颗粒粒将将在在池池中中形形成成一一悬悬浮浮层层，，对对上上升升的的小小颗颗粒粒起起拦拦截截和和过过滤滤作作用用，，因因而而沉沉降降效效率率比比平平流沉淀池高流沉淀池高竖流沉淀池特点竖流沉淀池特点 沉淀池的设计：沉淀池的设计： （（1 1）沉淀时间）沉淀时间t=1.5-2.5ht=1.5-2.5h；； （（2 2））表面负荷表面负荷q q0 0= 1.0-1.5m= 1.0-1.5m3 3/m/m2 2.h.h；； 对应对应u u0 0=q=q0 0（（参数选取参数选取）） （（3 3））有效水深有效水深H= qH= q0 0t t；； 池径池径D D与有效水深（与有效水深（H H）的比值不超过）的比值不超过3 3：：1 1。
（（4 4）池径）池径D D（（4-7m4-7m）） （（5 5））中心管设计中心管设计 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中心管设计参数）设计参数） 中心管设计方法中心管设计方法 中心管沉速小于中心管沉速小于30mm/s30mm/s缓冲层缓冲层: :反射板底距污泥表面为缓反射板底距污泥表面为缓冲层冲层, ,高度为高度为0.3 -0.5m 0.3 -0.5m 污泥斗：污泥斗：贮泥斗贮泥斗倾角为倾角为4545º-60-60º，，可采用可采用静压排泥或污泥泵排泥静压排泥或污泥泵排泥 集水槽集水槽多采用平顶堰或三角形锯齿多采用平顶堰或三角形锯齿堰，堰口最大负荷为堰，堰口最大负荷为1.5L/m1.5L/m·s s当池的直径大于当池的直径大于7m7m时，为集水均时，为集水均匀，还可设置辐射式集水槽匀，还可设置辐射式集水槽 辐辐流流式式沉沉淀淀池池是是 直直 径径 较较 大大（（ 20-30m20-30m）） 的的圆圆池池，，最最大大直直径径可可达达100m100m。
中中心心 深深 度度 为为 2.5-2.5-5.0m5.0m，， 周周 边边 深深度为度为1.5-3.0m1.5-3.0m辐流式沉淀池辐流式沉淀池中心进水周边进水 排泥方式：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，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，通过静压力或污泥泵排出，刮泥机一般每小时转刮泥机一般每小时转2-42-4周周主要设计参数：主要设计参数： 1 1、有效水深、有效水深H H不大于不大于4m4m；； 2 2、池直径、池直径D D不宜小于不宜小于16m16m，，D/H=6-12D/H=6-12 3 3、沉淀时间、沉淀时间 初沉池初沉池1-2h1-2h 二沉池二沉池1.5-2.5h1.5-2.5h 4 4、表面负荷、表面负荷q q0 0= 1.5-3.0 m= 1.5-3.0 m3 3/m/m2 2.h.h；； 5 5、池底坡度为、池底坡度为0.05-0.100.05-0.10；； 中心泥斗坡度中心泥斗坡度0.12-0.160.12-0.16。
进水区分离区出水区污泥区缓冲区清水区斜板斜板(管管)沉淀池沉淀池 斜斜板板（（管管））倾倾角角多多采采用用6060º，，斜斜板板（（管管））长长一一般般在在1.0-1.0-1.2m1.2m左右，板间距一般不小于左右，板间距一般不小于50mm50mm斜管管径斜管管径25-35mm25-35mm斜板材料：斜板材料：大多采用聚氯乙烯平板或波纹板；大多采用聚氯乙烯平板或波纹板；斜管斜管多为塑多为塑料片、波形石棉板、波形玻璃钢板粘合而成的蜂窝状管，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，常制成断面有正六边形、圆形、椭圆形等，常制成组装件组装件，便于，便于安装结构特点 斜板沉淀池的结构形式：斜板沉淀池的结构形式： 包括：包括：异向流、同向流及横向流异向流、同向流及横向流 进水方式：进水方式：大多采用异向流大多采用异向流斜斜板板（（管管））上上部部清清水水区区为为0.7-1.0m0.7-1.0m，，斜斜板板（（管管））下下部部为为配配水区大于水区大于1.5m1.5m（目的：布水均匀），布水区下部为（目的：布水均匀），布水区下部为污泥区污泥区。
出水方式：出水方式：采用穿采用穿孔集水管集水孔集水管集水 排泥方式：排泥方式：采用多斗排泥采用多斗排泥 斜板（管）沉淀池的优点：斜板（管）沉淀池的优点： （（1 1）水力条件好水力条件好 水流雷诺数可降至水流雷诺数可降至200200以下，以下， 弗罗德数可达弗罗德数可达1010-3-3-10-10-4-4数量级 （（2 2）处理能力比一般沉淀池大得多，）处理能力比一般沉淀池大得多， 表面负荷通常表面负荷通常9-11m9-11m3 3/m/m2 2.h.h（设计负荷）（设计负荷） （（3 3）处理效率高处理效率高 1－进水管；－进水管；2－配水槽；－配水槽；3－斜板；－斜板；4－集水槽；－集水槽；5－出水落水斗；－出水落水斗；6－污泥斗；－污泥斗；7－排泥管－排泥管 计算计算某污水处理厂原来采用长10m，宽2.5m的平流沉淀池，处理污水量为30m3/h现因主体工程扩建，水量增大到120m3/h，为适应水量变化，拟将平流池改为异向流斜板沉淀池，并确定斜板的宽度等于池宽2.5m，斜板长1m，板间距为80mm，倾角60度，斜板效率为75％，不考虑板厚，试问在保持原有沉淀效率不变的情况下，该改造方案是否可行？ 谢谢 谢！谢！ 个人观点供参考，欢迎讨论 。