水质工程学IIPPT课件

3.3 沉淀理论 3.3.1沉淀的分类 1.自由沉淀：悬浮物浓度不高，颗粒形状、大小、沉速始终不变 2.絮凝沉淀：悬浮物浓度50-500mg/L，颗粒粒径、质量、沉速不断增加 3.区域沉淀：悬浮物浓度500mg/L，颗粒群结合成一个整体等速下沉 4.压缩：颗粒间相互支撑，在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水第1页/共25页3.3.2沉淀试验与沉淀曲线1.自由沉淀t(min)051015.60C(mg/L)C0C1C2C3.Cn(%) =(C0-C)/C0123.nu(mm/s) h/tu1u2u3.unP0(%) P0=C/C0P0P1P2P3Pn第2页/共25页第3页/共25页3.3.3理想沉淀池v u0u0/v=H/L u0=v*H/L第4页/共25页第2篇 城市污水处理第3章 污水的物理处理3.4 沉砂池 沉砂池的作用：去除比重较大的无机颗粒 沉砂池设在初沉池前，或泵站、倒虹管前 分类：平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池第5页/共25页3.4.1 平流沉砂池第6页/共25页【例】已知某城市污水处理厂【例】已知某城市污水处理厂Qmax=0.6 mQmax=0.6 m3 3/s/s，Q Qp =30000 m =30000 m3 3/d/d，Qmin=0.3 mQmin=0.3 m3 3/s/s，求求: :沉砂池各部分尺寸。沉砂池各部分尺寸。1.1.池子长度池子长度 设设v=0.20m/s,t=40sv=0.20m/s,t=40s L L=0.20=0.2040=8m40=8m2.2.水流断面面积水流断面面积A=Qmax/v=0.6/0.2=3.0mA=Qmax/v=0.6/0.2=3.0m2 23.3.池总宽度池总宽度设有效水深设有效水深h2=1.0m, h2=1.0m, 池总宽度池总宽度B=A/h2=3/1=3.0mB=A/h2=3/1=3.0m4.沉砂斗所需容积沉砂斗所需容积 设设T=2日日V=QpXT/106=30000302/106=1.8m3第7页/共25页3.4.2 3.4.2 曝气沉砂池曝气沉砂池 曝气的作用曝气的作用: :使颗粒之间产生磨擦，将包裹在颗粒表面的有机物使颗粒之间产生磨擦，将包裹在颗粒表面的有机物磨擦去除掉，产生洁净的沉砂，同时提高颗粒的去除磨擦去除掉，产生洁净的沉砂，同时提高颗粒的去除效率。曝气沉砂池沉砂的排除一般采用提砂设备或抓效率。曝气沉砂池沉砂的排除一般采用提砂设备或抓砂设备。砂设备。2.2.设计要求设计要求（1 1）旋流速度应保持）旋流速度应保持0.250.250.3m/s0.3m/s；（2 2）最大时流量停留时间）最大时流量停留时间1 13min,3min,水平流速水平流速0.1m/s0.1m/s；（3）有效水深）有效水深23m，宽深比，宽深比1.01.5m，长宽比可达，长宽比可达5（4）空气扩散装置设在池的一侧，距池底空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.60.60.9 m0.9 m；（5 5）每）每m3污水需气量污水需气量0.10.10.20.2m3 3。第8页/共25页【例】已知某城市污水处理厂【例】已知某城市污水处理厂Qmax=1.0 mQmax=1.0 m3 3/s/s，Q Qp =70000 m =70000 m3 3/d/d。1.1.池子有效容积池子有效容积 设设t=2min/st=2min/sV=QmaxV=Qmax*T*60=1.060=1.02 260=120m=120m2 2 2.水流断面面积水流断面面积 A=Qmax/v=1.0/0.1=10mA=Qmax/v=1.0/0.1=10m2 23.3.池总宽度池总宽度设有效水深设有效水深h h2 2=2m, =2m, 池总宽度池总宽度B=A/hB=A/h2 2=10/2=5m=10/2=5m4.池长池长 L=60*V*T=600.12=12m5.每每m3污水需气量污水需气量q=36000.21=720m3第9页/共25页3.4.3 3.4.3 多尔沉砂池多尔沉砂池多尔沉砂池上部为方形，下部为圆形，装有复耙提升坡道式多尔沉砂池上部为方形，下部为圆形，装有复耙提升坡道式筛分机。筛分机。为了保证分离出的砂粒纯净，为了保证分离出的砂粒纯净，有机物含量仅有机物含量仅10%左右。左右。利用利用复耙提升坡道式筛分机分离沉砂中的有机颗粒，分离出来的污泥复耙提升坡道式筛分机分离沉砂中的有机颗粒，分离出来的污泥和有机物再通过回流装置回流至沉砂池中。和有机物再通过回流装置回流至沉砂池中。为确保进水均匀，一般采用穿孔墙进水，固定堰出水。为确保进水均匀，一般采用穿孔墙进水，固定堰出水。