環(huán)保設(shè)備及應(yīng)用-沉淀池

沉淀池 一 沉淀池類型二 沉淀池結(jié)構(gòu)三 沉淀池設(shè)計(jì) 一 沉淀池類型 一 沉淀池類型 沉淀池三種流態(tài) 平流式沉淀池示意圖 豎流式沉淀池示意圖 進(jìn)水 出水 中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖 進(jìn)水 出水 排泥 沉淀池特點(diǎn)與適用條件 沉淀池由五部分組成 進(jìn)水區(qū)出水區(qū)沉淀區(qū) 貯泥區(qū) 貯存 濃縮與排放污泥 緩沖區(qū) 避免水流帶走沉在池底的污泥 二 沉淀池結(jié)構(gòu) 緩沖區(qū) 功能是使水流的進(jìn)入與流出保持平穩(wěn) 以提高沉淀效率 一 平流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖 沉淀區(qū) 目前多采用如下圖所示的鋸齒形溢流堰 這種溢流堰易于加工 也比較容易保證出水均勻 水面應(yīng)位于齒高度的1 2處 浮渣槽 出流堰 擋板 鋸齒形出水堰 浮渣槽 二 輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)圖 進(jìn)水槽 刮泥裝置 出水堰 出水槽 輻流式沉淀池結(jié)構(gòu) 出水堰 出水槽 刮泥裝置 沉淀池中心進(jìn)水套管 豎流式沉淀池的平面可為圓形 正方形或多角形 直徑或邊長(zhǎng)一般在8m以下 多介于4 7m之間 緩沖層0 3m 豎流式沉淀池的深 寬 徑 比一般不大于3 通常取2 三 豎流式沉淀池的構(gòu)造 四 新型沉淀池 1 傳統(tǒng)沉淀池的缺點(diǎn) 一 去除率不高 常用的沉淀時(shí)間為1 5h 懸浮物的去除率一般在40 60 之間 很少超過(guò)80 二 這些沉淀池都體積龐大 占地面積較大 2 提高沉淀池的去除率 一 從原水水質(zhì)方面著手 采取措施 改變水中懸浮物質(zhì)的狀態(tài) 使其易于與水分離沉降 混凝就是比較有效的方法 二 從沉淀池的結(jié)構(gòu)方面著手 創(chuàng)造更適宜于顆粒沉降分離的條件 其中較為成熟的有預(yù)曝氣和各種類型的新型沉淀池 1 向心輻流式沉淀池 周邊進(jìn)水中心出水 一般的輻流式沉淀池 廢水是從中心進(jìn)入而在池四周出流 進(jìn)口處流速很大 呈紊流狀態(tài) 這時(shí)原廢水中懸浮物質(zhì)濃度亦高 紊流狀態(tài)阻礙了它的下沉 影響沉淀池的分離效果 而向心輻流式沉淀池與此恰恰相反 原廢水從池周流入 澄清水則從池中心流出 也可以采取池周進(jìn)水池周出水的方式 向心輻流式沉淀池圖 進(jìn)水槽 底部有孔 出水槽 出水堰 出水堰前擋板 進(jìn)水擋板 深入水下約3 4水深 2 預(yù)曝氣輻流式沉淀池 污水入口 污泥排出管 污泥懸浮層 預(yù)曝氣室 沉降區(qū) 斜流式沉淀池是在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而構(gòu)成 它由斜板 管 沉淀區(qū) 進(jìn)水配水區(qū) 清水出水區(qū) 緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成 按斜板或斜管間水流域污泥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向來(lái)區(qū)分 斜流式沉淀池有同向流和異向流兩種 污水處理中常采用升流式異向流斜流沉淀池 異向斜流式沉淀池中 斜板 管 于水平面呈60 角 長(zhǎng)度通常為1 0m左右 斜板凈距 或斜管孔徑 一般為80 100mm 斜板 管 區(qū)上部清水區(qū)水深為0 7 1 0m 底部緩沖層高度為1 0m 3 斜板式沉淀池 斜板式沉淀池的構(gòu)造 1 進(jìn)水管 2 配水槽 3 斜板 4 集水槽 5 出水落水斗 6 污泥斗 7 排泥管 斜流沉淀池具有沉淀效率高 停留時(shí)間短 占地少等優(yōu)點(diǎn) 在給水處理中得到比較廣泛的應(yīng)用 在廢水處理中應(yīng)用不普遍 在選礦水尾礦漿的濃縮 煉油廠的含油廢水的隔油等已有較成功的經(jīng)驗(yàn) 