第2章2物理方法重力沉降分离6小时

第2章污水的物理处理（重力分离）

——不溶态污染物的分离技术2.1均衡与调节2.2筛选-格栅和筛网2.3沉淀、沉砂、澄清2.4隔油和破乳2.5浮上法2.6过滤2.7离心分离本部分要解决的问题:重力沉降在水处理中的作用是什么？你知道重力沉降的原理吗？你是否认为重力沉降过程很简单？重力沉降的规律是什么？沉淀池的体积是如何确定的？实际沉淀池是如何工作的？沉淀池有哪些种类？各有什么特点和用途？2.3沉淀和沉砂2.3.1原理L2.3.2应用L2.3.3沉淀类型L2.3.4自由沉淀及其理论基础L2.3.5理想沉淀池L2.3.6沉砂池L

2.3.7普通沉淀池L2.3.8斜板沉淀池L2.3.9提高沉淀池沉淀效果的有效途径L2.3.10澄清池L

小结与作业L2.3.1原理悬浮物密度>1，沉淀物(sludge)——沉降法(settlement)悬浮物密度<1，浮渣（scum）——上浮法(floating)。除去的污染物：悬浮物(SS)：油类物质(oilandgrease)：浮油和乳化油胶体颗粒需混凝后才能沉淀。

2.3.2沉降在废水处理系统中的作用：100um以上的颗粒沉淀处理工艺的四种用法

沉砂池：无机性易沉物初次沉淀池：悬浮有机物，减轻后续有机负荷。SS去除40-55%；BOD5去除20-30%

二次沉淀池：泥水分离污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。自由沉淀discretesettling浓度不高；互不干扰，沉淀轨迹呈直线。发生在沉砂池中。2.3.3沉淀过程的分类：根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型浓度不高；有互相絮凝作用，因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀浓度较高（5000mg/L以上）；受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。浓度很高；挤压成团状结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。颗粒絮凝性颗粒浓度自由沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀压缩沉淀2.3.4自由沉淀及其理论基础分析的假定沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变颗粒为球形颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响。静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成等速下沉。沉降动力学:颗粒受力情况分析

式中：A——运动方向的面积,V——颗粒体积，

λ——牛顿无因次阻力系数：λ

=f(Re)

us——颗粒沉降速度当所受外力平衡时对于球形颗粒：①层流区（stokes区,Re<1时）:

斯笃克斯公式：当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的粘滞阻力作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层流状态。

②牛顿公式

当1000<Re<25000时，呈紊流状态，λ接近于常数0.4代入得牛顿公式：③当1<Re<1000时，属于过渡区，λ近似为代入得阿兰公式：

Stokes公式L式中：us－颗粒的沉降末速度，m/s；s、l－分别表示颗粒及水的密度，kg/m3g－重力加速度，m/s2－水的粘度，Pa•s；d－颗粒的粒径，m。Stokes公式说明的问题（1）颗粒与水的密度差（s－）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。

当s>l时us>0，颗粒下沉；

当s<l时,us<0，颗粒上浮；

当s=l时，us=0，颗粒既不下沉也不上浮。Stokes公式说明的问题（2）水的粘度愈小，沉速愈快，成反比关系。因粘度与水温成反比，故提高水温有利于沉降Stokes公式说明的问题（3）颗粒直径愈大，沉速愈快，成平方关系。因此随粒度的下降，颗粒的沉降速度会迅速降低。实际水处理过程中，水流呈层流状态的情况较少，所以一般沉降只能去除d>20m的颗粒。不能直接工艺设计Stokes公式应用举例：油珠的直径为50m，密度为

800kg/m3。试计算油珠在20℃水中的上浮速度。解:油珠d＝5Om=5×lO-5m，2O℃水的粘度＝0.001OlPa·s，代入Stokes公式得：us=9.81(1000-800)×(5×10－5)2/18×1.01×10－3=2.7×10－4m/s=0.97m/h2.3.5理想沉淀池工作过程分析Hazen和Camp提出这一概念。理想沉淀池的条件：(1)进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物在流入区沿水深均匀分布；连(2)悬浮物在沉淀区等速下沉，沉速u；连(3)悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度v，水流是稳定的；连(4)悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除去，不再浮起。连理想沉淀池的工作过程分析u<u0的颗粒u<u0的颗粒入流区沉降区污泥区u>u0的颗粒u=u0的颗粒u=u0的颗粒vu出水区U0截留速度uu0的颗粒全部去除u0

