鋼制豎流式沉淀池介紹：
污水處理技術(shù)之沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算。
沉淀池的類(lèi)型。
按水流方向劃分，沉淀池可分為平流式、輻流式和豎流式三種，還有根據(jù)“淺層理論”發(fā)展出來(lái)的斜板(管)沉淀池。
設(shè)置鋼制豎流式沉淀池的一般要求有哪些：
(1)沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)一般不少于2個(gè)，為使每個(gè)池子的人流量均等，要在入流口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥，以便調(diào)整流量。池子的超高不能小于0.3m，緩沖層為0.3m～0.5m。
(2)一般沉淀池的停留時(shí)間不能小于1h，有效水深多為2～4m(輻流式沉淀池指周邊水深)，當(dāng)表面負(fù)荷一定時(shí)，有效水深與沉淀時(shí)間之比也為定值。
(3)沉淀池采用機(jī)械方式排泥時(shí)，可以間歇排泥或連續(xù)排泥。不用機(jī)械排泥時(shí)，應(yīng)每日排泥，初沉池的靜水頭不應(yīng)小于1．5m，二沉池的靜水頭，生物膜法后不應(yīng)小于1．2m，活性污泥法后不應(yīng)小于0．9m。
(4)采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗均應(yīng)沒(méi)單獨(dú)的排泥管和閥門(mén)，排泥管的直徑不能小于200mm。污泥斗的斜壁與水平面的傾角，采用方斗時(shí)不能小于60°，采用圓斗時(shí)不能小于55。
(5)當(dāng)采用重力排泥時(shí)，污泥斗的排泥管一般采用鑄鐵管，其下端伸入斗內(nèi)，頂端敞口伸出水面，以便于疏通，在水面以下1．5～2．0m處，由排泥管接出水平排泥管，污泥借靜水壓力由此管排出池外。
(6)使用穿孔排泥管排泥時(shí)，排泥管長(zhǎng)度應(yīng)在15m以?xún)?nèi)，排泥管管徑150～200mm，孔徑15～25mm，孔眼內(nèi)流速4～5m／s，孔眼總面積與管截面積的比值為0．6～0．8，孔眼向下成45°～60°交錯(cuò)排列。為防止排泥管堵塞，應(yīng)設(shè)壓力水沖洗管，根據(jù)堵塞情況及時(shí)疏通。
(7)進(jìn)水管有壓力時(shí)，應(yīng)設(shè)置配水井，進(jìn)水管由配水井池壁接人，且應(yīng)將進(jìn)水管的進(jìn)口彎頭朝向井底。沉淀池進(jìn)、出水區(qū)均應(yīng)設(shè)置整流設(shè)施，同時(shí)具備刮渣設(shè)施。
(8)沉淀池的出水整流措施通常為溢流式集水槽，出水堰可用三角堰、孔眼等形式，普遍采用的是直角鋸齒形三角堰，堰口齒深通常為50mm，齒距為200mm左右，正常水面應(yīng)當(dāng)位于齒高的1／2處。堰口設(shè)置可調(diào)式堰板上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在必要時(shí)可以調(diào)整。
(9)沉淀池大出水負(fù)荷，初沉池不宜大于2．9L／(s·m)，二沉池不宜大于1．7L／(s·m)。在出水堰前必須設(shè)置收集與排除浮渣的措施，如果使用機(jī)械排泥，排渣和排泥可以綜合考慮。
平流式沉淀池：
平流式沉淀池表面形狀一般為長(zhǎng)方形，水流在進(jìn)水區(qū)經(jīng)過(guò)消能和整流進(jìn)入沉淀區(qū)后，緩慢水平流動(dòng)，水中可沉懸浮物逐漸沉向池底，沉淀區(qū)出水溢過(guò)堰口，通過(guò)出水槽排出池外。平流式沉淀池基本要求如下：
(1)平流式沉淀池的長(zhǎng)度多為30～50m，池寬多為5～10m，沉淀區(qū)有效水深一般不超過(guò)3m，多為2．5～3．0m。為保證水流在池內(nèi)的均勻分布，一般長(zhǎng)寬比不小于4：1，長(zhǎng)深比為8～12。
