平流式沉淀池

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目錄 1\o"CurrentDocument"1總論 31.1沉砂池 3\o"CurrentDocument"1.2平流式沉砂池的組成及優(yōu)缺點(diǎn) 3\o"CurrentDocument"1.3平流式沉砂池的現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范 3\o"CurrentDocument"1.4影響平流式沉砂池效率的因素 3\o"CurrentDocument"2設(shè)計(jì)計(jì)算 6\o"CurrentDocument"2.1設(shè)計(jì)題目 6\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 6\o"CurrentDocument"2.3設(shè)計(jì)要求及參數(shù) 62.4計(jì)算 62.4.1沉砂池長(zhǎng)度 6\o"CurrentDocument"2.4.2沉砂池水流斷面面積 72.4.3沉砂池寬度 72.4.4有效水深 72.4.5沉砂斗所需容積 72.4.6沉砂斗的尺寸 72.4.7沉砂室高度 82.4.8池的總高度 82.4.9驗(yàn)算最小流速 8\o"CurrentDocument"3參考文獻(xiàn) 9\o"CurrentDocument"4結(jié)束語 91總論1.1沉砂池：沉砂池是城市污水處理廠極其重要的一級(jí)處理構(gòu)筑物。沉砂池的作用是去除水中密度比較大的無機(jī)顆粒，如泥沙、煤渣等，一般設(shè)在泵站、倒虹管、沉淀池前，來減輕水泵和管道的摩擦，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，縮小污泥處理構(gòu)筑物的容積，提高污泥有機(jī)物組分的含量，提高污泥作為肥料的價(jià)值。按污水在沉砂池中的流態(tài)，沉砂池分為4種：豎流式沉砂池、渦流式沉砂池、平流式沉砂池和曝氣沉砂池［1］。1.2平流式沉砂池的組成及優(yōu)缺點(diǎn)：平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成1］。平流式沉砂池具有截留無機(jī)物顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單、排砂方便等優(yōu)點(diǎn)。普通平流式沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中夾雜有約15%的有機(jī)物，對(duì)有機(jī)物包覆的砂粒，截留效果也不佳，沉砂易于腐化發(fā)臭，增加了沉砂后續(xù)處理的難度［1］。1.3平流式沉砂池的現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范：平流式沉砂池的設(shè)計(jì)一般按池內(nèi)水平流速和停留時(shí)間來確定。國(guó)外平流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)為：池內(nèi)水平流速0.3m/s,停留時(shí)間60s［2］。我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范為：池內(nèi)水平流速：（0.15?0.3）m/s，停留時(shí)間（最大流量時(shí)）應(yīng)不小于30s［3］。1.4影響平流式沉砂池效率的因素：（1）初沉池：初沉池是城市污水廠的一種預(yù)處理構(gòu)筑物，通常設(shè)置在沉砂池之后。其作用是降低城市污水中的懸浮固體濃度和一部分有機(jī)物⑷。按照城市污水二級(jí)處理工藝要求，有需要設(shè)置和不需要設(shè)置初沉池兩種情況。通常，采取普通活性污泥法二級(jí)生物處理的城市污水廠必須設(shè)置初沉池。因?yàn)檩^長(zhǎng)停留時(shí)間（1.0?2.0h）的初沉池彌補(bǔ)了按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時(shí)間過短的不足，大量來不及在平流式沉砂池沉淀的小粒徑雜質(zhì)在初沉池得到有效的沉淀，從而保證曝氣池、二沉池等處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。這也是為什么設(shè)置在平流式沉砂池之后的初沉池排泥中有機(jī)物所占比例較大的原因。由此可見，取消初沉池的做法是不可取的。取消初沉池的城市污水處理廠（如采用氧化溝處理工藝），若平流式沉砂池按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)，運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)氧化溝內(nèi)沉砂較

