重力分离设备课件_第1页
重力分离设备课件_第2页
重力分离设备课件_第3页
重力分离设备课件_第4页
重力分离设备课件_第5页
已阅读5页,还剩101页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

废水重力分离沉降设备沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法

沉砂池:用以去除污水中的无机易沉物。

初次沉淀池:较经济地去除,减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。

二次沉淀池:用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等,使处理后的水得以澄清。

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。沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种型式从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。平流式、竖流式、曝气沉砂池旋流式沉砂池、Doer沉砂池等以重力或离心力分离为基础,即将进入沉砂池的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。形式构造特点应用平流式平面为长方形,采用机械刮砂。构造简单,除砂效果较好,除砂设备国产化率高。城市污水厂的主要池型,越来越多地被曝气沉砂池所代替。竖流式平面为圆形或方形,水由设在池中心的进水管自上而下进入池内,管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升水流方向与沉砂方向相反。除砂效果差,运行管理不便。极少用。曝气式只是在平流沉砂池的侧墙上设置一排空气扩散器,使污水产生横向流动,形成螺旋形的旋转状态。除砂效率高,有机物与砂分离效果好。大有取代平流式沉砂池之势。旋流式一般为圆形,池中心设有1台可调速的旋转浆板,进水渠道在圆池的切向位置,出水渠道对应圆池中心,中心旋转浆板下设有砂斗。可以有效地去除细砂(0.1mm以下的砂粒),具有占地小、除砂效率高等。国外广泛应用,国内使用也越来越多。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。

平流式沉砂池平流式水力旋流沉砂池旋流式-钟式沉砂池PISTA沉砂池应用实例上海白龙港污水处理厂沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数:城市污水厂一般均设置沉砂池,并且沉砂池的只数或分格数应不小于2;工业污水是否要设置沉砂池,应根据水质情况而定。设计流量应按分期建设考虑。最大时流量、最大组合流量、合流制流量沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算,其含水率约为60%,容重约1500kg/m3。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。沉砂池的超高不宜小于0.3m。一、平流式沉砂池构造:加宽、加深的明渠,由入流渠、出流渠、闸板、砂斗等组成。进水头部应采取消能和整流措施;

两端用闸板控制水量

池底设有1~2个倒棱台形的贮砂斗,斗底有带闸阀的排砂管。

作用:沉砂池排出的砂水混合物进行彻底的砂水分离。

原理:砂水混合液从分离器一端顶部输入水箱,比重较大的如砂粒等到将沉积于槽形底部,在螺旋叶片的推动下,砂粒沿斜置的u型槽底提升,离开液面后继续推移一段距离,在砂粒充分脱水后经排砂口卸至盛砂桶,而与砂分离的水则从溢流口排出,达到分离目的。预处理:在进水口处设置圆筒式旋流预分离器,污水沿圆筒切线方向进入涡流使砂粒沉下进入螺旋分离器,溢流液回沉砂池或格栅井,起到预沉砂及调节水量的作用。

砂水分离器洗砂砂水分离器无轴螺旋输送机对沉淀物进行脱水3设计1)设计参数(1)流量---自流进水,取最大小时流量;泵送,工作水泵的最大组合流量。(2)分格数-

n>=2,并按并联方式运行。(3)流速---最大流速0.3m/s--最小流速0.15m/s之间。(4)停留时间---流量最大时,停留时间>=30s,一般为30~60s。(5)结构尺寸---有效水深一般为0.25~1.0m,不大于1.2m(h=u0t,u0可按斯托克斯公式);超高>=0.3m;每格宽>=0.6m;(6)沉砂量---依水质不同而异,对城市污水可按每106m3废水产生30m3沉砂考虑。(7)贮砂斗---容积一般按2日以内的沉砂量设计,斗壁倾角>=55°;池底以0.01~0.02的坡度坡向砂斗。(4)核算最小流速vmin