截留速度(criticalsettlingvelocity)

（1）去除率：设原水中沉速为u1（u1<u0）的颗粒的浓度为C，沿着进水区高度为H的截面进入的颗粒的总量为QC=HBvC，沿着高度为h的截面进入的颗粒的数量为hBvC，则沉速为u1的颗粒的去除率为：一沉淀时间t，下式成立：故

沉淀池对悬浮物的去除率为：

设沉速为u1的颗粒占全部颗粒的dP（%），其中的颗粒将会从水中沉到池底而去除。式中：P0-沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数；（1-P0）-沉速≥u0的颗粒去除百分数。因为：u0t=H，vt=L，有

u0=H/t，t=L/v；又因为：Q=vbH

所以H＝Q/(vb)，所以有：HLu0v长为L，有效水深为H，宽为b的沉淀池，表面积为A=Lb(2)表面负荷与颗粒沉降速度的关系：沉淀池溢流率与颗粒沉降速度的关系：Q/A的物理意义是单位时间内通过单位沉淀池表面积的流量，称为表面负荷(surfaceloading)或溢流率(surfaceoverflowrate)（过流率），用q表示，单位为m3/(m2h)或m3/(m2s)。•理想沉淀池中，u0与q在数值上相同，但物理概念不同：

u0的单位是m/h；q的单位是m3/m2·h。因此通过沉降试验，根据要求达到的沉淀总效率，得到能够完全除去的最小颗粒的沉降速度u0，即得到了沉淀池的表面负荷。在一定流量下，沉淀池表面积越大，则分离的悬浮颗粒沉淀速度越小，颗粒粒径也越小，总去除率也越大。沉淀池的去除率仅与颗粒沉速或沉淀池的表面负荷有关，而与池深H、沉淀时间t、池体积V无关。应该把沉淀池做得浅些，表面积大些，这就是颗粒沉降的浅层理论。——斜板(管)沉淀池。（3）实际沉淀池∵在实际沉淀池，理想沉淀池的假设是不存在的，颗粒的运动是不规则运动。（4）对于絮凝沉降P30-31颗粒之间并聚变大，或变大，u也会随之变大。其运动轨迹发生变化：

△h1作用工作原理几种型式去除砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒。平流式、竖流式、曝气沉砂池旋流式沉砂池、Doer沉砂池等污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。2.3.6沉砂池

1一般说明2、一般设计原则与主要参数（P34）1）城市污水设，工业视水质。只数或分格数不少于2个，并联；2）Q设计应按分期建设考虑。①当污水自流进入时，应按每期的按Qmax设计；②当污水提升进入时，按每期工作水泵的最大组合流量计算；③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3）沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.21mm以上。4）沉砂量标准城市污水：3m3/105m3污水砂含水率60%，容重1500㎏/m3。5）贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55º。排砂管直径不应小于200mm。6）沉砂池的超高不宜小于0.3m。

平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定。

3、平流式沉砂池1）平流式沉砂池的设计参数（P35）(1)vmax=0.3m/s,vmin=0.15m/s(2)最大流量时，t停留≥30"，一般30"~60"；(3)h有效=0.25~1.0m,≤1.20m,

分格数n≥2，每格宽度b≥0.6m；(4)池底坡度0.01—0.02，有除砂设备按要求。（1）工艺尺寸（2）结构尺寸

（3）进出水区（4）工艺装备2）设计内容

平流式沉砂池（1）工艺尺寸①长度L（m）

式中：v——最大设计流量时的速度，m/s；

t——最大设计流量时的停留时间，s。②水流断面面积A（m2）

式中：Qmax——最大设计流量，m3/s。③池总宽度b

（m）式中：h2——设计有效水深。④核算最小流速vmin验算在Qmin时，污水流经沉砂池时的n1——最小流量时工作的沉砂池数目Amin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积平流式沉砂池（2）结构尺寸