第10页/共25页砂粒砂粒(mm)0.160.200.25表面负荷表面负荷(m3/(m2h)121620172836274558除砂率除砂率(%)100908510090851009085沉砂池直径沉砂池直径(m) )3.06.09.012.0最大设计流量最大设计流量(m3/h)去除粒径去除粒径 0.21mm 0.21mm砂粒砂粒0.170.701.582.80去除粒径去除粒径 0.15mm 0.15mm砂粒砂粒0.110.451.021.81表面流量负荷表面流量负荷(m3/(m2h)去除粒径去除粒径 0.21mm 0.21mm砂粒砂粒68707070去除粒径去除粒径 0.15mm 0.15mm砂粒砂粒44454545沉砂池深度沉砂池深度(m) )1.11.21.41.5最大流量时水深最大流量时水深(m) )0.50.60.91.1最大水平流速最大水平流速（m/sm/s）去除粒径去除粒径 0.21mm 0.21mm砂粒砂粒0.1130.1940.1950.212去除粒径去除粒径 0.15mm 0.15mm砂粒砂粒0.0730.1250.1260.137沉砂机宽度沉砂机宽度(m) )0.40.40.70.7洗砂机斜面长洗砂机斜面长(m) )8.09.010.012.0第11页/共25页3.4.3 3.4.3 圆形涡流式沉砂池圆形涡流式沉砂池 圆形涡流式沉砂池是利用水力涡流原理除圆形涡流式沉砂池是利用水力涡流原理除砂。污水从切线方向进入，进水渠道末端设有砂。污水从切线方向进入，进水渠道末端设有一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂粒向下一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂粒向下滑入沉砂池。池内设有可调速浆板，使池内水滑入沉砂池。池内设有可调速浆板，使池内水流保持螺旋形环流，较重的砂粒在靠近池心的流保持螺旋形环流，较重的砂粒在靠近池心的一个环形孔口处落入底部的沉砂斗，水和较轻一个环形孔口处落入底部的沉砂斗，水和较轻的有机物被引向出水渠，从而达到除砂的目的。的有机物被引向出水渠，从而达到除砂的目的。第12页/共25页 钟式沉砂池型号及各部分尺寸钟式沉砂池型号及各部分尺寸型号型号流量流量(L/s)(L/s)A A(m)(m)B B(m)(m)C C(m)(m)D D(m)(m)E E(m)(m)F F(m)(m)G G(m)(m)H H(m)(m)J J(m)(m)K K(m)(m)L L(m)(m)505050501.831.831.01.00.3050.3050.610.610.300.301.401.400.300.300.300.300.200.200.800.801.101.101001001101102.132.131.01.00.3800.3800.760.760.300.301.401.400.300.300.300.300.300.300.800.801.101.102002001801802.432.431.01.00.4500.4500.900.900.300.301.351.350.400.400.300.300.400.400.800.801.151.153003003103103.053.051.01.00.6100.6101.201.200.300.301.551.550.450.450.300.300.450.450.800.801.351.355505505305303.653.651.51.50.7500.7501.51.50.400.401.701.700.600.600.510.510.580.580.800.801.451.459009008808804.874.871.51.51.001.002.02.00.400.402.202.201.001.000.510.510.600.600.800.801.851.8513001300132013205.485.481.51.51.101.102.202.200.400.402.202.201.001.000.610.610.630.630.800.801.851.8517501750175017505.805.801.51.51.201.202.402.400.400.402.502.501.301.300.750.750.700.700.800.801.951.9520002000220022006.106.101.51.51.201.202.402.400.400.402.502.501.301.300.890.890.750.750.800.801.951.95圆形涡流式沉砂池设计参数：圆形涡流式沉砂池设计参数：(1)(1)表面负荷为表面负荷为200m3 3/m/m2 2h h，水力停留时间为，水力停留时间为2060s60s；(2)(2)进水渠道流速，在最大流量的进水渠道流速，在最大流量的40%80%80%情况下为情况下为0.60.60.9m/s0.9m/s， 在最小流量时大于在最小流量时大于0.15m/s0.15m/s，但最大流量时不大于，但最大流量时不大于1.2m/s；(3)(3)进水渠道直段长度应为渠宽的进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于倍，并不小于4.5 m；(4)(4)出水渠道进水渠道的夹角大于出水渠道进水渠道的夹角大于270。