多，尤其在氧化溝水流轉(zhuǎn)彎處，沉砂堆積接近水面。雖經(jīng)提高表曝機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速，輔助人工清淤，但收效甚微。運(yùn)行期間，還發(fā)生幅流式二沉池排泥管堵塞現(xiàn)象多次，嚴(yán)重影響污水廠的正常運(yùn)行。根據(jù)對(duì)氧化溝內(nèi)沉積物取樣篩分，分析結(jié)果如表1所示。表1氧化溝內(nèi)雜質(zhì)篩分結(jié)果雜質(zhì)粒徑/mm0.100.150.200.25雜質(zhì)所占比例/%652593由表1可見，按水平流速0.3m/s，停留時(shí)間30m設(shè)計(jì)的平流式沉砂池盡管對(duì)粒徑0.2mm以上的雜質(zhì)去除率達(dá)到90%以上，但對(duì)0.1mm粒徑的雜質(zhì)去除率僅為35%左右。（2）除砂設(shè)備：平流式沉砂池國(guó)產(chǎn)機(jī)械除砂設(shè)備一般有鏈條式刮砂機(jī)和行車式砂泵除砂機(jī)⑸。據(jù)對(duì)廣西桂林市兩座城市污水廠（水質(zhì)相似）不同沉砂池、不同除砂機(jī)的除砂效率進(jìn)行取樣篩分，分析結(jié)果如表2所示。表2鏈條式刮砂機(jī)和行車式砂泵除砂機(jī)除砂效果砂粒粒徑/mm除砂效率/%0.1031平流式沉砂池0.1570（鏈條式刮砂機(jī)）0.20890.25930.1079曝氣沉砂池0.1588（行車式砂泵除砂機(jī)）0.20950.2598在表2中，似乎設(shè)置的沉砂池池型及其設(shè)計(jì)參數(shù)不一樣，采用的除砂設(shè)備也不一樣，根本無法比較兩種不同除砂設(shè)備的優(yōu)劣。然而有一點(diǎn)是毫無疑問的，那就是在停止曝氣狀態(tài)下的曝氣沉砂池，由于池內(nèi)水平流速比平流式沉砂池慢，停留時(shí)間比平流式沉砂池長(zhǎng)，雖然對(duì)0.20mm以上的砂粒去除率相差不大，但對(duì)細(xì)小粒徑的砂粒去除率比平流式沉砂池高得多⑹。在缺乏可比資料情況下，仍然可以從行車式砂泵除砂機(jī)和鏈條式刮砂機(jī)的結(jié)構(gòu)和除砂原理兩方面進(jìn)行分析。行車式砂泵除砂機(jī)采用砂泵吸砂，輔助砂水分離器的有效分離，使得該設(shè)備對(duì)細(xì)小砂粒的去除具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。而鏈條式刮砂機(jī)的刮板刮砂動(dòng)作與池內(nèi)水流相反，由于刮板刮砂時(shí)的攪動(dòng)與水流的裹攜作用，沉淀在沉砂池末端的細(xì)小砂粒在被刮至砂斗前極易泛起，并被水流帶入后續(xù)處理構(gòu)筑物。換而言之，同一池型的沉砂池，采用鏈條式刮砂機(jī)除砂效率遠(yuǎn)不如采用行車式砂泵除砂機(jī)除砂效率高。（3）排水體制：合流制排水系統(tǒng)接納的城市污水不同于分流制排水系統(tǒng)。前者由于暴雨對(duì)屋面、街道的沖刷，使得進(jìn)入城市污水廠平流式沉砂池的合流制污水夾帶大量來自建筑工地、燃燒小煤爐的泥沙煤屑等雜質(zhì)。如果設(shè)計(jì)的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時(shí)間不足，則許多雜質(zhì)來不及沉淀，過快的水流將雜質(zhì)帶入后續(xù)處理構(gòu)筑物，從而影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的運(yùn)行，甚至危及整個(gè)污水廠的正常運(yùn)行。與此相反，分流制排水系統(tǒng)接納的城市污水，水量穩(wěn)定，所含雜質(zhì)量少，所以，采取較大的水平流速和較短的停留時(shí)間，往往能獲得理想的除砂效果。盡管上述因素會(huì)影響平流式沉砂池的除砂效率，但決定平流式沉砂池的沉砂效率的應(yīng)該首推水力停留時(shí)間和池內(nèi)水平流速⑺。追溯城市污水生物處理百余年歷史，可以看出傳統(tǒng)的普通活性污泥法一直居統(tǒng)治地位，初沉池設(shè)置在沉砂池后、曝氣池前已作為固定處理工藝流程普及開來。平流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)是按去除粒徑大于0.20mm的砂粒（密度為2.65）、去除率大于95%而確定的，對(duì)于小粒徑的砂粒去除，則由初沉池完成。然而，隨著20世紀(jì)七十、八十年代革新的活性污泥法的迅猛發(fā)展，不少二級(jí)生物處理工藝流程中取消了初沉池，因此對(duì)城市污水生物處理前的預(yù)處理要求有了很大的變化。在平流式沉砂池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的曝氣沉砂池較好地適應(yīng)了這種變化，較慢的池內(nèi)水平流速（（0.06?0.12）m/s），較長(zhǎng)的停留時(shí)間（（1?3）min），使得曝氣沉砂池除砂效率遠(yuǎn)高于平流式沉砂池。從沉砂池的發(fā)展趨勢(shì)看，采取較長(zhǎng)的停留時(shí)間是沉砂池的發(fā)展方向［8］。德國(guó)對(duì)曝氣沉砂池停留時(shí)間的選擇（旱季流量時(shí)為20min,雨季流量時(shí)為10min）就是證明［9］。2設(shè)計(jì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)題目：生活污水處理廠流量為0.8m3/s的平流式沉砂池設(shè)計(jì)。2.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：最大設(shè)計(jì)流量：0.8m3/s；最小設(shè)計(jì)流量：0.2m3/s；日設(shè)計(jì)流量：35000m3/d。