(2)采用機(jī)械刮泥時(shí)，在沉淀池的進(jìn)水端設(shè)有污泥斗，池底的縱向污泥斗坡度不能小于0．01，一般為0．01～0．02。刮泥機(jī)的行進(jìn)速度不能大于1．2m／min，一般為0．6～0．9m／min。
(3)平流式沉淀池作為初沉池時(shí)，表面負(fù)荷為1～3m3／(m·h)，大水平流速為7mm／s；作為二沉池時(shí)，大水平流速為5mm／s。
(4)人口要有整流措施，常用的人流方式有溢流堰一穿孔整流墻(板)式、底孑L人流一擋板組合式、淹沒(méi)孔人流一擋板組合式和淹沒(méi)孔人流一穿孔整流墻(板)組合式等四種。使用穿孔整流墻(板)式時(shí)，整流墻上的開(kāi)孔總面積為過(guò)水?dāng)嗝娴?％～20％，孔口處流速為0．15～0．2m／s，孔口應(yīng)當(dāng)做成漸擴(kuò)形狀。
(5)在進(jìn)出口處均應(yīng)設(shè)置擋板，高出水面0．1～0．15m。進(jìn)口處擋板淹沒(méi)深度不應(yīng)小于0．25m，一般為0．5～1.0m；出口處擋板淹沒(méi)深度一般為0．3～0．4m。進(jìn)口處擋板距進(jìn)水口0．5～1．0m，出口處擋板距出水堰板0．25～0．5m。
(6)平流式沉淀池容積較小時(shí)，可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗內(nèi)，也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥時(shí)，泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排數(shù)一般不能超過(guò)兩排。大型平流式沉淀池一般都設(shè)置刮泥機(jī)，將池底污泥從出水端刮向進(jìn)水端的污泥斗，同時(shí)將浮渣刮向出水端的集渣槽。
(7)平流式沉淀池非機(jī)械排泥時(shí)緩沖層高度為0．5m，使用機(jī)械排泥時(shí)緩沖層上緣宜高出刮泥板0．3m。
例：某城市污水處理廠的大設(shè)計(jì)流量Q=0.2m3/s，設(shè)計(jì)人數(shù)N=10萬(wàn)人，沉淀時(shí)間t=1.5h。采用鏈帶式機(jī)刮泥，求平流式沉淀池各部分尺寸。
豎流式沉淀池：
豎流式沉淀池池體為圓形或方形，污水從中心管的進(jìn)口進(jìn)人池中，通過(guò)反射板的攔阻向四周分布于整個(gè)水平斷面上，緩慢向上流動(dòng)。沉降速度大于水流上升速度的懸浮顆粒下沉到污泥斗中，上清液則由池頂四周的出水堰口溢流到池外。豎流式沉淀池基本要求如下：
(1)為保證池內(nèi)水流的自下而上垂直流動(dòng)、防止水流呈輻流狀態(tài)，圓池的直徑或方池的邊長(zhǎng)與沉淀區(qū)有效水深的比值一般不大于3，池子的直徑一般為4．0～7．0m，大不超過(guò)10m。圓池直徑或正方形池邊長(zhǎng)D≤7m時(shí)，沉淀出水沿周邊流出；D≥7m時(shí)，應(yīng)增加輻射式集水支渠。
(2)水流在豎流式沉淀池內(nèi)的上升流速為0．5～1．0mm／s，沉淀時(shí)間為l～1．5h。中心管內(nèi)的流速一一般應(yīng)大于100mm／s，其下出口處設(shè)有喇叭口和反射板。反射板板底距泥面至少0．3m，喇叭口直徑及高度均為中心管直徑的1．35倍，反射板直徑為喇叭口直徑的1．3倍，反射板表面與水平面的傾角為17。
(3)喇叭口下沿距反射板表面的縫隙高度為0．25～0．50m，作為初沉池時(shí)縫隙中的水流速度應(yīng)不大于30mm／s，作為二沉池時(shí)縫隙中的水流速度應(yīng)不大于20mm／s。
(4)錐形貯泥斗的傾角為45～60，排泥管直徑不能小于200mm，排泥管口與池底的距離小于0．2m，敞口的排泥管上端超出水面不能小于0．4m。浮渣擋板淹沒(méi)深度0．3～0．4m，高出水面0．1～0．25m，距集水槽0．25～0．50m。
例：某城市人口N=6W人，Qmax=0.13m3/s，設(shè)計(jì)豎流式沉淀池。
1.中心管的面積和直徑：
中心管流速0.03m/s，設(shè)池子數(shù)為4，則
qmax=Qmax/4=0.0325m3/s
f1=qmax/v0=0.0325/0.03=1.08m2
2.沉淀池有效斷面積
