沉淀池【全國一等獎】

沉淀池水處理工程技術(shù)張寶軍教授主要內(nèi)容1)沉淀池的分類2)沉淀池的選用3)平流式沉淀池4)斜板(管)沉淀池

沉淀池沉淀池的分類作為依靠重力作用進(jìn)行固液分離的裝置，可以分為兩類：一類是沉淀有機(jī)固體為主的裝置，通稱為沉淀池；一類以沉淀無機(jī)固體為主的裝置，通稱為沉砂池。沉淀池的分類

(1)按沉淀池的水流方向不同，可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。

(a)(b)(c)圖

按水流方向不同劃分的沉淀池(a)-平流式沉淀池；(b)-豎流式沉淀池；(c)-輻流式沉淀池沉淀池①平流式沉淀池。被處理水從池的一端流入，按水平方向在池內(nèi)向前流動，從另一端溢出。池表面呈長方形，在進(jìn)口處底部設(shè)有污泥斗。沉淀池②豎流式沉淀池。表面多為圓形，也有方形、多角形。水從池中央下部進(jìn)入，由下向上流動，沉淀后上清液由池面和池邊溢出。沉淀池③輻流式沉淀池。池表面呈圓形或方形，水從池中心進(jìn)入，沉淀后從池子的四周溢出，池內(nèi)水流呈水平方向流動，但流速是變化的。沉淀池（2）按截流顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池、淺層沉淀池。斜板或斜管沉淀池的沉降距離僅為30～200mm左右，是典型的淺層沉淀池。斜板沉淀池中的水流方向可以布置成同向流（水流與污泥方向相同）、上向流（水流與污泥方向相反）、側(cè)向流（水流與污泥方向垂直）。(a)-同向流(b)-上向流(c)-側(cè)向流斜板斜管沉淀池沉淀池沉淀池的選用沉淀池的選用（4個方面）選用沉淀池時一般應(yīng)考慮以下幾個方面的因素:

(1)地形、地質(zhì)條件。不同類型沉淀池選用時會受到地形、地質(zhì)條件限制，有的平面面積較大而池深較小，有的池深較大而平面面積較小。例如平流式沉淀池一般布置在場地平坦、地質(zhì)條件較好的地方。沉淀池一般占生產(chǎn)構(gòu)筑物總面積的25～40%。當(dāng)占地面積受限時，平流式沉淀池的選用就會受到限制。沉淀池沉淀池的選用（4個方面）

(2)氣候條件。寒冷地區(qū)冬季時，沉淀池的水面會形成冰蓋，影響處理和排泥機(jī)械運(yùn)行，將面積較大的沉淀池建于室內(nèi)進(jìn)行保溫會提高造價，因此選用平面面積較小的沉淀池為宜。沉淀池沉淀池的選用（4個方面）

(3)水質(zhì)、水量。原水水質(zhì)中的濁度、含砂量、砂粒組成、水質(zhì)變化直接影響沉淀效果。例如斜管沉淀池積泥區(qū)相對較小，原水濁度高時會增加排泥困難。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，不同的沉淀池常有其不同的適用范圍。例如平流式沉淀池的長度僅取決于停留時間和水平流速，而與處理規(guī)模無關(guān)，水量增大時僅增加池寬即可。單位水量的造價指標(biāo)隨處理規(guī)模的增加而減小，所以平流式沉淀池適于水量規(guī)模較大的場合。沉淀池沉淀池的選用（4個方面）(4)運(yùn)行費(fèi)用。不同的原水水質(zhì)對不同類型沉淀池的混凝劑消耗也不同；排泥方式的不同會影響到排泥水濃度和廠內(nèi)自用水的耗水率；斜板、斜管沉淀池板材需要定期更新等，會增加經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池(1)基本構(gòu)造平流式沉淀池構(gòu)造簡單，為一長方形水池，由流人裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成。平流式沉淀池平流式沉淀池①流入裝置其作用是使水流均勻地分布在整個進(jìn)水?dāng)嗝嫔希⒈M量減少擾動。原水處理時一般與絮凝池合建，設(shè)置穿孔墻，水流通過穿孔墻，直接從絮凝池流入沉淀池，均布于整個斷面上，保護(hù)形成的礬花。平流式沉淀池①流入裝置

也可以采用其他一些整流措施，一般孔口流速不宜大于0.15～0.2m/s,孔洞斷面沿水流方向漸次擴(kuò)大，以減小進(jìn)口射流，防止絮凝體破碎。沉淀池的水流一般采用直流式，避免產(chǎn)生水流的轉(zhuǎn)折。平流沉淀池入口的整流措施(a)-穿孔板式；(b)-底孔入流與擋板組合式；(c)-淹沒孔入流與擋板組合式；(d)-淹沒孔與穿孔墻組合式；1-進(jìn)水槽；2-溢流堰；3-有孔整流墻壁；4-底孔；5-擋流板；6-潛孔平流式沉淀池②流出裝置