Qmin——设计最小流量,m3/s;n1——最小流量时工作的沉砂池数目;Fmin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积,m2。(5)贮砂斗所需容积(m3/d)X——城市污水的沉砂量,一般采用30m3/106m3(污水)T——排砂时间间隔,dKz——生活污水流量的总变化系数。二、曝气沉砂池1.曝气目的a.有机物更好分离(通过摩擦作用实现),避免泥沙沉于初沉池而影响污泥的处理。b.还有预曝气、除臭、除油等多种功能。一长形渠道,沿渠壁一侧的整个长度方向,距池底60-90cm处安设曝气装置,在其下部设集砂斗,池底有i=0.1-0.5的坡度,以保证砂粒滑入。2.工作原理:鼓风机曝气的作用下,使污水水流在池内呈螺旋状前进,污水中的有机颗粒经常处于悬浮状态。另外,使无机颗粒互相摩擦并承受曝气的剪切力,去除砂粒上面附着的有机污染物,同时由于水流的向心力作用,密度比水大的砂粒便沉入池底,从而得到较纯净的砂粒。曝气的气浮作用,污水中的油脂类物质会在除渣区浮出水面,达到从污水中分离的目的。

FLASH2)设计计算(1)工艺尺寸:主要确定沉砂池的池长L、池宽B、池深H等。②过水断面积A(m2):

④池宽B(m):③池长L(m):①总有效容积V(m3):

L=V/A在设计计算过程中,沉砂池的长、宽、深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比,以保证沉砂池内的流态为推流式。如不满足需重新调整有关尺寸:重新选择设计参数,从新进行设计计算。

①集砂斗:计算同平流式,倾角>=50º。②集砂槽设计与明渠设计相同,但设计流速应不小于0.8m/s。③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:包括集砂斗、集砂槽、集油区等。

(3)进出水区:进水区、配水方式、出水区①进水:沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。②配水:由于曝气沉沙池内水流的旋流特性,一般认为对曝气沉砂池的配水要求不十分严格,通常采用配水渠淹没配水。③出水:出水方向与进水垂直,一般采用出水堰出水,出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同,依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。(4)工艺装备:供气,曝气,排砂集油,砂水分离①供气方式:鼓风曝气,曝气沉砂池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。空气需用量qa(m3/h)=Q×d计算.d-1m3

废水所需空气量,m3空气量/m3废水。②曝气设备:一般采用穿孔管,孔径一般为2-5mm。

③排砂设备、集油设备:排沙一般采用排沙泵抽吸;

浮油的收集通常采用撇油的方式;吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。

④砂水和油水分离设备:排出的砂水和油水混合物含水率仍很高,通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。