进、出水区结构及尺寸；贮砂斗所需容积、结构。⑤贮砂斗所需容积V（总）

式中：

X——城市污水的沉砂量，一般采用0.03L/m3

（污水）；

T——排砂时间的间隔，d；

kz——生活污水流量的总变化系数。生活污水1.2~1.3。⑥贮砂斗各部尺寸设贮砂斗底宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，贮砂斗上口宽b2：贮砂斗的容积V1h’3——贮砂斗高度，m；S1，S2——贮砂斗上口、下口面积⑦贮砂室高度h3重力排砂，池底坡度i=6%⑧池总高度hh1——超高,m；h3——贮砂室高度平流式沉砂池（2）结构尺寸m—每格贮砂斗数，2n——分格数，≥2平流式沉砂池：工艺装备输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、刮渣设备、行车等。排砂装置（1）重力排砂：管、罐（2）机械排砂：泵、链板刮砂与抓斗4、曝气沉砂池：解决沉砂池存在的问题：①砂中含有机物；15%。②对被有机物包覆的砂粒截留效率不高。曝气的作用使有机物处于悬浮；去除附着有机物。使<5%，称清洁砂。预曝气、脱臭、防止厌氧分解、除泡、加速油类分离。4、曝气沉砂池距池底60~90cm处设置曝气装置曝气沉砂池上海嘉定水质净化厂上海曲阳水质净化厂4、曝气沉砂池1）主要设计参数(P38)

水平流速v为0.08～0.12m/s,

0.1m/s；污水停留时间2—4min；雨天最大流量时1～3min。如作预曝气，10～30min。水深h2-3m，宽深比b/h1-1.5

长宽比L/b5

，>5时，设横向挡板穿孔管曝气，孔径2.5～6.0mm，距池底0.6~0.9m，有调节阀门曝气量一般为0.1~0.2m3/m3（废水）L

池内应考虑消泡与隔油装置（或设备）

形状不产生偏流死角，砂槽上方安装纵向挡板，进出口布置，防止短流。单位池长所需空气量曝气管水下浸没深度/m最低空气用量/(m3m-1h-1)最大空气用量/(m3m-1h-1)1.52.02.53.04.012.5-1511.0-14.510.5-14.010.5-14.010.0-13.53029282825（1）工艺尺寸（2）结构尺寸

（3）进出水区（4）工艺装备2）设计内容

（1）工艺尺寸水流断面A：池宽B：池长L：池容V（有效容积）：q——m3/minD——m3/m3（污水）需同时满足长宽比和宽深比，保证流态为推流式。曝气量：集砂斗倾角不小于50º。与平流式相同集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于0.8m/s。

集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1／2－2／3，底部以60º－75º倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。

（2）结构尺寸

（3）进出水区进水：用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于旋流特性，配水要求不十分严格，配水渠淹没配水。出水：出水堰，宽度与沉砂池相同，根据堰流计算公式确定堰上水头。（4）工艺装备供气方式：鼓风曝气，可与曝气池联合或独立进行。

曝气设备：穿孔管，孔径2－5mm。

排砂设备、集油设备：排沙泵抽吸，螺旋；撇油方式；通常置于行车上。

砂水和油水分离设备：5、其他沉砂池1）DOER沉砂池2）钟式沉砂池目的3）平流式水力旋流沉砂池4）PISTA沉砂池L1984年美国提出，沉砂被旋转刮砂机刮到排砂坑，用往复齿耙把有机物洗掉，洗下来的有机物随污水一起回流到沉砂池，沉砂池有机物含量<10%，最大设计流速为0.3m/s。1）

DOER沉砂池5、其他沉砂池多尔沉砂池DOER沉砂池设计

1984年由英国提出，钟式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。调整转速，可达到最佳沉砂效果。2）钟式沉砂池钟式沉砂池钟氏沉砂池设计钟氏旋流沉砂池应用实例上海松江东部污水处理厂3)平流式水力旋流沉砂池上海石洞口污水处理厂上海石洞口污水处理厂工作流态：Pista360°旋流沉砂池不同于其它旋流沉砂池，进水渠道改进成为一条封闭的充满流倾斜进水渠，进水直接进入沉砂池底部，由于射流的作用，在池内形成旋流，同时在中心轴向桨板的定速旋转驱动下于中部形成一个向上的推动力，使水流在垂直面亦形成环流。在垂面环流和射流的共同作用下，水流在沉砂池中以螺旋状前进，砂粒在离心力作用下撞向池壁沿水流滑入池底。积于池底的砂粒由于垂面环流的水平推动作用向池中心汇集跌入积砂斗，部分较轻的有机物则在中部上升水流的作用下重新进入水中。水流在分选区内回转一周(360°)后，进入与进水渠同流向但位于分选区上部的出水渠道。去除的沉砂跌入砂斗盖板中心的开孔并存于砂斗内，为防止砂粒板结，桨板驱动轴下端的叶片砂粒流化器不停搅动，砂粒便定时由砂泵抽出池外。