流出裝置一般由流出槽與擋板組成。流出槽設(shè)自由溢流堰、鋸齒形堰或孔口出流等，溢流堰要求嚴(yán)格水平，既可保證水流均勻，又可控制沉淀池水位。平流式沉淀池的出水堰形式平流式沉淀池

出流裝置常采用自由堰形式，堰前設(shè)擋板，擋板入水深0.3～0.4m,距溢流堰0.25～0.5m。也可采用潛孔出流以阻止浮渣，或設(shè)浮渣收集排除裝置。孔口出流流速為0.6～0.7m/s，孔徑20～30mm,孔口在水面下12～15cm。平流式沉淀池的出水堰形式平流式沉淀池②流出裝置為了減少負(fù)荷，改善出水水質(zhì)，可以增加出水堰長。目前采用較多的方法是指形槽出水，即在池寬方向均勻設(shè)置若干條出水槽，以增加出水堰長度和減小單位堰寬的出水負(fù)荷。

增加出水堰長度的措施平流式沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池③沉淀區(qū)平流式沉淀池的沉淀區(qū)在進(jìn)水擋板和出水擋板之間，長度一般為30～50m。深度從水面到緩沖層上緣，一般不大于3m。沉淀區(qū)寬度一般為3～5m。平流式沉淀池④緩沖層為避免已沉污泥被水流攪起以及緩沖沖擊負(fù)荷，在沉淀區(qū)下面設(shè)有0.5m左右的緩沖層。平流式沉淀池的緩沖層高度與排泥形式有關(guān)。重力排泥時緩沖層的高度為0.5m，機(jī)械排泥時緩沖層的上緣高出刮泥板0.3m。平流式沉淀池⑤污泥區(qū)污泥區(qū)的作用是貯存、濃縮和排除污泥。排泥方法一般有靜水壓水排和機(jī)械排泥。平流式沉淀池沉淀池內(nèi)的可沉固體多沉于池的前部，故污泥斗一般設(shè)在池的前部。池底的坡度必須保證污泥順底坡流入污泥斗中，坡度的大小與排泥形式有關(guān)。平流式沉淀池污泥斗的上底可為正方形，邊長同池寬；也可以設(shè)計成長條形，其一邊條同池寬。下底為400mm×400mm的正方形，泥斗傾面與底面夾角不小于60°。污泥斗中的污泥可采用靜力排泥方法。平流式沉淀池靜力排泥是依靠池內(nèi)靜水壓力，將污泥通過污泥管排出池外。排泥裝置由排泥管和泥斗組成，排泥管管徑為200mm,池底坡度為0.01～0.02。平流式沉淀池為減少池深，可采用多斗排泥,每個斗都有獨(dú)立的排泥管，也可采用穿孔管排泥。

多斗式平流沉淀池1-進(jìn)水槽；2-出水槽；3-排泥管；4-污泥斗平流式沉淀池平流式沉淀池

目前平流沉淀池一般采用機(jī)械排泥。機(jī)械排泥是利用機(jī)械裝置，通過排泥泵或虹吸將池底積泥排至池外。機(jī)械排泥裝置有鏈帶式刮泥機(jī)、行車式刮泥機(jī)、泵吸式排泥和虹吸式排泥裝置等。平流式沉淀池泵吸式排泥平流式沉淀池設(shè)有行車式刮泥機(jī)的平流式沉淀池工作時，橋式行車刮泥機(jī)沿池壁的軌道移動，刮泥機(jī)將污泥推入貯泥斗中，不用時，將刮泥設(shè)備提出水外，以免腐蝕。行車式刮泥平流式沉淀池平流式沉淀池設(shè)有鏈帶式刮泥機(jī)的平流式沉淀池工作時，鏈帶緩緩地沿與水流方向相反的方向滑動。刮泥板嵌于鏈帶上，滑動時將污泥推入貯泥斗中。當(dāng)刮泥板滑動到水面時，又將浮渣推到出口，從那兒集中清除。鏈帶式刮泥機(jī)的各種機(jī)件都在水下，容易腐蝕，養(yǎng)護(hù)較為困難。平流式沉淀池當(dāng)不設(shè)存泥區(qū)時，可采用吸泥機(jī)，使集泥與排泥同時完成。常用的吸泥機(jī)有多口式和單口掃描式，且又分為虹吸和泵吸兩種。平流式沉淀池多口虹吸式吸泥裝置工作過程：刮板1、吸口2、吸泥管3、排泥管4成排地安裝在衍架5上，整個行架利用電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)通過滾輪架設(shè)在沉淀池壁的軌道上行走，在行進(jìn)過程中，利用沉淀池水位所能形成的虹吸水頭，將池底積泥吸出并排入排泥溝10。1-刮泥板；2-吸口；3-吸泥管；4-排泥管；5-桁架；6-電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)；7-軌道；8-梯子；9-沉淀池壁；10-排泥溝；11-滾輪平流式沉淀池(2)設(shè)計計算平流式沉淀池的設(shè)計內(nèi)容包括流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、污泥區(qū)、排泥和排浮渣設(shè)備選擇等。具體要求見現(xiàn)行《室外給水設(shè)計規(guī)范》。平流式沉淀池(1)基本構(gòu)造根據(jù)哈真淺池理論，沉淀效果與沉淀面積和沉降高度有關(guān)，與沉降時間關(guān)系不大。為了增加沉淀面積，提高去除率，用降低沉降高度的辦法來提高沉淀效果。在沉淀池中設(shè)置斜板或斜管，成為斜板(管)沉淀池。斜板(管)沉淀池斜板斜管沉淀池在池內(nèi)安裝一組并排疊成，且有一定坡度的平板或管道，被處理水從管道或平板的一端流向另一端，相當(dāng)于很多個淺而且小的沉淀池組合在一起。斜板(管)沉淀池由于平板的間距和管道的管徑較小，故水流在此處為層流狀態(tài)，當(dāng)水在各自的平板或管道間流動時，各層隔開互不干擾，為水中固體顆粒的沉降提供了十分有利的條件，大大提高了水處理效果和能力。斜板(管)沉淀池

