第2章 2.3废水沉淀

1、 1.1.废水的沉淀可以是自然的沉淀，也可废水的沉淀可以是自然的沉淀，也可以是混凝后的沉淀。可以是对固体颗粒的以是混凝后的沉淀。可以是对固体颗粒的沉淀，也可能是对沉淀，也可能是对“软物质软物质”的沉淀。的沉淀。 2.2.沉淀单元应该考虑漂浮物对策，即应沉淀单元应该考虑漂浮物对策，即应该有相应的浮沫该有相应的浮沫/ /浮渣清除设备。浮渣清除设备。 3.3.应关注沉淀单元的排泥做法。应关注沉淀单元的排泥做法。1.1.自由沉淀：颗粒之间不干扰、不变化自由沉淀：颗粒之间不干扰、不变化 (Discrete particle settling)(Discrete particle settling)2.2

2、.絮凝沉淀：絮凝、颗粒质量沉速变化絮凝沉淀：絮凝、颗粒质量沉速变化 (Flocculent settling)(Flocculent settling)3.3.拥挤沉淀（区域沉淀、成层沉淀）：拥挤沉淀（区域沉淀、成层沉淀）：整体下沉整体下沉 (Hindered settling)(Hindered settling)4.4.压缩沉淀：颗粒浓缩压缩沉淀：颗粒浓缩 (Compression settling)(Compression settling)321FFFdtdum式中，式中，u颗粒沉速，颗粒沉速，m/s;m颗粒质量；颗粒质量；t沉淀时间，沉淀时间，s；F1颗粒重力；颗粒重力；F2颗粒浮力

3、；颗粒浮力；F3下沉过程中受到的摩擦力；下沉过程中受到的摩擦力； ； ；应用范围：颗粒为球形；沉淀过程中颗粒不变化；只受重力影响。应用范围：颗粒为球形；沉淀过程中颗粒不变化；只受重力影响。ggdF631ygdF6322248222223uCAudCudCFyyyC阻力系数，球形颗粒周围液体绕流雷诺数的函数，由于污水中颗粒直径较小，沉速不大，绕流处于层流状态，可用层流阻力系数公式Re24CyduRe246)(223udCdgdtdumyyg2134dCguyyg218gduyg该公式即即斯托克斯公式斯托克斯公式 321FFFdtdum颗粒水平速度颗粒水平速度=水的流速水的流速=v=Q/A=Q/H

4、b假设，存在沉淀速度为假设，存在沉淀速度为u0的颗粒的颗粒颗粒的沉速颗粒的沉速u1u0，则全部可以被沉淀除去，则全部可以被沉淀除去颗粒的沉速颗粒的沉速u1u0，则部分可以被沉淀除去，则部分可以被沉淀除去即颗粒进入沉淀池时的高度小于特定高度即颗粒进入沉淀池时的高度小于特定高度h时，可以除去。时，可以除去。设：设：u1（ u1u0 ）颗粒占全部颗粒的百分比为）颗粒占全部颗粒的百分比为dP（%）则，）则，u1颗粒中能够被去除的量为颗粒中能够被去除的量为: 设沉淀时间为设沉淀时间为t，则有，则有dPHhtuh1tuH001uuHhdPuudPHh01u1颗粒中能够被去除的量为颗粒中能够被去除的量为:d

5、Puu01u1颗粒中能够被去除的量为颗粒中能够被去除的量为:dPuu01而颗粒总去除率包括而颗粒总去除率包括u1u0和和u1u0两部分。两部分。u1u0时时去除部分为去除部分为1-P0P0为沉速小于为沉速小于u0的颗粒占全部颗粒的百分数的颗粒占全部颗粒的百分数u1u0时时去除部分为去除部分为0001PdPuu00101PdPuu总去除率为总去除率为001001)1 (PdPuuPP0沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中占的百分数)/(230hmmqAQu表面水力负荷（沉淀池表面水力负荷（沉淀池溢流率）溢流率）设计沉淀设计沉淀池重要参数！池重要参数！HutLv00uHLv HbQv 0uHLHbQ