在印染廢水處理和城市污水處理中也有應(yīng)用 斜板式沉淀池在廢水處理中的應(yīng)用 三 沉淀池的設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 沉淀池的設(shè)計(jì)包括功能構(gòu)造設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 前者是指確定各功能分區(qū)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 以滿足各自功能的實(shí)現(xiàn) 后者是指確定沉淀池的整體尺寸和各構(gòu)件的相對(duì)位置 2 設(shè)計(jì)良好的沉淀池應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求 有足夠的沉降分離面積 入流區(qū)和出流區(qū)結(jié)構(gòu)合理 能均勻布水和集水 有尺寸適宜 性能良好的污泥 浮渣收集和排放設(shè)備 進(jìn)行沉淀池設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是廢水流量 水中懸浮固體濃度和性質(zhì)以及處理后的水質(zhì)要求 因此 必須確定有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 其中包括沉降效率 沉降速度 或表面負(fù)荷 沉降時(shí)間 水在池內(nèi)的平均流速以及泥渣容重和含水率等 這些參數(shù)一般需要通過(guò)試驗(yàn)取得 若無(wú)條件 也可根據(jù)相似的運(yùn)行資料 因地制宜地選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 二 沉淀池的一般設(shè)計(jì)原則及參數(shù) 1 設(shè)計(jì)流量在合流制的污水處理系統(tǒng)中 當(dāng)廢水是自流進(jìn)入沉淀池時(shí) 應(yīng)按最大流量作為設(shè)計(jì)流量 當(dāng)用水泵提升時(shí) 應(yīng)按水泵的最大組合流量作為設(shè)計(jì)流量 在合流制系統(tǒng)中應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量校核 但沉淀時(shí)間應(yīng)不小于30min 2 沉淀池的只數(shù)對(duì)于城市污水廠 沉淀池的只數(shù)不應(yīng)少于2只 3 沉淀池的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于城市污水處理廠 如無(wú)污水沉淀性能的實(shí)測(cè)資料時(shí) 可參照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選用 4 沉淀池的有效水深 沉淀時(shí)間與表面水力負(fù)荷的相互關(guān)系 如后表所示 沉淀池的功能與負(fù)荷或停留時(shí)間的關(guān)系 5 沉淀池的幾何尺寸 沉淀池超高不少于0 3m 緩沖層高采用0 3 0 5m 貯泥斗斜壁的傾角 方斗不宜小于60 圓斗不宜小于55 排泥管直徑不小于200mm 6 沉淀池出水部分 一般采用堰流 在堰口保持水平 出水堰的負(fù)荷為 對(duì)初沉池 應(yīng)不大于2 9L s m 對(duì)二次沉淀池 一般取1 5 2 9L s m 亦可采用多槽出水布置 以提高出水水質(zhì) 7 貯泥斗的容積 一般按不大于2日的污泥量計(jì)算 對(duì)二次沉淀池 按貯泥時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)計(jì) 8 排泥部分 沉淀池一般采用靜水壓力排泥 靜水壓力數(shù)值如下 初次沉淀池不應(yīng)小于14 71kPa 1 5mH2O 活性污泥法的二沉池應(yīng)不小于8 83kPa 0 9mH2O 生物膜法的二沉池應(yīng)不小于11 77kPa 1 2mH2O 三 工藝尺寸計(jì)算1 有效沉淀面積 池長(zhǎng) 池寬 池深等 沉淀區(qū)有效容積V 沉淀區(qū)高度h1 