第2章 2.3废水的沉淀

§2.3废水的沉淀§2.3废水的沉淀

1.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沉淀，也可能是对“软物质”的沉淀。

2.沉淀单元应该考虑漂浮物对策，即应该有相应的浮沫/浮渣清除设备。

3.应关注沉淀单元的排泥做法。马栏河流程简图马栏河S3D沉淀单元四平污水处理厂的初沉池海口污水处理厂沉淀单元平流式沉淀池沉淀的现象1.沉淀的分类1.自由沉淀：颗粒之间不干扰、不变化(Discreteparticlesettling)2.絮凝沉淀：絮凝、颗粒质量沉速变化(Flocculentsettling)3.拥挤沉淀（区域沉淀、成层沉淀）：整体下沉

(Hinderedsettling)4.压缩沉淀：颗粒浓缩

(Compressionsettling)沉淀法的应用污水处理系统的预处理沉砂池，去除无机颗粒。污水的初级处理初沉池，去除悬浮固体（有机物、无机物）生物处理后的固液分离二沉池，分离活性污泥或者脱落的生物膜，保证出水澄清污泥处理阶段的污泥浓缩污泥浓缩池，减少污泥体积，减少处理成本2分散颗粒体系的沉淀理论斯托克斯公式式中，u——颗粒沉速，m/s; m——颗粒质量；

t——沉淀时间，s；

F1——颗粒重力；

F2——颗粒浮力；

F3——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。斯托克斯公式C——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斯托克斯公式该公式即斯托克斯公式

1.3沉淀池的效率计算理想沉淀池理想沉淀池沉淀的效率计算颗粒水平速度=水的流速=v=Q/A’=Q/Hb假设，存在沉淀速度为u0的颗粒颗粒的沉速u1≥u0，则全部可以被沉淀除去颗粒的沉速u1≤u0，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h时，可以除去。设：u1（u1≤u0）颗粒占全部颗粒的百分比为dP（%）则，u1颗粒中能够被去除的量为:设沉淀时间为t，则有u1颗粒中能够被去除的量为:理想沉淀池沉淀的效率计算u1颗粒中能够被去除的量为:而颗粒总去除率包括u1≥u0和u1≤u0两部分。u1≥u0时去除部分为1-P0P0为沉速小于u0的颗粒占全部颗粒的百分数u1≤u0时去除部分为总去除率为P0——沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中占的百分数理想沉淀池的表面水力负荷表面水力负荷（沉淀池溢流率）——设计沉淀池重要参数！A为沉淀池表面积沉淀实验柱沉淀的效率计算沉淀时间效率关系曲线絮凝沉淀的等效率曲线1.4沉淀单元设计沉砂池去除废水中比重较大的无机颗粒，如泥砂、煤渣等。一般设在泵站、沉淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分含量，提高污泥的肥料价值。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等。沉砂池设计的一般规定去除的砂粒：>0.2mm颗粒,密度：2.65g/cm3设计流量：污水自流（最大流量）；污水提升（工作泵最大组合流量）沉砂量与沉砂斗：城市污水（30m3砂量/106m3污水）含水率60％，容重1500kg/m3；除砂方法：一般为机械除砂，需设置储砂池和晒砂场；人工除砂排砂管径>200mm平流式沉砂池平流式沉砂池平流式沉砂池主要参数已知：平均水量为10000t／d，污水量总变化系数为1.49，最小流量为5000t/d。设计平流式沉砂池。解：Qmax=10000×1.49=14900m3/d=0.18m3/s。

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0.3m/s,最小流速为0.15m/s最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30-60s.有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25-1m，每格宽度不宜小于0.6m.①长度设v=0.25m/s,t=30s,L=vt=0.25×30=7.5m；②水流断面积A=Qmax/v=0.18÷0.25=0.72m2③池总宽度设n=2格，每格宽b=0.6m,B=nb=2×0.6=1.2m；已知：平均水量为10000t／d，污水量总变化系数为1.49，最小流量为5000t/d。设计平流式沉砂池。④有效水深h2=A/B=0.72÷1.2=0.6m⑤沉砂室所需容积设T=2d,V==