6、AQBLQu0A为沉淀池表面积为沉淀池表面积已知：平均水量为已知：平均水量为10000td，污水量总变化系数为，污水量总变化系数为1.49，最，最小流量为小流量为5000t/d 。设计平流式沉砂池。设计平流式沉砂池。解：解：Qmax=100001.49 = 14900 m3/d = 0.18 m3/s。 综合实际情况，本设计采用平流式沉砂池，其设计参数为：综合实际情况，本设计采用平流式沉砂池，其设计参数为：最大流速为最大流速为0.3m/s,最小流速为最小流速为0.15 m/s最大流量时停留时间不小于最大流量时停留时间不小于30s ，一般采用，一般采用30-60 s.1.有效水深应不大于有效水深

7、应不大于1.2m, 一般采用一般采用0.25-1m，每格宽度不宜小，每格宽度不宜小于于0.6m. 长度长度 设设v=0.25 m/s, t=30s, L=vt=0.2530=7.5m；水流断面积水流断面积 A= Qmax/v=0.180.25=0.72 m2池总宽度池总宽度 设设n=2格，每格宽格，每格宽b=0.6 m, B=nb=20.6=1.2m；已知：平均水量为已知：平均水量为10000td，污水量总变化系数为，污水量总变化系数为1.49，最，最小流量为小流量为5000t/d 。设计平流式沉砂池。设计平流式沉砂池。有效水深有效水深 h2 = A/B=0.721.2=0.6m 沉砂室所需容

8、积沉砂室所需容积 设设T=2d, 3max1086400ZkXTQV=31049.128640003.018.0= =0.63 m3 每个沉砂斗容积每个沉砂斗容积 设每一分格有两个沉砂斗设每一分格有两个沉砂斗,沉砂斗形状为正梯形台。沉砂斗形状为正梯形台。 V0=0.63/(2*2)=0.16m3 已知：平均水量为已知：平均水量为10000td，污水量总变化系数为，污水量总变化系数为1.49，最，最小流量为小流量为5000t/d 。设计平流式沉砂池。设计平流式沉砂池。沉砂砂斗各部分尺寸沉砂砂斗各部分尺寸 设底宽设底宽b1 =0.5m,斗壁与水平的倾角为斗壁与水平的倾角为55o,斗高斗高 =0.3

9、5m 3h沉砂斗上口宽：沉砂斗上口宽：b2 = oh55tan23+ b1o55tan35. 02=+0.5=1.0m 沉砂斗容积：沉砂斗容积：V0 = 21122232226bbbbh= 635. 0635. 0（212210.520.52）=0.2m3(0.16m3) 已知：平均水量为已知：平均水量为10000td，污水量总变化系数为，污水量总变化系数为1.49，最，最小流量为小流量为5000t/d 。设计平流式沉砂池。设计平流式沉砂池。沉砂室高度沉砂室高度 采用重力排砂，设池底坡度为采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，坡向砂斗 h3= 0.06 l 2 3h3h其中l 2=（L

10、-2b2-b）/2=(7.5-21-0.2)/2=2.65mh3=0.350.062.65=0.51m 池总高度池总高度：设超高设超高h1=0.3m H=h1h2h3 =0.30.60.51=1.41m 取整取整1.45m式中式中h1超高超高,取取0.3mh2有效水深有效水深 为为0.6mh3沉砂室高度沉砂室高度已知：平均水量为已知：平均水量为10000td，污水量总变化系数为，污水量总变化系数为1.49，最，最小流量为小流量为5000t/d 。设计平流式沉砂池。设计平流式沉砂池。验算最小流速验算最小流速 在最小流量时，只用一格工作（在最小流量时，只用一格工作（n1=1） Qmin=5000m

11、3/d=0.058m3/sVmin= smAnQ/161. 06 . 06 . 01058. 0min1minsmAnQ/161. 06 . 06 . 01058. 0min1min0.15 m/s，校核通过。 曝气沉砂池实景 控制污水在池中的旋转流速和旋转圈数。（去控制污水在池中的旋转流速和旋转圈数。（去除除0.2mm沙粒，旋转速度不小于沙粒，旋转速度不小于0.3m/s，至少，至少转转3圈）圈） 通过调整曝气强度来改变旋流速度和圈数。通过调整曝气强度来改变旋流速度和圈数。 认真总结摸索排砂周期。及时清除。认真总结摸索排砂周期。及时清除。沉淀池三种流态沉淀池三种流态 最常用、构造简最常用、构造