第13页/共25页3.5 3.5 沉淀池沉淀池沉淀池分类沉淀池分类平流式、辐流式、竖流式，斜板平流式、辐流式、竖流式，斜板( (管管) )和迷宫沉淀池。和迷宫沉淀池。3.5.13.5.1平流式沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池平面呈矩形，一般由进水装置、出水装置、沉平流式沉淀池平面呈矩形，一般由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等构成。排泥方式有机械排泥淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等构成。排泥方式有机械排泥和多斗排泥两种，机械排泥多采用链带式刮泥机和桥式刮泥机。和多斗排泥两种，机械排泥多采用链带式刮泥机和桥式刮泥机。第14页/共25页【例】已知某城市污水处理厂【例】已知某城市污水处理厂Qmax=2200 m=2200 m3 3/h/h，设计人口，设计人口330000人，采人，采用链带式刮泥机，求平流式沉淀池各部分尺寸。用链带式刮泥机，求平流式沉淀池各部分尺寸。 解解 平流式沉淀池计算草图见下图。平流式沉淀池计算草图见下图。=1100m=1100m2 21.1.池子总表面积池子总表面积设表面水力负荷设表面水力负荷q=q=2m2m3 3/(m/(m2 2h)h) A A=Qmax/q=2200/2=1100=Qmax/q=2200/2=1100m22.沉淀部分的有效水深沉淀部分的有效水深设沉淀时间设沉淀时间t t=1.5 h=1.5 h h h2 2= q= q* *t t=2=21.5=3.0m1.5=3.0m 3. 3.沉淀部分有效容积沉淀部分有效容积 V V = =Q Qmaxmaxt t=2200=22001.5=3300m1.5=3300m3 3 4. 4.池长池长设最大设计流量时的水平流速设最大设计流量时的水平流速=6mm/s L=3.661.5=32.4m5.池子总宽度池子总宽度B=A/L=1100/32.434m6.池子个数（或分格数）池子个数（或分格数）设设10个分格，每格宽个分格，每格宽b=B/10=34/10=3.4m第15页/共25页第16页/共25页3.5.23.5.2辐流式沉淀池辐流式沉淀池 辐流式沉淀池一般为圆形，也有正方形的。主要由进水管、辐流式沉淀池一般为圆形，也有正方形的。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型。中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最为广泛。水三种类型。中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最为广泛。中心进水周边出水辐流式沉淀池中心进水周边出水辐流式沉淀池第17页/共25页周边进水周边出水辐流式沉淀池周边进水周边出水辐流式沉淀池第18页/共25页设计要求设计要求（1）池底坡度一般采用）池底坡度一般采用0.050.100.10。 （2）一般均采用机械刮泥，当池子直径小于）一般均采用机械刮泥，当池子直径小于20m m时，一般采时，一般采用中心传动的刮泥机，当池子直径大于用中心传动的刮泥机，当池子直径大于20m m时，一般采用周边传时，一般采用周边传动的刮泥机。对于二次沉淀池，也可以采用刮吸泥机。刮泥机动的刮泥机。对于二次沉淀池，也可以采用刮吸泥机。刮泥机旋转速度一般为旋转速度一般为1 13r/h3r/h，外周刮泥板的线速度不超过，外周刮泥板的线速度不超过3m/min3m/min，一般采用一般采用1.5m/min1.5m/min。（3）池子直径较小（小于）池子直径较小（小于20m m）时，也可以采用多斗排泥。）时，也可以采用多斗排泥。（4）中心进水口的周围应设置整流板，整流板上的开孔面）中心进水口的周围应设置整流板，整流板上的开孔面积为过水断面（池子半径积为过水断面（池子半径1/2处的水流断面）面积的处的水流断面）面积的6%8%8%。（5 5）出水堰前应设浮渣档板，被拦截的浮渣用刮渣板（装）出水堰前应设浮渣档板，被拦截的浮渣用刮渣板（装在刮泥机桁架的一侧）收集，并通过排渣管排除。在刮泥机桁架的一侧）收集，并通过排渣管排除。第19页/共25页3.5.3 3.5.3 竖流式沉淀池竖流式沉淀池 竖流式沉淀池一般为圆形或方形，由中心进水管、出水装置、沉淀区、污竖流式沉淀池一般为圆形或方形，由中心进水管、出水装置、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。泥区及排泥装置组成。