三旋流沉砂池近年来新建的污水厂中,旋流式沉砂池得到了越来越多的应用。从运行情况看,用户反映普遍良好,认为这类沉砂池具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠等优点。目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏(Jones-AttwoodJeta)和比氏(Pista)两大类。工作原理:旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转,控制进入水流的流速与流态,使砂在离心力与重力的作用下,沿池壁呈螺旋线加速下降,同时有机物在水流的作用下,随水流漂走,沉入池底的砂经空气提升或泵提升后,与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出,清洗水回流至格栅井,从而达到除砂的目的。思考:与曝气沉砂池区别?曝气/机械水力涡流;旋流与水流垂直/一致1钟氏沉砂池旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成1984年英国提出,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。去除直径0.2mm以上的大部分砂粒,去除率98%以上分选区和集砂区,两个分区之间采用斜坡连接。虽然不同的国外公司在此典型结构的基础上开发出了多种多样的变型,但其变化主要集中在斜坡的倾斜度及搅拌桨的型式上,就砂粒的沉降机理来说应当并无多大差别。钟氏池的斜坡式设计,使得砂粒的沉降主要依靠重力,砂粒通过斜坡自然滑入集砂坑。在滑入集砂坑之前,在旋转桨片产生的斜向水流作用下将附在砂粒上的有机物分离开。2比氏沉砂池旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成典型的比氏池由分选区和集砂区构成,其特点是分区之间没有斜坡过度。从水力条件看,水流在比氏池中呈涡流状态,大大强化了有机物分离效果。注意采用此类沉砂池时,对细格栅的运行效果要求较其他沉砂池为高。如果格栅运行不正常,带入的布条、树枝等易导致搅拌桨的损坏;同时由于提砂方式为砂泵或气提,以上物体极易造成这类排砂设备及管路的堵塞,导致设备无法正常运行。在造价方面,由于目前国内采用的旋流沉砂池多为国外产品,往往价格过高,其在土建造价上的节省通常会被抵消。国内形式上模拟,没有自己的水力模型,有待检验。沉淀池沉淀池按使用功能分生物处理法中的预处理,去除约30%的BOD5,55%的悬浮物。生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分。初次沉淀池二次沉淀池沉淀池按水流方向分平流式辐流式竖流式池型: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沉淀池由五部分组成:进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳,以提高沉淀效率。沉淀区贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。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沉淀池的运行方式连续式污水中可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成,这是可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。污水连续不断地流入与排出污水中可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程,由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。工作过程:进水、静止、排水间歇式沉淀池的运行方式1.间歇式工作过程:

进水:静止:悬浮物完成沉淀过程;排水:设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出2.连续式污水连续不断的流入与排出颗粒的沉淀在流过水池时完成,这是可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。沉淀池的一般设计原则及参数(1).设计流量----与沉砂池的设计流量相同。自流:应按最大流量设计;泵送:应按工作水泵的最大组合流量设计。(2).沉淀池的个数对于城市污水厂,沉淀池的个数n>=2。(3).沉淀池的经验设计参数沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系,见表1所示。表1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1.5-2.01.5-2.515-2796-97二级处理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98(4).几何尺寸:超高>=0.3m;缓冲层高采用0.3-0.5m;贮泥斗斜壁的倾角,方斗>=60º,圆斗>=55º;排泥管直径>=200mm。(5).沉淀池出水部分:一般采用堰流,在堰口保持水平。出水堰的负荷为:对初沉池,应<=2.9L/s·m;对二次沉淀池,一般取1.5~2.9L/s·m。(6).贮泥斗的容积:一般按不大于2日的污泥量计算。对二次沉淀池,按贮泥时间不超过2小时计。(7).排泥部分:沉淀池一般采用静水压力排泥,静水压力数值如下:初次沉淀池>=14.71kPa(1.5mH2O);活性污泥法的二沉池>=8.83kPa(0.9mH2O);生物膜法的二沉池>=11.77kPa(1.2mH2O)。平流式沉淀池示意图一、平流式沉淀池1.进水区---消能整流,保证入流污水均匀稳定地进入沉淀池。2.出水区---设出水堰,控制沉淀池内的水面高度,保证沉淀池内水流的均匀分布。堰前应设置挡板,以阻拦漂浮物,或设置浮渣收集和排除装置。3.沉淀区4.贮泥区:①单斗机械刮泥②多斗式沉淀池,不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管,各自独立排泥,互不干扰,保证沉泥的浓度。5.缓冲区:非机械排泥0.5m,机械排泥时,上缘高出刮板0.3m.平流式沉淀池的构造及工作特点(进水)平流式沉淀池的构造及工作特点(出水)①单斗机械刮泥—刮泥机②多斗式—排泥管1.沉淀池的表面积A式中:qvmax-最大设计流量,m3/s;q-表面水力负荷,m3/m2·h,初沉池一般取1.5~3m3/m2·h,二沉池一般取1~2m3/m2·h。