4)PISTA沉砂池PISTA沉砂池构造PISTA除砂系统池型特点：倾斜的进水渠道取代了附壁效应坡，能更有效地保证已经在渠道中沉底的砂粒直接滑入沉砂池底;充满流进水促进了层流效果而可更好地消除紊流以保证分选区内的沉砂效果;由于水平隔板的存在，大大减小了出水对分选区下部积砂区的影响，有效防止已沉下的砂又重新被带入出水之中;该池型的进、出水沿360°流线型布置，使得水流在分选区内部进行了360°回转，延长了旋流流程，提高了除砂效果，同时也使得沉砂池整体的布置更加顺畅、简洁，进、出水的水力条件更好;沉砂池可以更紧凑地对称布置、共用渠壁，节省了土建投资。

PISTA沉砂池池型特点去除效率：Pista沉砂池水头损失小，对于小粒径的砂粒有较好的去除效果。根据S&L公司提供的资料，Pista360°旋流沉砂池内部水头损失＜68.6Pa，而在峰值流量下，砂粒直径:d≥0.297mm(50目)时，去除率≥95%；0.211mm＜d＜0.297mm(50～70目)时，去除率≥85%；0.211mm≥d≥0.149mm(70～100目)时，去除率≥65%；对于0.11mm(140目)直径砂粒的去除率可达73%(据美国WEF出版的“DesignofMunicipalWastewaterTreatmentPlants”)。

PISTA沉砂池除砂效率PISTA沉砂池设计选型PISTA沉砂池应用实例上海白龙港污水处理厂深圳盐田污水处理厂旋流沉砂池排砂方式2.3.7沉淀池按使用功能分初次沉淀池SS40~55%BOD520~30%二次沉淀池泥（膜）水分离一、一般说明沉淀池按水流方向分平流式辐流式竖流式长方形一端进水另一端出水贮泥斗在池进口池内水流由下向上池内水流向四周辐流池型：多为圆形，有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央沉淀池三种流态平流式竖流式辐流式沉淀池特点与适用条件池型优点缺点适用条件平流式1.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；2.施工简单，造价低多斗排泥，每个泥斗单独设排泥管各自排泥，工作量大，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀1.适用地下水位较高及地质较差的地区；2.适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，管理简单；2.占地面积较小1.池深度大，施工困难；2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；3.造价较高；4.池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1.采用机械排泥，运行较好，管理较简单；2.排泥设备已有定型产品1.池水水流速度不稳定；2.异重流3.机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高1.适用于地下水位较高的地区；2.适用于大、中型污水处理厂进水区、出水区。沉淀区贮泥区。缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分组成缓冲区1.设计流量与沉砂池相同。分流制中，自流，按最大流量；水泵，按最大组合流量。合流制按降雨设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。

2.沉淀池的只数城市污水厂，不少于2只。

3.沉淀池的经验设计参数表10-5。

二、沉淀池的一般设计原则及参数沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系类别沉淀池位置沉淀时间(h)表面负荷(m3/m2.h)污泥量（干物质）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池仅一级处理1.5-2.01.5-2.516-3695-97二级处理0.5-1.52.0-4.514-2695-97二沉池活性污泥法1.5-4.00.6-1.512-3299.2-99.6生物膜法1.5-4.01.0-2.010-2696-984.沉淀池的几何尺寸：超高≥