污水自中心管流入后向下经反射板呈上向流流至出水堰，污泥沉入污泥斗并污水自中心管流入后向下经反射板呈上向流流至出水堰，污泥沉入污泥斗并在静水压力的作用下排出池外。在静水压力的作用下排出池外。第20页/共25页设计要求设计要求（1）中心管下口应设有喇叭口和反射）中心管下口应设有喇叭口和反射板，各部分尺寸关系见左图。板，各部分尺寸关系见左图。（2）当池子直径（或正方形的一边）当池子直径（或正方形的一边）大于等于大于等于7.0m m时，应增设辐射式集水支渠。时，应增设辐射式集水支渠。（3）排泥管下端距池底不大于）排泥管下端距池底不大于0.20m m，管上端高出水面管上端高出水面0.4m0.4m以上。以上。（4）浮渣档板距集水槽）浮渣档板距集水槽0.250.5m0.5m，高出水面高出水面0.10.10.15m0.15m，淹没深度为，淹没深度为0.300.300.40m0.40m。第21页/共25页3.5.4 设计参数设计参数（1）设计流量）设计流量 当污水为自流进入时，当污水为自流进入时，按按最大设计流量；最大设计流量；当污水为提升进入时，按每期工作泵的最大组合流量；当污水为提升进入时，按每期工作泵的最大组合流量；在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量设计，沉淀在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量设计，沉淀 时间不宜小于时间不宜小于30minmin。（2）设计数据）设计数据 城市污水沉淀池设计数据城市污水沉淀池设计数据沉淀池类型沉淀池类型沉淀时间沉淀时间（h）表面水力负荷表面水力负荷(m(m3 3/(m/(m2 2h)h)每人每日污每人每日污泥量（泥量（g）污泥含水率污泥含水率（%）初次沉淀池初次沉淀池1.01.02.01.51.53.0141427959597二次沉二次沉淀池淀池生物膜法后生物膜法后1.51.52.51.01.02.07 719969698活性污泥法后活性污泥法后1.51.52.51.01.01.510102199.299.299.6第22页/共25页（3）有效水深）有效水深24m4m，超高为，超高为0.3m0.3m，缓冲层为，缓冲层为0.30.30.5m0.5m。（4）污泥区容积）污泥区容积 初沉池按不大于初沉池按不大于2d计算，二沉池按不大计算，二沉池按不大于于2h计算。方斗宜为计算。方斗宜为60，圆斗宜为，圆斗宜为55。（5）污泥排放）污泥排放 采用静水压力排泥时，初沉池采用静水压力排泥时，初沉池1.5 m m，活性，活性污泥法后二沉池污泥法后二沉池0.9m m，生物膜法后二沉池，生物膜法后二沉池1.2m m。排泥管直径不。排泥管直径不应小于应小于200mm。（6）堰负荷）堰负荷 初次沉淀池不宜大于初次沉淀池不宜大于2.9L/sm m；二次沉淀池不；二次沉淀池不宜大于宜大于1.7L/sm.m.第23页/共25页类型类型优点优点缺点缺点适用条件适用条件平流平流式式1.1.沉淀效果好沉淀效果好2.2.对冲击负荷和温度变对冲击负荷和温度变化适应性强化适应性强3.3.施工方便施工方便4.4.平面布置紧凑，占地平面布置紧凑，占地面积小面积小1.1.配水不易均匀配水不易均匀2.2.采用机械排泥时设备易腐蚀采用机械排泥时设备易腐蚀3.3.采用多斗排泥时，排泥不易均匀，采用多斗排泥时，排泥不易均匀，操作工作量大操作工作量大1.1.适用于地下水位较适用于地下水位较高，地质条件较差的高，地质条件较差的地区地区2.2.适用于大中小型污适用于大中小型污水厂水厂辐流辐流式式1.1.用于大型污水处理厂，用于大型污水处理厂，沉淀池个数较少，比较沉淀池个数较少，比较经济，便于管理经济，便于管理2.2.机械排泥设备已定型，机械排泥设备已定型，排泥较方便排泥较方便1.1.池内水流不稳定，沉淀效果相对池内水流不稳定，沉淀效果相对较差较差2.2.排泥设备比较复杂，对运行管理排泥设备比较复杂，对运行管理要求较高要求较高3.3.池体较大，对施工质量要求较高池体较大，对施工质量要求较高1.1.适用地下水位较高适用地下水位较高的地区的地区2.2.适用于大、中型污适用于大、中型污水处理厂水处理厂竖流竖流式式1.1.占地面积小占地面积小2.2.排泥方便，运行管理排泥方便，运行管理简单简单1.1.池体深度较大，施工困难池体深度较大，施工困难2.2.对冲击负荷和温度的变化适应性对冲击负荷和温度的变化适应性差差3.3.造价相对较高造价相对较高4.4.池径不易过大池径不易过大1.1.适用于小型污水处适用于小型污水处理厂或工业废水处理理厂或工业废水处理站站斜斜 ( (管管) ) 板板1.1.沉淀效果好沉淀效果好2.2.占地面积小占地面积小3.3.排泥方便排泥方便1.1.易堵塞易堵塞2.2.造价高造价高1.1.适用于原有沉淀池适用于原有沉淀池的挖潜或扩大处理能的挖潜或扩大处理能力力2.2.适用于作初沉池适用于作初沉池第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页