長春市混凝沉淀池

  沉淀池是沉淀去除水中懸浮物的一種構筑物，凈化水質(zhì)的設備。利用水的自然沉淀或混凝沉淀的來除去水中的懸浮物。沉淀池按水流方向分為水平沉淀池和垂直沉淀池。沉淀效果決定于沉淀池中水的流速和水在池中的停留時間。為了提高沉淀效果，減少用地面積，目前多采用蜂窩斜管異向流沉淀池、加速澄清池、脈沖澄清池等。沉淀池在廢水處理中廣為使用。 考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素，假設顆粒的沉速以等加速改變，并設起始沉速為零。結合考慮管內(nèi)的流速分布，則斜管長度為：-d*tgθ式中a為顆粒沉速變化的加速度，即a=du/dt上述三種方法，各不足之處。

分類概述

  平流式

  由進、出水口、水流部分和污泥斗三個部分組成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用磚石圬工結構，或用磚石襯砌的土池。平流式沉淀池，沉淀，工作，使用，但占地面積較大。若加設或對比重較大沉渣采用機械排除，可提高沉淀池工作效率。流式沉淀池進出口形式及布置，對沉淀池出水效果較大的影響。一般情況 下，當進水端用穿孔墻配水時，穿孔墻在池底積泥面以上0.3～0.5m處至池底部分不設孔 眼，以免沖動沉泥。當沉淀池出口處流速較大時，可考慮在出水槽前增加指形槽的措施， 以降出口槽堰口的負荷。

特點

  1．平流式沉淀池的構造及工作特點

為使入流污水均勻與穩(wěn)定的進入沉淀池，進水區(qū)應整流措施。入流處的擋板，一般高出池水水面0.1—0.15m，擋板的浸沒深度應不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，擋板距進水口0.5～1.0m。

  平流式沉淀池的出流裝置。

  出水堰不僅可控制沉淀池內(nèi)的水面高度，而且對沉淀池內(nèi)水流的均勻分布直接影響。沉淀池應沿整個出流堰的單位長度溢流量相等，對于初沉池一般為250m3/m·d，二沉池為130～250m3/m·d。鋸齒形三角堰普遍，水面宜位于齒高的1/2處。為適應水流的變化或構筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設置能使堰板上下移動的調(diào)節(jié)裝置，使出口堰口盡可能水平。

  堰前應設置擋板，以阻攔漂浮物，或設置浮渣收集和排除裝置。擋板應當高出水面0.1～0.15m，浸沒在水面下0.3～0.4m，距出水口處0.25～0.5m。

  多斗式沉淀池，可以不設置機械刮泥設備。每個貯泥斗單獨設置排泥管，各自獨立排泥，互不干擾，沉泥的濃度。在池的寬度方向污泥斗一般不多于兩排。

  2．平流式沉淀池的設計

  平流式沉淀池主要設計參數(shù)為水平流速、沉淀時間、池深、池寬、長寬比、長深比 等，設計關要特點如下：

  (1)沉淀出水濁度，當作化學水處理進水水質(zhì)時應不大于5NTU，當作冷卻水水質(zhì)時 應不大于20NTU。

  (2)池數(shù)或分格數(shù)一般不少于2座。

  (3)沉淀時間一般采用1.0～3.0h。當處理溫、濁度水或高濁度水時，沉淀時間 應適當增長。

  (4)沉淀池內(nèi)平均水平流速一般為10～25mm/s。

  (5)效水深一般為3.0～3.5m，高一般為0.3～0.5m。

  (6)池的長寬比應不小于4：1，每格寬度或導流墻間距一般采用3～9m，為15m。

  (7)池的長深比應不小于10：1。采用吸泥機排泥時，池底為平坡。

  (8)平流式沉淀池進出口形式及布置，對沉淀池出水效果較大的影響。一般情況 下，當進水端用穿孔墻配水時，穿孔墻在池底積泥面以上0.3～0.5m處至池底部分不設孔 眼，以免沖動沉泥。當沉淀池出口處流速較大時，可考慮在出水槽前增加指形槽的措施， 以降出口槽堰口的負荷。