0.3m；水深2.0～4.0m，缓冲层0.3~0.5m；贮泥斗倾角，方斗≥

60º，圆斗≥

55º。底板坡度平流≥0.01，辐流≥0.055.沉淀池出水部分：堰流。负荷：初沉池，≤2.9L/s·m；二沉池，≤

1.7L/s·m。多槽。

6.贮泥斗容积：初沉≤

2日，机械排泥4h。活性污泥二沉池≤

2h。生物膜二沉池≤

4h。

7.排泥部分：静水压力：初沉池≥

1.5mH2O；活性污泥二沉池≥

0.9mH2O；生物膜二沉池应≥

1.2mH2O。排泥管200

沉淀池的一般设计原则及参数平流式沉淀池结构示意图流入装置:沉淀区流出装置污泥区缓冲层三、平流式沉淀池平流沉淀池的构造及工作特点三、平流式(rectangular)

1．构造：四个区

1）进水区流量均匀分布，不出现短流。整流措施：配水孔或者缝；给水中穿孔花墙v<0.15-0.2m/s挡板，高出水面0.1—0.15m，浸没≥

0.25m，一般0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。（2）沉淀区沉淀区的高度一般约2～4m，水力条件要求：减少紊动性----Re=vR/

流速、运动粘滞系数提高稳定性----弗劳德数Fr＝v2/Rg，宜大于10-5。L/B>4,L/H>10,每格宽度B宜在3～8m,不宜大于15m。水流速度----10-25mm/s(给水）不大于5mm/s（污水）降低水力半径R

加隔板3）出水区溢流堰（施工难）三角堰最普遍，水面齿高1/2处。上下调节装置。淹没孔口（容易找平）出流堰单位长度溢流量相等，初沉池250m3／m·d，二沉池130～250m3／m·d。可增加出水堰长度。堰前挡板，或浮渣收集和排除装置。挡板高出水面0.1～0.15m，浸没水面下0.3～0.4m，距出水口处0.25～0.5m。淹没孔口流速0.6～0.7m/s，孔径20～30mm，孔口在水面下15cm，水流应自由跌落到出水渠。

浮渣槽出流堰挡板锯齿形出水堰浮渣槽（4）存泥区及排泥措施泥斗排泥靠静水压力1.5–2.0m多斗形式，可省去机械刮泥设备机械排泥平流式沉淀池示意图机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度，适用于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半地下式时，用泥泵抽吸。还有一种单口扫描式吸泥机，无需成排的吸口和吸管装置。沿着横向往复行走吸泥。

2影响平流式沉淀池沉淀效果的因素

1）沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响主要为短流的影响，产生的原因有：

(1)进水的惯性作用；

(2)出水堰产生的水流抽吸；

(3)较冷或较重的进水产生的异重流；

(4)风浪引起的短流；

(5)池内存在的导流壁和刮泥设施等

2）凝聚作用的影响。偏离理想沉淀池假定条件。平流式沉淀池的流态2平流式沉淀池的设计控制指标是表面负荷或停留时间。停留时间一般采用1～3h。低温低浊水源停留时间往往超过2h。1）工艺尺寸2）结构尺寸3）配水出水4）工艺装置1）工艺尺寸有效沉淀面积、池长、池宽、池深等；（1）各参数间关系

（2）第一种设计计算方法（实验计算方法）①根据沉淀实验结果选取u0

，用uo=Q/A可以计算得到沉淀池的面积A；②选取沉淀时间t和沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的长度L；v≤5mm/s，t取初沉池0.5~2.0h，二沉池1.5~4③用公式B=A/L得到B；（池长L30~50m，<60m，L/b=4~5，L/h2≥8）④用公式h2=Qt/A得到沉淀区有效深度h2；（2~4m）⑤有效容积V=Ah2⑥沉淀池只数n=B/b

