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 3\o"CurrentDocument"1.3平流式沉砂池的現(xiàn)行設(shè)計規(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)計計算 6\o"CurrentDocument"2.1設(shè)計題目 6\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計原始數(shù)據(jù) 6\o"CurrentDocument"2.3設(shè)計要求及參數(shù) 62.4計算 62.4.1沉砂池長度 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驗算最小流速 8\o"CurrentDocument"3參考文獻 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，提高污泥有機物組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。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：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物顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、排砂方便等優(yōu)點。普通平流式沉砂池的主要缺點是沉砂中夾雜有約15%的有機物，對有機物包覆的砂粒，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)計規(guī)范：平流式沉砂池的設(shè)計一般按池內(nèi)水平流速和停留時間來確定。國外平流式沉砂池的設(shè)計參數(shù)為：池內(nèi)水平流速0.3m/s,停留時間60s［2］。我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范為：池內(nèi)水平流速：（0.15?0.3）m/s，停留時間（最大流量時）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物⑷。按照城市污水二級處理工藝要求，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生物處理的城市污水廠必須設(shè)置初沉池。因為較長停留時間（1.0?2.0h）的初沉池彌補了按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時間過短的不足，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，運行中會出現(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)提高表曝機葉輪轉(zhuǎn)速，輔助人工清淤，但收效甚微。運行期間，還發(fā)生幅流式二沉池排泥管堵塞現(xiàn)象多次，嚴重影響污水廠的正常運行。根據(jù)對氧化溝內(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，停留時間30m設(shè)計的平流式沉砂池盡管對粒徑0.2mm以上的雜質(zhì)去除率達到90%以上，但對0.1mm粒徑的雜質(zhì)去除率僅為35%左右。（2）除砂設(shè)備：平流式沉砂池國產(chǎn)機械除砂設(shè)備一般有鏈條式刮砂機和行車式砂泵除砂機⑸。據(jù)對廣西桂林市兩座城市污水廠（水質(zhì)相似）不同沉砂池、不同除砂機的除砂效率進行取樣篩分，分析結(jié)果如表2所示。表2鏈條式刮砂機和行車式砂泵除砂機除砂效果砂粒粒徑/mm除砂效率/%0.1031平流式沉砂池0.1570（鏈條式刮砂機）0.20890.25930.1079曝氣沉砂池0.1588（行車式砂泵除砂機）0.20950.2598在表2中，似乎設(shè)置的沉砂池池型及其設(shè)計參數(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，停留時間比平流式沉砂池長，雖然對0.20mm以上的砂粒去除率相差不大，但對細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和鏈條式刮砂機的結(jié)構(gòu)和除砂原理兩方面進行分析。行車式砂泵除砂機采用砂泵吸砂，輔助砂水分離器的有效分離，使得該設(shè)備對細小砂粒的去除具有獨特的優(yōu)勢。而鏈條式刮砂機的刮板刮砂動作與池內(nèi)水流相反，由于刮板刮砂時的攪動與水流的裹攜作用，沉淀在沉砂池末端的細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，采用鏈條式刮砂機除砂效率遠不如采用行車式砂泵除砂機除砂效率高。（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)。前者由于暴雨對屋面、街道的沖刷，使得進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)計的平流式沉砂池內(nèi)水平流速過快、停留時間不足，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)筑物的運行，甚至危及整個污水廠的正常運行。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間，往往能獲得理想的除砂效果。盡管上述因素會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，對于小粒徑的砂粒去除，則由初沉池完成。然而，隨著20世紀七十、八十年代革新的活性污泥法的迅猛發(fā)展，不少二級生物處理工藝流程中取消了初沉池，因此對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），較長的停留時間（（1?3）min），使得曝氣沉砂池除砂效率遠高于平流式沉砂池。從沉砂池的發(fā)展趨勢看，采取較長的停留時間是沉砂池的發(fā)展方向［8］。德國對曝氣沉砂池停留時間的選擇（旱季流量時為20min,雨季流量時為10min）就是證明［9］。2設(shè)計計算2.1設(shè)計題目：生活污水處理廠流量為0.8m3/s的平流式沉砂池設(shè)計。2.2設(shè)計原始數(shù)據(jù)：最大設(shè)計流量：0.8m3/s；最小設(shè)計流量：0.2m3/s；日設(shè)計流量：35000m3/d。2.3設(shè)計要求及參數(shù)：平流式沉砂池的設(shè)計參數(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，且按并聯(lián)系列設(shè)計。廢水量少時，單格工作，另格備用；廢水量大時，兩格同時工作。（2） 設(shè)計流量的確定：當(dāng)廢水以自流的方式流入沉砂池，應(yīng)按最大設(shè)計流量計算。當(dāng)廢水用泵進入池內(nèi)時，按工作水泵的最大可能組合流量計算。（3）最大設(shè)計流量時，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，可基本保證無機顆粒沉降去除，而有機物不能下沉。（4） 最大設(shè)計流量時，廢水在池內(nèi)停留時間不少于30s，一般為30?60s。（5） 設(shè)計有效水深應(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計算：2.4.1沉砂池長度：取設(shè)計流速v=0.3m/s，最大流量停時留時間t=30s。則沉砂池總長度：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個沉砂斗，則共有4個沉砂斗。則每一個沉砂斗的容積為：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)保護高度h1=0.3m，則：h=七+h2+h3=0.3+1.03+1.44=2.77m2.4.9驗算最小流速：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》翻譯組譯.環(huán)境工程師手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1985，452?454.GB/J14-87，室外排水設(shè)計規(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)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1981，64?66.邵林廣，劉夙.平流式沉砂池的設(shè)計計算[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2000，23(1)：40?42.唐建國.曝氣沉砂池的設(shè)計計算[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：中國科技出版社，1993.3?8.潘伯壽，德國污水處理技術(shù)的新發(fā)展[J].中國給水排水，1997，(5):28?30.4結(jié)束語一轉(zhuǎn)眼，兩個星期過去了