  (9)防凍可利用冰蓋 (適用于斜坡式池子) 或加蓋板 (應人孔、取樣孔)，條件 時亦可利用廢熱防凍。

  (10)泄空時間一般不過6h。

  (11)弗勞德數(shù)一般控制在1×10～1×10之間。

  (12)水平沉淀池內(nèi)雷諾數(shù)一般為4000～15000間，多屬紊流。設計時應注意隔墻設置，以減少水力半徑R，以降雷諾數(shù)。

  (13)為節(jié)約用地，大型水平沉淀池也可疊建于清水池之上，但沉淀池必須嚴格 不漏。

  (14)平流沉淀池一般采用直流式布置，避免水流轉折。但是，為滿足沉淀時間和水 平流速的要求，往往池長較長，一般在80～100m之間。當?shù)匦螚l件受限制或處理規(guī)模較 小 (如3×10m/d) 以下，也可采用轉折布置。

  豎流式

  又稱立式沉淀池。池體平面為圓形或方形。廢水由設在沉淀池的進水管自上而下排入池中，進水的出口下設傘形擋板，使廢水在池中均勻分布，然后沿池的整個斷面緩慢上升。懸浮物在重力下沉降入池底錐形污泥斗中，澄清水從池上端周圍的溢流堰中排出。溢流堰前也可設浮渣槽和擋板，出水水質(zhì)。這種池，但深度大，池底為錐形，施工較困難。池中廢水豎向流動的沉淀池。池體平面圖形為圓形或方形，水由設在池的進水管自上而下進入池內(nèi) (管中流速應小于30mm/s)，管下設傘形擋板使廢水在池中均勻分布后沿整個過水斷面緩慢上升 (對于生活污水一般為0.5～0.7mm/s，沉淀時間采用1～1.5h)，懸浮物沉降進入池底錐形沉泥斗中，澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出。堰前設擋板及浮渣槽以截留浮渣出水水質(zhì)。池的一邊靠池壁設排泥管(直徑大于200mm)靠靜水壓將泥定期排出。豎流式沉淀池的特點是，排泥容易，缺特點是深度大，施工困難，造高。常用于處理水量小于20000m/d的污水處理。

  輻流式

  池體平面多為圓形，也方形的。直徑較大而深度較小，直徑為20～100米，池水深不大于4米，周邊水深不小于1.5米。廢水自池進水管入池，沿半徑方向向池周緩慢流動。懸浮物在流動中沉降，并沿池底坡度進入污泥斗，澄清水從池周溢流入出水渠。

  近年設計成的的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加設斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，縮短沉淀時間，減小沉淀池體積。但斜板、斜管易結垢，長生物膜，產(chǎn)生浮渣，維修工作量大，管材、板材壽命等缺特點。正在研究試驗的還周邊進水沉淀池、回轉配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。沉淀池各種不同的用途。如在曝氣池前設初次沉淀池可以降污水中懸浮物含量，減輕生物處理負荷在曝氣池后設二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，還在二級處理后設置的化學沉淀池，即在沉淀池中投加混凝劑，用以提高難以生物降解的機物、能被氧化的物質(zhì)和產(chǎn)色物質(zhì)等的去除效率。

  水平管

  水平管沉淀池是目前接近“哈真”淺層理論的沉淀池，它將沉淀管水平放置，沿水平行流動，懸浮物垂直分離，具沉淀和分離功能。安裝時可將預制的“水平管”模塊組裝為水平管沉淀池。水平管沉淀分離裝置分成若干層，由此增加了沉淀面積，減小了懸浮物的沉降距離，縮短了懸浮物沉淀時間；水平管單元的垂直斷面形狀為菱形，管底側向設排泥狹縫，沉泥順側底下滑，再通過排泥狹縫滑入下面的水平管沉淀單元，懸浮物通過水平管與水分離，水走水道、泥走泥道，改善了懸浮物可逆沉淀的排泥條件，并避免了懸浮物堵塞管道和跑礬現(xiàn)象的發(fā)生。配備不停水自動沖洗系統(tǒng)，解決在水平管壁面上的沉泥附著積累問題。平面形式為矩形的沉淀池，水從 池的一端流入，沿長度方向緩慢流動， 借助水中顆?；蛐躞w的重力沉降 以去除水中懸浮物，水從另一端流出。 分進水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、儲泥區(qū)和緩 沖區(qū)五部分。進水區(qū)設均勻分布的進 水孔口，出水區(qū)采用溢流堰以澄清 水沿整個斷面均勻流出。平流式沉淀 池的設計應使進、出水均勻，池內(nèi)水流 穩(wěn)定，提高水池的效容積，同時減少 紊動影響，以利于提高沉淀效率。平流式沉淀池沉淀效果，除受反應效果的 影響外，與池中水平流速、沉淀時間、原 水凝聚顆粒的沉降速度、進出口布置形 式及排泥效果等因素關。一般流速 不大于0.005m/s，停留時間2h，水流部 分的效水深不過3m，池的長寬比 不小于4。沉淀池的出水裝置常采用三 角堰、孔眼和溢流堰等，一般出水堰做 成由直角三角堰構成的鋸齒形堰口，齒 深常用5cm，齒距用20cm左右。如沉 淀池容積不大，底部也可做成許多污泥 斗，泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗 宜為60°，圓斗宜為55°。平流式沉淀池 的特點造較;操作管理方便，施 工簡單;對原水濁度適應，潛力大， 處理;帶機械排泥設備時， 排泥，等。缺特點是占地 面積較大。一般用于于 15000m/d的污水處理。