=0.63m3

⑥每个沉砂斗容积设每一分格有两个沉砂斗,沉砂斗形状为正梯形台。V0=0.63/(2*2)=0.16m3

已知：平均水量为10000t／d，污水量总变化系数为1.49，最小流量为5000t/d。设计平流式沉砂池。⑦沉砂砂斗各部分尺寸设底宽b1=0.5m,斗壁与水平的倾角为55o,斗高=0.35m沉砂斗上口宽：b2=+b1=+0.5=1.0m

沉砂斗容积：V0==（2×12＋2×1×0.5＋2×0.52）=0.2m3(>0.16m3)

已知：平均水量为10000t／d，污水量总变化系数为1.49，最小流量为5000t/d。设计平流式沉砂池。⑧沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗h3=＋0.06l2

其中l2=（L-2b2-b’）/2=(7.5-2×1-0.2)/2=2.65mh3=0.35＋0.06×2.65=0.51m

池总高度：设超高h1=0.3mH=h1＋h2＋h3

=0.3＋0.6＋0.51=1.41m取整1.45m式中h1—超高,取0.3mh2—有效水深为0.6mh3—沉砂室高度已知：平均水量为10000t／d，污水量总变化系数为1.49，最小流量为5000t/d。设计平流式沉砂池。⑨验算最小流速在最小流量时，只用一格工作（n1=1）Qmin=5000m3/d=0.058m3/sVmin=

＞0.15m/s，校核通过。

曝气沉砂池工作原理曝气沉砂池曝气沉砂池曝气沉砂池实景曝气沉砂池设计参数曝气沉沙池注意事项控制污水在池中的旋转流速和旋转圈数。（去除0.2mm沙粒，旋转速度不小于0.3m/s，至少转3圈）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。砂水分离器和排砂机作业：

污水厂最大设计流量为0.8m3/s，求：曝气式沉砂池的总有效容积、水流断面面积、池总宽度、池长尺寸，及每小时所需空气量。V=Qmax*t*60A=Qmax/vB=A/h2L=V/Aq=3600*d*Qmax多尔沉砂池多尔沉砂池多尔沉砂池设计参数表沉砂池直径（m）

3.0

6.0

9.0

12.0最大流量（m3/s）要求去除砂粒直径为0.21mm要求去除砂粒直径为0.15mm

0.17

0.11

0.700.45

1.581.02

2.801.81沉砂池深度（m）

1.1

1.2

1.4

1.5最大设计流量时的水深（m）

0.5

0.6

0.9

1.1洗砂机宽度（m）

0.4

0.4

0.7

0.7洗砂机斜面宽度（m）

8.0

9.0

10.0

12.0钟式沉砂池钟式沉砂池2.3.2沉淀池沉淀池用于水及废水的一级处理、生物处理的后处理等可分为进水区、沉淀区、污泥区、出水区及缓冲层等常用沉淀他的类型有平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板(管)沉淀池按照在工艺中的位置可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初沉池可去除SS：40-55%；BOD：20-30%衡量沉淀池的参数是表面水力负荷(m3/m2h，即单位时间单位面积的沉淀池处理的水体积)沉淀池沉淀效率与池水面积有关，和水深、体积关系不大。沉淀池三种流态