2.沉淀区有效水深h2式中:t-沉淀时间,h,初沉池一般取1~2h;二沉池一般取1.5~2.5h。沉淀区有效水深h2通常取2~3m。

4.沉淀池长度L式中:v-最大设计流量时的水平流速,mm/s;一般不大于5mm/s

5.沉淀池总宽度b平流式沉淀池的设计3.沉淀区有效容积V1竖流式沉淀池在竖流式沉淀池中,污水是从下向上以流速v做竖向流动,废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态:由上述分析可知,当颗粒属于自由沉淀类型时,其沉淀效果(在相同的表面水力负荷条件下)竖流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。当颗粒属于絮凝沉淀类型时,由于在池中的流动存在着各自相反的状态,就会出现上升着的颗粒与下降着的颗粒,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,致使颗粒的直径逐渐增大,有利于颗粒的沉淀。应用:多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离竖流式沉淀池的工作原理当颗粒以沉速u>v时,则颗粒将以u-v的差值向下沉淀,颗粒得以去除;当u=v时,则颗粒处于随遇状态,不下沉不上升;当u<v时,颗粒将不能沉淀下来,则会随上升水流带走。竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。竖流式沉淀池的深、宽(径)比一般不大于3,通常取2。竖流式沉淀池的中心管如下图所示。竖流式沉淀池的构造

竖流沉淀池池面多呈圆形或正多边形。沉降区--上部圆筒形部分为,直径一般在4~8m,最大不超过10m.为保证水流的竖向运动,径深度比不宜大于3。如池径大于8m,应增设径向集水槽。污泥区--下部倒圆台部分为,1.5~2.0m的静水压力排泥缓冲层—沉降去和污泥区间0.3~0.5m的。竖流式沉淀池示意图进水排泥出水求取;当无资料,t=(1.0~2.0)h。(3)管口不设反射板时,取中心管内流速v0≤0.03m/s;设反射板时,v0≤0.1m/s。(4)中心管与反射板之间的流速v1一般不大于0.04m/s。(5)中心管及反射板结构尺寸如图。(6)保护高度取0.3~0.6m,缓冲层高度取0.3m,泥斗壁倾角取45°~55°。

(1)表面负荷,按公式计算,当无资料,q=(2.0~3.0)m3/m2·h。(2)沉降时间,按公式竖流式沉淀池的设计

(1)设计参数(1)中心管的断面面积f和直径d

Qmax——最大废水流量(m3/h)v0——中心管流速(m/h)

(2)沉淀区有效断面积A1

v——池内水流速度(m/h)(3)沉淀池表面积A和直径DA,D——沉淀池的表面积和直径(2)设计计算(4)沉降区有效水深h2(5)中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3

v1——中心管喇叭口与反射板之间缝隙的流速,m/h;d1——喇叭口直径(m)(=1.35d)v—池内水流速度(m/h);t—沉淀时间(h)(6)污泥斗设计同前(7)沉淀池总高H

h1——保护高度,mh4——缓冲层高度,mh5——泥斗圆台部分高度(m);三、辐流式沉淀池

辐流式沉淀池是一种大型沉淀池,池径可达100m,池周水深1.5~3.0m。

有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂配水等几种形式。

沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除,对辐流式沉淀池而言,目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。辐流式沉淀池的特点辐流式沉淀池剖面中心进水周边进水辐流式沉淀池刮泥机中心移动系统排泥方式—多斗式构造(1)进水--中心进水、周边进水(2)沉降区--圆形,直径可达100m,池周水深1.5-3.0m。(3)排泥--一般采用刮泥机刮除,目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。刮泥机每小时旋转2—4周,将污泥刮到池中去,靠静水压力或泥浆泵将污泥排走。当然还有多斗式.悬浮固体颗粒在辐流沉淀池中的沉降规律

由于过流断面由中心向周边不断增大,水平分速逐渐减小,因此其沉降轨迹呈下垂曲线。如设中心筒半径为rl,池半径为R,沉降区水深为H,那么在半径为r的任意点上,颗粒在dt时间内在水平方向和竖直方向上的位移分别为dr=vdt和dh=udt由于(1)(2)对沉速为u0的颗粒,积分(2)式并代入(1)式,得整理后,得辐流式沉淀池设计