設(shè)表面負(fù)荷q=2.52m3/(m2.h)
則上升流速v=q=2.52m/h
f2=qmax/v=0.032536002.52=46.43m2
3.沉淀池直徑
每座沉淀池總面積A=f1+f2=46.43+1.08=47.7m2
4.沉淀池有效水深h2
設(shè)沉淀時(shí)間t=1.5h
則h2=vt=2.521.5=3.78m
5.校核徑深比
D/h2=7.8/3.78=2.06<3，符合要求
6.校核集水槽每米出水堰的過(guò)水負(fù)荷q0
7.污泥體積
設(shè)污泥清除時(shí)間間隔為tg=2d，每人每日產(chǎn)生的濕污泥量為S=0.5L，則
W=SNtg/1000=60m3
每池污泥體積Wt=W/n=15m3
8.池子圓錐部分的體積V
設(shè)圓錐底部直徑d'=0.4m，截錐高度h5，截錐側(cè)壁傾角550,，則
足夠容納2日的污泥量
9.中心管喇叭口下緣至反射板的垂直距離h3，
過(guò)縫隙污水流速vt=0.02m/s，
喇叭口直徑dl=1.35d0=1.351.17=1.58m
h3=qmax/v1d1=0.0325/0.021.58=0.33m
10.沉淀池總高度H
h1=0.3m，h4=0（泥面很低），也可取0.3m
H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.78+0.33+0+5.28=9.69m
輻流式沉淀池：
輻流式沉淀池內(nèi)水流的流態(tài)為輻流形，因此，污水由中心或周邊進(jìn)入沉淀池。
中心進(jìn)水輻流式沉淀池的進(jìn)水管懸吊在橋架下或埋設(shè)在池體底板混凝土中，污水首*人池體的中心管內(nèi)，然后在進(jìn)入沉淀池時(shí)，經(jīng)過(guò)中心管周?chē)恼靼逭骱缶鶆虻叵蛩闹茌椛淞鲃?dòng)，上清液經(jīng)過(guò)設(shè)在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，由刮泥機(jī)或刮吸泥機(jī)刮到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。
周邊進(jìn)水輻流式沉淀池進(jìn)水渠布置在沉淀池四周，上清液經(jīng)過(guò)設(shè)在沉淀池四周或中間的出水堰溢流而出，污泥的排出方式與中心進(jìn)水輻流式沉淀池相同。
輻流式沉淀池的基本要求有哪些：
(1)圓池的直徑或方池的邊長(zhǎng)與有效水深的比值一般采用6～12，池子的直徑一般不小于16m，大可達(dá)100m。池底坡度一般為0．05～0．10。
(2)通常采用機(jī)械刮泥，再用空氣提升或靜水頭排泥；當(dāng)池徑小于20m時(shí)，也可采用斗式集泥(一般為四斗)。污泥可用壓縮空氣提升或用機(jī)械泵(潛污泵、螺旋泵等)提升排出，也可以利用靜水頭將污泥輸送到下_級(jí)處理系統(tǒng)。
(3)進(jìn)、出水的布置方式有中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水和周邊進(jìn)水周邊出水三種形式。
(4)當(dāng)池徑小于20m時(shí)，一般采用中心傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在池子中心走道板上。當(dāng)池徑大于20m時(shí)，一般采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在桁架的外緣。
(5)刮泥機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度一般為1～3r／h，外周刮泥板的線速度不能超過(guò)3m／min，通常采用1．5m／min。
(6)出水堰前應(yīng)設(shè)置浮渣擋板，浮渣用裝在刮泥機(jī)桁架一側(cè)的浮渣刮板收集。
(7)周邊進(jìn)水的輻流式沉淀池效率較高，與中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池相比，表面負(fù)荷可提高l倍左右。