2.3設(shè)計(jì)要求及參數(shù)：平流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)［1］按去除密度2.65kg/m3、粒徑大于0.2mm的砂粒確定。主要參數(shù)有：（1） 沉砂池的座數(shù)或分格數(shù)不得少于2個(gè)，且按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。廢水量少時(shí)，單格工作，另格備用；廢水量大時(shí)，兩格同時(shí)工作。（2） 設(shè)計(jì)流量的確定：當(dāng)廢水以自流的方式流入沉砂池，應(yīng)按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算。當(dāng)廢水用泵進(jìn)入池內(nèi)時(shí)，按工作水泵的最大可能組合流量計(jì)算。（3）最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，廢水在池內(nèi)的最大流速為 0.3m/s，最小流速為0.15m/s。這樣的流速范圍，可基本保證無機(jī)顆粒沉降去除，而有機(jī)物不能下沉。（4） 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，廢水在池內(nèi)停留時(shí)間不少于30s，一般為30?60s。（5） 設(shè)計(jì)有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.25?1.0m，每格池寬不宜小于0.6m，超高部分不宜小于0.3m。（6） 沉砂量的確定：生活污水的沉砂量按0.01?0.021/人?d。（7） 池底坡度一般為0.01?0.02,并根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底的形狀。2.4計(jì)算：2.4.1沉砂池長(zhǎng)度：取設(shè)計(jì)流速v=0.3m/s，最大流量停時(shí)留時(shí)間t=30s。則沉砂池總長(zhǎng)度：L=vxt=0.3x30=9m2.4.2沉砂池水流斷面面積:0.8——=2.67m20.3式中：q 表示最大設(shè)計(jì)流量2.4.3沉砂池寬度：沉砂池分2格，n=2，設(shè)每格寬度為c=1.3m。池的總寬度：b=nxc=2x1.3=2.6m2.4.4有效水深：h=4=2.67=1.03m<1.2m；合理。2b2.62.4.5沉砂斗所需容積：取設(shè)計(jì)人口數(shù)N為200000，除砂間隔T為2天，每人每日沉砂量S為0.02L則沉砂斗所需容積:1000y=SxNxT=0.02x200000x2=^31^00 m10002.4.6沉砂斗的尺寸:沉砂池每一分格設(shè)2個(gè)沉砂斗，則共有4個(gè)沉砂斗。則每一個(gè)沉砂斗的容積為：匕=/4=2m3取沉砂斗底寬％=0.5m，斗壁與水平面的傾斜角為60°，沉砂斗高度為' 久=1.3m，設(shè)沉砂斗上口寬為b，沉砂斗上口面積為S，沉砂斗下口面積為S，3 2 1 2則有：b=上土+0.5= +0.5=2.0m2 tg60° 1.73

S=bx1.5=3.0m2S2=0.5x1.5=0.75m2每一個(gè)沉砂斗的容積：1 ， 1.3 ?-—V=—xhx(S+S+-SxS)=一x(3.0+0.75+(0.75x3.0)=2.275m30 3 3 1 2V1 2 3V0>V1=2m3，所以，容積夠用。2.4.7沉砂室高度：設(shè)沉砂池的高度為h3，池底的坡度i=0.06，坡向砂斗，兩砂斗之間的距離b'=0.3m，則：=1x(L-2b-b)=1x(9-2x2.0-0.3)=2.35m2 2 2一一'一 ..h=h+ixl=1.3+0.06x2.35=1.44m2.4.8池的總高度：設(shè)保護(hù)高度h1=0.3m，則：h=七+h2+h3=0.3+1.03+1.44=2.77m2.4.9驗(yàn)算最小流速：V=V=弓vmin

minnxA.=0.15m/s，滿足最小流速要求。1x1.3x1.033參考文獻(xiàn)晉日亞、胡雙啟主編.水污染控制技術(shù)與工程.北京：兵器工業(yè)出版社，2005.貝拉G利普泰克主編，《環(huán)境工程師手冊(cè)》翻譯組譯.環(huán)境工程師手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985，452?454.GB/J14-87，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].戴愛臨.關(guān)于城市污水處理中初沉池作用的探討[J].給水排水，1994，(4)：31?33.于爾捷，張杰主編.給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981，64?66.邵林廣，劉夙.平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2000，23(1)：40?42.唐建國(guó).曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].給水排水1997，23(10):15?17.錢易，米祥友.現(xiàn)代廢水處理新技術(shù)[M].北京：中國(guó)科技出版社，1993.3?8.潘伯壽，德國(guó)污水處理技術(shù)的新發(fā)展[J].中國(guó)給水排水，1997，(5):28?30.4結(jié)束語一轉(zhuǎn)眼，兩個(gè)星期過去了