（3）第二种计算方法（经验计算方法）①根据经验选取平流式沉淀池的沉淀时间t，得到其体积V=Qt②选取沉淀池的有效深度h2（2~4m）

，用公式A=V/h2得到沉淀池的面积A；③选取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的长度L；④用公式B=A/L得到B；⑤沉淀池只数n=B/b2）结构尺寸⑦污泥区的容积S——每人每日的污泥量，L/d·人，可参考表10-5；N——设计人口数T——污泥贮存时间，d。初沉池2d，污泥二沉池2h，机械排泥初沉池和膜二沉4h.⑧沉淀池的总高度h：h1——沉淀池超高，m；一般取0.3m；h2——沉淀区的有效深度，m；h3——缓冲层高度，m;一般取：无机械刮泥设备0.5m；有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m；h4——污泥区高度，m;h＇4——泥斗高度，m；h＂4——梯形的高度，m.⑨污泥斗的容积V1S1——污泥斗的上口面积，m2；S2——污泥斗的下口面积，m2。⑩污泥斗以上部分污泥容积V2L1,L2——梯形上下边长，m。泥斗一般为（正）棱台形，上部边长与池宽相同（若池宽较大时可设多个泥斗），下部边长一般为0.5-1.0m，泥斗倾角大于45º。H4′=((b1+b2)/2)tgα3）配水出水配水：进水挡板或进水穿孔墙等；出水：一般采用三角堰；集水：用多重集水渠；水力计算；超高、缓冲区。4）工艺装备刮泥机。按照沉淀池的形式、尺寸（直径或宽度）以及所需的排泥方式进行。

污水从下向上以流速v做竖向流动，悬浮颗粒运动状态：颗粒属于自由沉淀类型时，其沉淀效果要比平流式沉淀池？颗粒属于絮凝沉淀类型时，会出现上升的颗粒与下降的颗粒，上升颗粒与上升颗粒之间、下沉颗粒与下沉颗粒之间的相互接触、碰撞，直径增大，有利于颗粒的沉淀。1工作原理u>v时，u-v的差值向下沉淀；u=v时，随遇状态，不下不上；u<v时，随上升水流带走。四、竖流式沉淀池水流上升流速vu

>v，颗粒下沉

v,沉不下来根据沉淀实验得u0

u设v设≤u设

无沉淀资料时：对于生活污水，v设＝1.5-3.0m/h,T设＝1.0–2.0h平面圆形、正方形或多角形。池径4～7m，<10m。宽（径）、深比不大于3，通常取2。竖流式沉淀池的构造进水排泥出水缓冲层0.3m排泥多采用重力排泥，简单易行；对Q波动适应能力小；适于中小厂。与平流式及辐流式不同，其ET

=(1-p0)×100%浮渣挡板距集水槽0.25～0.50m

浮渣挡板高出水面：0.15～0.20m

浮渣挡板淹没水深：0.3～0.4m中心导流筒设计中心流速：无反射板：≤30mm/s有反射板：≤100mm/s流出速度：<40mm/s

2设计计算1）中心管面积与直径v0≤30mm/s，

2）沉淀区的面积v=0.3~1mm/s，即q=2.0~3.0m3/m2·h，3）沉淀池的总面积A和池径Dn——池数

4）沉淀区的有效水深（中心管喇叭口出水面高度）式中：V为上升流速0.3～1.0mm/st为沉淀时间，1.0～1.5h径深比不大于35）喇叭口距反射板之间的缝隙高度式中：v1为出流速度，

d1为喇叭口直径≤40mm/s

6）污泥量W(m3)，同平流式7）污泥区容积式中：R为上部半径，r为下部半径要求：V>W8）总高度H式中：h1为超高，h2为有效水深，h3为缝隙高度

h4为缓冲层高度，一般为0.3-0.5m。

h5为圆锥高度9）水渠、配水区（墙或管）、出水渠等；配水：中心管、反射导流板出水：一般采用三角堰；集水：集水渠。水力计算。五、辐流式(radial)沉淀池圆形、正方形。直径6～60m。可达100m，池中心深度2.5－5.0m，池周水深1.5～3.0m。中心进水周边进水辐流式沉淀池剖面中心进水周边进水1．中央进水幅流式水力特征是废水的流速由大向小变化。进水出水排泥进水槽刮泥装置出水堰出水槽初沉池静水压力排出，或污泥泵抽吸。池底坡度i=0．05。排泥向心式的表面负荷可提高约1倍。2．向心幅流式进水断面大，进水易均匀入流区特点：①进水槽断面大，槽底孔口较小，水头损失集中在孔口上，布水均匀；②进水挡板下沿深入水面下约2／3深度处，距进水孔口有一段较长距离，有助于水流均匀分布在整个入流区过水断面上，沉淀区流速小。池子出水槽长度约为进水槽1／3，池中水流速度从低到高。没有取得预想效果。进水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前挡板进水挡板,深入水下约3/4水深