從改善沉淀池水力條件的角度來分析，由于斜板(管)沉淀池水力半徑大大減小，從而使Re數(shù)降低，而Fr數(shù)大大提高。斜板沉淀池中的水流基本上屬層流狀態(tài)，而斜管沉淀池的Re數(shù)多在200以下，甚至低于100；斜板沉淀池的Fr數(shù)一般為10-3～10-4，斜管的Fr數(shù)更大。故斜板(管)沉淀池能夠滿足水流的紊動性和穩(wěn)定性的要求。斜板(管)沉淀池在異向流、同向流和側(cè)向流三種形式中，以異向流應(yīng)用的最廣。異向流斜板(管)沉淀池，因水流向上流動，污泥下滑，方向各異而得名。斜板沉淀池分為入流區(qū)、出流區(qū)、沉淀區(qū)和污泥區(qū)等四個區(qū)。其中的沉淀區(qū)的構(gòu)造對整個沉淀池的構(gòu)造起著控制作用。斜板(管)沉淀池斜板的排列方式和水流方向(a)-豎向排列；(b)-順向排列；(c)-反向排列斜板(管)沉淀池沉淀區(qū)由一系列平等的斜板或斜管組成，斜板的排列分豎向和橫向兩種情況。豎向排列是將斜板重迭起來布置，每塊斜板的同一端在同一垂直面上，沉淀區(qū)采用豎向排列大大提高了地面利用率。但從板上滑下的污泥會在同一垂直面上降落，降低了沉淀效率，所以豎向排列僅適用于小流量的沉淀池。斜板(管)沉淀池豎向排列橫向排列是將豎向排列的斜板端部錯開，雖然這樣使沉淀區(qū)的地面利用率降低，但入流區(qū)和出流區(qū)都不需要另占地面面積。一般舊池改造時都采用橫向排列。橫向排列可以分為順向橫排和反向橫排。斜板(管)沉淀池橫向排列順向橫排在污水處理工藝中，使用反向橫排的效果要比順向好。斜板沉淀池的進(jìn)水流向是水平的，水流在沉淀的流向是順著斜板傾斜向上的。污水從入流區(qū)到沉淀區(qū)要改變方向。斜板(管)沉淀池反向橫排

由于水流轉(zhuǎn)彎時外側(cè)流速大于內(nèi)側(cè)流速，如果斜板為順向排列，沿斜板滑下的污泥正好與較高的上升流速的水流相遇，從而增加了污泥下滑的阻力。斜板(管)沉淀池順向橫排

如果斜板為反向橫排，污泥下滑時與流速成較小的水流相遇，污泥下滑的阻力較小，有利于排泥。當(dāng)斜板換成斜管后，就成為斜管沉淀池。斜板(管)沉淀池反向橫排斜板(管)傾角一般為60o，長度1～1.2m，板間垂直間距80～120mm，斜管內(nèi)切圓直徑為25～35mm。板(管)材要求輕質(zhì)、堅固、無毒、價廉。目前較多采用聚丙烯塑料或聚氯乙烯塑料。斜板(管)沉淀池塑料薄板厚0.4～0.5㎜,塊體平面尺寸通常不大于1m×1m，熱軋成半六角形，然后粘合。橫向排列的斜板沉淀池入流區(qū)位于沉淀區(qū)的下面，高度約1.0～1.5m。出流區(qū)位于沉淀區(qū)的上面，高度一般采用0.7～1.0m。緩沖區(qū)位于斜板上面，深度≥0.05m。出水槽一