(1)主要设计参数(1)直径:一般为20~40m,最大可达100m。(2)池中心深度为2.5~5.0m,周边深度为1.5~3.0m。(3)池底以0.06~0.08的坡度坡向泥斗。(4)表面负荷q和沉降时间t应通过沉降试验确定,对生活污水,q可取2.0~3.6m3/m2·h,t取1.5~2.0h。(5)有效水深h2,通常取池半径1/2处的深度值。

2.设计计算①有效水深h2:h2=qt或(f为中心管面积)②表面积F:F=Q/q③有效直径:④径深比:D/h2

>=6(6-12)5.中心管截面积f:f=Q/v,v--按流速应大于0.4m/s的最小沉速设计;6.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%;7.出水集水渠:现行辐流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的1/10R处;四、斜板(管)沉淀池

斜板沉淀池又称浅层沉淀池,其工作原理是建立在浅层沉降理论基础上的。即在沉淀池有效容积一定的条件下,池身越浅,沉淀面积越大,去除效率也越高。

1.浅层沉降原理①E与处理效率关系?矛盾沉降效率+表面负荷浅层沉降原理①↓,∴ET↓Q,当A一定时,u0,从而使u≥u0所占百分率(1–p0)×100%↓,反之,若要ET,则要以减小处理能力为代价。当分为n层时,当A一定时,每层处理的水量为∴(1–p0)×100%↑,↑等于n∴ET↑②当分为n层时,当A一定时,每层处理的水量为∴(1–p0)×100%↑,↑

等于n∴ET↑

ET不变,在分层后分层后处理水量:Q’=BHv’u0/v’=u0t/v’t=h/LH=nhu0/v=u0t/vt=H/L有:v’=nv分层后处理水量:Q’=BHnv=nBHv=nQ2.斜板沉淀构造

实际应用中,考虑排泥的要求,将隔板以45-60°角度倾斜。按水流方向不同,可分为:

异向流同向流横向流斜板沉淀构造

(1)优点:沉淀效率高、停留时间短、占地少;(2)缺点:停留时间短(几分钟),缓冲能力差;耗材,堵塞,常用于给水和隔油。(3)应用在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验,在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。

3.斜板沉淀池优点及其应用4.斜板和斜管沉淀池的设计设斜板长为l,宽为w,倾角为θ,板间净距为d,平均水流速度为v,颗粒沉速为u0,则颗粒的运动由v和u0合成。

通过每个沉降单元的流量将(1)代入(2)式,则可得

(1)(2)对n个沉降单元,af=lwcosθ,Af=naf分别为一个沉降单元和n个沉降单元的斜板在水平方向上的投影面积;a=dw/sinθ,A=na=Lw分别为一个沉降单元和n个沉降单元的水平底面积异向流同向流横向流4.斜板和斜管沉淀池的设计5.斜板(管)沉淀池:设计举例

异向流斜板(管)沉淀池的设计表面水力负荷,一般可按比普通沉淀池的设计表面水力负荷提高一倍考虑。

异向流斜板(管)沉淀池的设计,应符合下列要求:1、斜板净距(或斜管孔径)为80-100mm;2、斜板(管)斜长为1m;3、斜板(管)倾角为60°;4、斜板(管)区上部水深为0.7-1.0m;5、斜板(管)区底部缓冲层高度为1.0m。名称公式符号说明1.池子水面积(m2)F=Qmax/nq’*0.91Qmax—最大设计流量(m3/h);n—池数(个);q’—表面负荷(m3/m2h);0.91—斜板区面积利用系数

2.池子平面尺寸(m)圆形池直径D=(4F/π)1/2;方形池边长a=F1/23.池内停

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论