平流式竖流式辐流式平流式沉淀池平流式沉淀池最常用、构造简单、工作稳定、截留效果好。上部实际是加宽的明渠，出水堰一般为锯齿三角堰（水面位于齿高1/2处）。堰前设挡板（或浮渣收集排除装置）竖流式沉淀池辐流式沉淀池辐流式沉淀池辐流式沉淀池剖面中心进水周边进水三类沉淀池的性能比较斜板(管)式沉淀池同向流斜板沉淀斜板沉淀斜板（管）沉淀池工作原理浅池沉淀理论相当于增加了4倍的沉淀面积，其水力负荷也增加4倍入流的均匀化做法沉淀池入流、出流及排泥方式入流的均匀化做法出流的均匀化做法多槽出流三角形堰中心进水辐流式二沉池的出水堰辐流式沉淀池的出水堰（空水位）排泥装置与方法静水压力法链带刮泥机刮泥车穿孔排泥管虹吸式吸泥机静压式吸泥机单口扫描泵吸式排泥机泵吸式排泥机平流式沉淀池设计的一般规定设计流量：污水自流（最大流量）；污水提升（工作泵最大组合流量）沉淀时间>30min设计参数：水力负荷、沉淀时间等见表10－5有效水深（2－4m）、超高（0.3m）及缓冲层（0.3-0.5m）堰负荷：初沉池<2.9L/(m.s)二沉池<1.7L/(m.s)初沉池和二沉池设计有各自特点平流式沉淀池的设计例题：最大流量为43200m3/d，设计人口25万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。例题：最大流量为43200m3/d，设计人口25万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。1）池子总表面积：取q=2.0m3/m2hA=Qmax/q=900（m2）解：2）沉淀部分有效水深：h2=qt=3（m）其中t=1.5，沉淀时间；3）沉淀部分有效容积：V=Qmax×t=(43200/24)×1.5=2700(m3)4）池长：v，最大设计流量时的水平流速，取5mm/s（初沉池<7mm/s；二沉池<5mm/s）。L=3.6vt=3.6×5×1.5=27(m)例题：最大流量为43200m3/d，设计人口25万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。5）池子总宽度：B=A/L=900/27=34(m)6）池子个数（分格数）：n=B/bb,每个池子（或分格数）宽度，取b=4.5mn=34/4.5=8(个)7）污泥部分所需容积：Vw=SNT/1000S：每人每日污泥量，L/人d,一般取0.3－0.8L/人d，取0.5N：设计人口，250000；T：两次清泥间隔，d，取T=2d。Vw=SNT/1000=250(m3）每个污泥池需要的污泥部分容积为：Vw’=Vw/n=250/8=32(m3)例题：最大流量为43200m3/d，设计人口25万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。8)污泥斗容积：S1，上斗口面积，m2；S2，下斗口面积，m2；h4’泥斗高度，m。取上斗尺寸为4.5m×4.5m,下斗尺寸为0.5m×0.5mH4’=

=3.46(m),带入计算得：V1=26(m3)

例题：最大流量为43200m3/d，设计人口25万，沉淀时间为1.5h，求沉淀池各部分尺寸。9)污泥斗以上梯形部分污泥容积L1，梯形上底长，m；L2，梯形下底长，m；h4’’，梯形高。L1=L+0.3+0.5=27.8(m),L2=4.5(m),h4’’=(L-0.3-4.5)×0.01=0.158(m),带入计算得：V2=9（m3）

总容积=V1+V2=26+9=35(m3)>32(m3)10)池子总高：H=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+3+0.5+3.46+0.158=7.42(m)取整7.5mH3,缓冲层高，一般为0.3-0.5m，这里取0.5m。如何提高沉淀效果1.设备、技术更新：采用新型沉淀池（如斜板沉淀池、S3D沉淀池）2.合理运用曝气工艺：曝气引起自然絮凝作用，提高沉淀效果5%-8%3.运用新型絮凝剂，提高絮凝效果：生物絮凝剂、高分子絮凝剂等等设人口数N=60000，最大污水量为0.13m3/s，试设计竖流式沉淀池。设中心管内流速v0=0.03m/s,池数=4(1)则每池最大设计流量为中心管面积(2)沉淀部分有效断面积A设表面负荷q‘=2.52（m3/m2h）则上升流速v=q’=0.0007（m/s）(3)池直径（4）有效水深h2，设t=1.5h设人口数N=60000，最大污水量为0.13m3/s，试设计竖流式沉淀池。(5)校核池径水深比(6)校核集水槽每米出水堰负荷(7)污泥体积V设排泥周期T=2d，s=0.5L(每人每天湿污泥量)(8)每池污泥体积(9)设锥底直径d‘=0.4m，坡脚角度α=550设人口数N=60000，最大污水量为0.13m3/s，试设计竖流式沉淀池。(10)中心管直径(11)中心管喇叭口下缘与反射板垂直距离h3设过该缝隙污水流速v1=0.02m/s喇叭口直径d1=1.35d0=1.58(m)(12)总高h1超高，