12、简单、工作稳定、单、工作稳定、截留效果好。截留效果好。上部实际是加宽的明渠，出水堰上部实际是加宽的明渠，出水堰一般为锯齿三角堰（水面位于齿一般为锯齿三角堰（水面位于齿高高1/2处）。堰前设挡板（或浮处）。堰前设挡板（或浮渣收集排除装置）渣收集排除装置）辐 流 式 沉 淀 池 剖 面 中心进水中心进水周边进水周边进水斜板斜板(管管)式沉淀池式沉淀池浅池沉淀理论相当于增加了相当于增加了4倍的沉淀面积，其水力负荷也增加倍的沉淀面积，其水力负荷也增加4倍倍静静水水压压力力法法例题：最大流量为例题：最大流量为43200m3/d，设计人口，设计人口25万，沉淀时间为万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺

13、寸。，求沉淀池各部分尺寸。例题：最大流量为例题：最大流量为43200m3/d，设计人口，设计人口25万，沉淀时间为万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。，求沉淀池各部分尺寸。1）池子总表面积：）池子总表面积：取取q=2.0m3/m2h A=Qmax/q=900（m2） 解：解：2）沉淀部分有效水深：）沉淀部分有效水深：h2=q t=3（m） 其中其中 t=1.5，沉淀时间；，沉淀时间； 3）沉淀部分有效容积：）沉淀部分有效容积：V=Qmax t =(43200/24) 1.5=2700(m3) 4）池长：）池长：v，最大设计流量时的水平流速，取，最大设计流量时的水平流速，取5mm/s（初

14、沉池（初沉池7mm/s；二沉池；二沉池32(m3) 10)池子总高：池子总高：H=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+3+0.5+3.46+0.158=7.42(m) 取整取整7.5mH3,缓冲层高，一般为缓冲层高，一般为0.3-0.5m，这里取，这里取0.5m。 2. 合理运用曝气工艺：曝气引起自然絮凝作用，合理运用曝气工艺：曝气引起自然絮凝作用，提高沉淀效果提高沉淀效果5%-8%3. 运用新型絮凝剂，提高絮凝效果：生物絮凝运用新型絮凝剂，提高絮凝效果：生物絮凝剂、高分子絮凝剂等等剂、高分子絮凝剂等等设人口数设人口数N=60000，最大污水量为，最大污水量为0.13m3/s，试设计竖，试设

15、计竖流式沉淀池。流式沉淀池。设中心管内流速设中心管内流速v0=0.03m/s,池数池数=4(1)则每池最大设计流量为则每池最大设计流量为)/(0325. 0/3maxmaxsmnQq中心管面积中心管面积)(08. 1/20maxmvqf(2)沉淀部分有效断面积沉淀部分有效断面积A设表面负荷设表面负荷q=2.52（m3/m2h）则上升流速则上升流速v=q=0.0007（m/s）)(43.460007. 0/325. 0/2maxmvqA(3) 池直径池直径)(8)(8 . 7)(4mmfAD（4）有效水深）有效水深h2，设，设t=1.5h)(78. 35 . 10007. 0360036002m

16、vth设人口数设人口数N=60000，最大污水量为，最大污水量为0.13m3/s，试设计竖，试设计竖流式沉淀池。流式沉淀池。(5)校核池径水深比校核池径水深比306. 2/2hD(6)校核集水槽每米出水堰负荷校核集水槽每米出水堰负荷9 . 2)/(33. 1/max0sLDqq(7)污泥体积污泥体积V设排泥周期设排泥周期T=2d，s=0.5L(每人每天湿污泥量每人每天湿污泥量)(601000/3msNTV(8)每池污泥体积每池污泥体积)(154/60/31mnVV(9)设锥底直径设锥底直径d=0.4m，坡脚角度，坡脚角度=55=550 0)(28. 5tan)2/ 2/(5mdDh)(63.88)4)2()2(3132251VmDddDhV设人口数设人口数N=60