對(duì)于輻流式沉淀池 依據(jù)沉淀面積即可確定沉淀池的直徑 對(duì)于平流式沉淀池 依據(jù)必需的長(zhǎng)寬比和寬深比可確定沉淀池的長(zhǎng)和寬 對(duì)于豎流式沉淀池 工藝尺寸的確定另外給出 有效沉淀面積A 2 水渠 配水區(qū) 墻或管 出水渠等 按輻流式 平流式沉淀池 豎流式沉淀池分別介紹 1 輻流式沉淀池 中心進(jìn)水周邊出水 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中心管 中心管管徑按流速應(yīng)大于0 4m s的最小沉速設(shè)計(jì) 導(dǎo)流筒 導(dǎo)流筒的深度一般為池深的一半 容積占沉淀容積的5 出水集水渠 現(xiàn)行輻流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的1 10R處 出水堰 單側(cè)或雙側(cè)三角堰 超高 緩沖區(qū) 超高不少于0 3m 緩沖層高采用0 3 0 5m 2 工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 有效水深h2 通常取1 2半徑處的深度值 或 f為中心管面積 表面積F F Q q 有效直徑 徑深比 徑 深 6 2 平流式沉淀池1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配水 平流式沉淀池的配水可采用進(jìn)水擋板或進(jìn)水穿孔墻等 出水 一般采用三角堰 集水 平流式沉淀池的集水采用多重集水渠 超高 緩沖區(qū) 超高不少于0 3m 緩沖層高采用0 3 0 5m 2 工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 沉降區(qū)表面積 沉淀區(qū)長(zhǎng)度 L2 V tV 5mm s t取1 5 2 0h 沉淀區(qū)寬度 B2 A L2 L2 b 4 5 不滿足長(zhǎng)寬比要求時(shí) 應(yīng)分為n格 當(dāng)采用機(jī)械刮泥時(shí) b還應(yīng)與刮泥機(jī)的衍架寬度相對(duì)應(yīng) 3 豎流式沉淀池 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配水 中心管 反射導(dǎo)流板出水 一般采用三角堰 集水 集水渠 2 工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 中心管 V1 30mm s 上升部分 V 0 3 1mm s 即q 2 0 3 0m3 m2 h 直徑D 上升深度h2 h2 V t無(wú)資料時(shí) t取1 5 2 0h 徑深比不大于3 超高 緩沖區(qū)高度 超高不少于0 3m 緩沖層高采用0 3 0 5m 優(yōu)缺點(diǎn) 排泥多采用重力排泥 簡(jiǎn)單易行 對(duì)Q波動(dòng)適應(yīng)能力小 適于中小廠 與平流式及輻流式不同 其ET 1 p0 100 3 泥斗 1 輻流式沉淀泥斗一般為圓臺(tái)形 上部直徑為2m 下部直徑為0 5 1m 泥斗傾角大于45 2 平流式沉淀池泥斗一般為 正 棱臺(tái)形 上部邊長(zhǎng)與池寬相同 若池寬較大時(shí)可設(shè)多個(gè)泥斗 下部邊長(zhǎng)一般為0 5 1 0m 泥斗傾角大于45 3 豎流式沉淀池泥斗圓臺(tái)形或 正 棱臺(tái)形 4 工藝裝備沉淀池的主要工藝裝備為刮泥機(jī) 刮泥機(jī)的設(shè)計(jì)主要按照沉淀池的形式 尺寸 直徑或?qū)挾?