輻流式沉淀池設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：
液面負(fù)荷≤2.5m3/(h·m3)；沉淀時(shí)間1-1.5h；池徑<20m，一般采用中心傳動(dòng)的刮泥板。池徑>20m，一般采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)；非機(jī)械刮泥時(shí)，緩沖層高0.5m。機(jī)械刮泥時(shí)，緩沖層高上緣宜高出刮泥板0.3m；進(jìn)水口周?chē)靼宓拈_(kāi)孔面積為過(guò)水?dāng)嗝娣e的6%——20%。
例：某城市污水處理廠的大設(shè)計(jì)流量Qmax=2450m3/h，設(shè)計(jì)人口N=34萬(wàn)人，采用機(jī)械刮泥機(jī)求輻流式沉淀池各部分尺寸。
斜板(管)沉淀池：
斜板(管)沉淀池是根據(jù)“淺層沉淀”原理，在沉淀池中加設(shè)斜板或蜂窩斜管，以提高沉淀效率的一種沉淀池。按水流與污泥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向劃分，斜板(管)沉淀池有異向流、同向流和側(cè)向流等三種形式，污水處理中主要采用升流式異向流斜板(管)沉淀池。
斜板(管)沉淀池具有沉淀效率高、停留時(shí)間短、占地少等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于城市污水的初沉池和小流量工業(yè)廢水的隔油等預(yù)處理過(guò)程，其處理效果穩(wěn)定，維護(hù)工作量也不大。很少應(yīng)用于污水處理的二沉池工藝中，因?yàn)榻?jīng)過(guò)生物處理的混合液中固體含量較大，使用斜板(管)沉淀池處理時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力較差，效果不穩(wěn)定；而且由于混合液溶解氧含量大，斜板(管)上容易滋生藻類(lèi)形成生物膜，運(yùn)行一段時(shí)間后可能堵塞斜板(管)的過(guò)水面積，清理起來(lái)非常困難。
斜板(管)沉淀池的表面負(fù)荷比普通沉淀池大約高一倍，因此在需要挖掘原有沉淀池潛力或需要壓縮沉淀池占地時(shí)，可以采用斜板(管)沉淀池。
斜板(管)沉淀池的基本要求有哪些：
常用斜板(管)沉淀池的進(jìn)水從斜板(管)層的下部進(jìn)入后，由下向上．流經(jīng)斜板(管)，懸浮顆粒沉降在斜板(管)底面，在積聚到一定程度后自行下滑至集泥斗由穿孔管排出池外，上清液則在沉淀池水面由穿孔管收集或由三角堰溢流而出。斜板(管)沉淀池基本要求如下：
(1)斜板垂直凈距一般采用80～120ram，斜管孔徑一般為50～80mm。斜板(管)長(zhǎng)度一般為1.0～1.2m，傾角一般為60°。斜板(管)上部水深和底部緩沖層高度一般都是0.5～1.0m。
(2)斜板上端應(yīng)向沉淀池進(jìn)水端方向傾斜安裝。為防止水流短路，在池壁與斜板的間隙處應(yīng)裝設(shè)阻流擋板。
(3)進(jìn)水方式一般設(shè)置配水整流布水裝置，常用的有穿孔配水板和縫隙配水板等，整流配水孔流速一般低于0.15m／s。出水方式一般采用在池面上沒(méi)置多條集水槽的方式，集水槽的集水方式為孔眼式或三角堰式。
(4)斜板(管)沉淀池一般采用集泥斗收集污泥后靠重力排泥，每日排泥l(xiāng)～2次，或根據(jù)具體情況增加排泥的頻率，甚至連續(xù)排泥。
(5)初沉池水力停留時(shí)問(wèn)一般不超過(guò)30min，二沉池一般不超過(guò)60min。
(6)斜板(管)沉淀池必須設(shè)置沖洗斜板(管)的設(shè)施，沖洗可以在檢修或臨時(shí)停運(yùn)時(shí)放空沉淀池，用高壓水對(duì)斜板(管)內(nèi)積存的污泥*沖刷和清洗，防止污泥堵塞斜板(管)、影響沉淀效果。
(7)升流式斜板(管)沉淀池的表面負(fù)荷一般為3～6m3／(m2·h)，比普通沉淀池的設(shè)計(jì)表面負(fù)荷高約一倍，池內(nèi)水力停留時(shí)間一般為30～60min。
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