3设计参数

1）沉淀时间t（生活1.5～2.0h）

2）表面负荷q（生活2～3.6

m3/m2.h）

3）Qmax

4）h2≤4m4设计要求

1）D/h2=6～122）池底坡度0.053）机械刮泥、静水压力排泥（圆形）无机械刮泥、静水压力排泥（正方形）

4）进、出水有三种布置方式

(1)中心进水，周边出水：辐流式

(2)周边进水，中心出水：向心式

(3)周边进水，周边出水

5）刮泥机旋转角度：1～1.5m/min（周边线速）

6）穿孔挡板开孔面积为挡板处池断面面积的10～20%

5设计计算1）每座沉淀池表面积A1与池径D2）有效水深h2通常取1/2半径处的深度值4）污泥量W（与平流式相同）5）污泥区容积沉淀区有效容积V：或（f为中心管面积）3）径深比：不小于6

6）总高度（H）和周边处的高度（Hˊ）其中：h1为超高，h2为有效水深，h3为缓冲高度层，一般为0.3-0.5m。

h4为底坡落差，h5为污泥斗高度。

泥斗一般为圆台形，上部直径为2m，下部直径为0.5-1m，泥斗倾角大于45º；7）水渠、配水区（墙或管）、出水渠等；（中心进水周边出水）中心管：中心管管径流速大于0.4m/s；导流筒：导流筒的深度一般为池深的一半，容积占沉淀容积的5％；出水集水渠：一般位于距池壁的1／10R处；出水堰：单侧或双侧三角堰。8）刮泥机的设计主要按照沉淀池的形式、尺寸（直径或宽度）以及所需的排泥方式进行。2.3.8斜板（管）(inclined)沉淀池

1浅层沉降原理2斜板（管）沉淀池3设计举例1浅层沉降原理沉淀池处理效率与颗粒沉淀速度和表面负荷有关。问题：如排泥和维修。把水平隔层改为倾斜成一定角度（一般60°左右，下滑）的斜面，——斜板沉淀池，板间加隔板——斜管沉淀池。改善水力条件：Re(=vRρ/μ)，雷诺数可降至500以下（层流界限），Fr(＝v2/gR)，增大弗罗德数可达10-3～10-4数量级（宜大于10-5

），提高水流稳定性。处理能力大3～7倍，过流率可达36m3/m2h，停留时间大大缩短，节省占地面积。

2斜流沉淀池分类介绍按水流方向，可分为：异向流、同向流、横向流三种，实际应用的是异向流。(a)Countercurrent(b)Cocurrent(c)Cross-flow斜管斜板式沉淀池的构造平流式斜板沉淀池辐流式斜板沉淀池3设计1）参数：异向流表面水力负荷，可按比普通沉淀池提高一倍考虑。

应符合下列要求：一、斜板净距（或斜管孔径）为80~100mm；二、斜板（管）斜长为1m；三、斜板（管）倾角为60°；四、斜板（管）区上部水深为0.7~1.0m；五、斜板（管）区底部缓冲层高度为1.0m。在池壁与斜板间隙处装有阻流板，以防水流短路。进水方式穿孔墙整流布水。出水方式多槽出水。

2）设计计算（1）沉淀池面积A

选定表面负荷（2.5~3.0mm/s），计算得到面积A。（2）沉淀池总高度

H=h1+h2+h3+h4+h5式中：h1——超高0.3mh2——清水层高度0.7~1mh3——自身高度0.866~1.0mh4——配水区高度1.5mh5——污泥斗高度0.8m

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优缺点优点：

1）沉淀面积增大；

2）沉淀效率高，产水量大；

3）水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀；缺点：

1）由于停留时间短，其缓冲能力差；

2）对混凝要求高，流动性差粘度高，二沉池不宜；

3）积泥藻类维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板（管）2.3.9沉淀池的强化与改进传统沉淀池的缺点：一是去除率不高，常用的沉淀时间为1.5h，悬浮物的去除率一般在40％－60％之间，很少超过80％；二是这些沉淀池都体积庞大，占地面积较大。两方面提高：一是从原水水质方面着手。混凝就是比较有效的方法。二是从沉淀池的结构方面着手。其中较为成熟的有预曝气和各种类型的新型沉淀池。（1）预曝气（2）向心辐流