以及所需的排泥方式進(jìn)行 例平流式 1 入流區(qū)和出流區(qū)的設(shè)計(jì)平流式沉淀池的配水可采用進(jìn)水擋板或進(jìn)水穿孔墻等 作用是使廢水盡可能均勻地分布在沉降區(qū)的各個(gè)過(guò)流斷面 既有利于沉降 也使出水中不挾帶過(guò)多的懸浮物 出水一般采用三角堰 平流式沉淀池示意圖 2 沉降區(qū)的設(shè)計(jì)沉降區(qū)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定沉降區(qū)的長(zhǎng) 寬 高尺寸和沉淀池座數(shù)或分格數(shù) 其主要內(nèi)容如下 沉淀區(qū)有效水深 h2 qt式中q 表面負(fù)荷 t 污水沉淀時(shí)間沉淀區(qū)有效水深一般取2 0 4 0m 沉淀區(qū)總面積A 式中Q 最大設(shè)計(jì)流量 m3 h 沉淀區(qū)有效容積VV1 Ah2 Qt 沉淀區(qū)長(zhǎng)度L2 L2 3 6vtv 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速mm s 一般取v 5mm s t取l 5 2 0h 沉淀區(qū)總寬度B m B A L2L2 B 4 5不滿足長(zhǎng)寬比要求時(shí) 應(yīng)分為n格 當(dāng)采用機(jī)械刮泥時(shí) b還應(yīng)與刮泥機(jī)的衍架寬度相對(duì)應(yīng) 沉淀池座數(shù)或分格數(shù)nn B b n值不應(yīng)小于2 但也不宜過(guò)大 以免增大造價(jià) 沉淀池總長(zhǎng)度LL L1 L2 L3式中 L1 流入口至擋板距離 mL2 沉淀區(qū)長(zhǎng)度 mL3 流出口至擋板距離 m 校核 L2 b 4 L2 h2 8 12 1 若已知顆粒沉降速度u0 則沉淀區(qū)總面積和有效水深計(jì)算方法如下 A Qmax q Qmax u0 沉淀區(qū)有效水深h2 Qmax t A u0 t 式中Q 廢水設(shè)計(jì)流量 m3 h C0和C 分別為進(jìn)水和出水的SS濃度 mg L P 泥渣含水率 一般為95 97 泥渣容重 kg m3 P 95 時(shí) 取1000kg m3 T 排泥周期 一般取1 2d 3 污泥區(qū)計(jì)算 污泥斗的泥渣體積已知排泥周期和懸浮物濃度 泥渣體積Vw m3 按下式計(jì)算 式中a1和a2 分別為泥斗上 下底邊長(zhǎng) m h4 泥斗高度 m 泥斗壁傾角 按污泥滑動(dòng)性取45 60 設(shè)m為沉淀池的泥斗數(shù) 如mVd Vw 則能滿足要求 否則應(yīng)增加泥斗數(shù)或縮短排泥周期 對(duì)倒正棱臺(tái)形泥斗 其容積Vd m3 按下式計(jì)算 3 淀池總高H m 為 式中 h1 超高 為了適應(yīng)沖擊負(fù)荷的水位變化 有效水深以上應(yīng)有保護(hù)高度h1 常取0 3m h2 有效高度 mh3 緩沖層高度 當(dāng)沒(méi)有刮泥機(jī)時(shí) h3 hm 0 3 hm 為刮泥板高度 不設(shè)刮泥機(jī)時(shí) h3取0 5m h4 污泥區(qū)高度 mh5 污泥斗高度 m h1 h2 h3 h4 h5 例 某城市污水排放量為100000m3 d 懸浮物濃度C0為250mg L 試設(shè)計(jì)一平流式沉淀池 使處理后污水中懸浮物濃度不超過(guò)50mg L 污泥含水率為97 通過(guò)沉淀性能曲線查得 當(dāng)去除率為80 時(shí) 去除顆粒物的最小沉降速度為1 44m h 沉淀時(shí)間為65min 其中 取長(zhǎng)寬比為6 污泥區(qū)高度為2 8m 緩沖區(qū)高度為0 6m 沉淀區(qū)泥斗上下低面為正方形 上斗邊長(zhǎng)為6m 下斗邊長(zhǎng)為0 4m 泥斗傾角為45 流入口至擋板距離取0 5m 流出口至擋板距離為0 3m 解 1 表面負(fù)荷及沉淀時(shí)間由題意表面負(fù)荷數(shù)值上等于沉淀速度 所以表面負(fù)荷為q0 1 44m3 h 沉淀時(shí)間t0 65min 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷與設(shè)計(jì)沉淀時(shí)間為使設(shè)計(jì)留有余地 將表面負(fù)荷縮小1 5倍 沉淀時(shí)間放大1 75倍 即有 q q0 1 5 1 44 1 5 0 96m3 m2 h t 1 75t0 1 75 65 113 75min 1 9h 設(shè)計(jì)污水量Qmax 105 24 60 60 1 157 m3 s 4166 7 m3 h 2 沉淀區(qū)各部分尺寸確定 沉淀池總有效面積A Qmax q 416 7 0 96 434 06m3采用兩座沉淀池 每個(gè)池的