長春市混凝沉淀池

注意事項

  沉淀池池體平面為矩形，設在池長的一端，一般采用淹沒進水孔，水由進水渠通過均勻分布的進水孔流入池體，進水孔后設擋板，使水流均勻地分布在整個池寬的橫斷面。沉淀池的出口設在池長的另一端，多采用溢流堰，以沉淀后的澄清水可沿池寬均勻地流入出水渠。堰前設浮渣槽和擋板以截留水面浮渣。水流部分是池的主體。池寬和池深要水流沿池的過水斷面布水均勻，依設計流速緩慢而穩(wěn)定地流過。池的長寬比一般不小于4，池的效水深一般不過3米。污泥斗用來積聚沉淀下來的污泥，多設在池前部的池底以下，斗底排泥管，定期排泥。

  為避免短流，一是在設計中盡量采取一些措施（如采用適宜的進水分配裝置，以消除射流，使水流均勻分布在沉淀池的過水斷面上，降紊流并防止污泥區(qū)附近的流速過大，采用指形出水槽以延長出流堰的長度；沉淀池加蓋或設置隔墻，以降池水受風力和光照升溫的影響；高濃度水經(jīng)過預沉，以減少進水懸浮固體濃產(chǎn)生的異重流等）；二是加強運行管理，在沉淀池投產(chǎn)前應嚴格檢查出水堰是否平直，發(fā)現(xiàn)問題，要修理。在運行中，浮渣可能堵塞部分溢流堰口，致使整個出流堰的單位長度溢流量不等而產(chǎn)生水流抽吸，操作人員應清理堰口上的浮渣；用塑料的鋸齒形三角堰因時間關系，可能發(fā)生變形，管理人員應維修或更，以出流均勻，減少短流。通過采取上述措施，可使沉淀池的短流現(xiàn)象降到限度。

  對于已經(jīng)在斜板和斜管上生長的藻類，可用高壓力水沖洗，往往一經(jīng)沖洗即可去除附著的藻類。活性污泥處理系統(tǒng)的二次沉淀池是該系統(tǒng)的重要組成部分。二次沉淀池的運轉是否正常，直接關系到處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥的濃度，對整個系統(tǒng)的凈化效果產(chǎn)生重大影響。二次沉淀池運行管理較為復雜，其運行過程中常見問題及防止措施參見“活性污泥法處理系統(tǒng)的運行管理”。

  廢水經(jīng)過格柵截留大尺寸的漂浮物和懸浮物，并經(jīng)過沉沙池去除密度大于l.5g/c曠的懸浮顆粒后，仍存在許多密度稍小或顆粒尺寸較小的懸浮顆粒，這些顆粒的成分以機物為主。如果這些物質(zhì)直接進入生物處理環(huán)節(jié)會增加曝氣池的機負荷，甚至影響微生物對機物的氧化分解和硝化的效果，影響二次沉淀池的出水水質(zhì)。

初次沉淀池的主要括：

  ( 1 ）去除廢水中密度較大的固體懸浮顆粒，減輕后續(xù)處理設施的負荷；

  (2 ）使細小的懸浮顆粒絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果；

  (3 ）對膠體物質(zhì)一定的吸附去除；

  (4 ）些廢水處理工藝會將部分二次沉淀池的污泥回流到初次沉淀池，通過二沉污泥的生物絮凝可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)機物，提高初次沉淀池的去除效率。

技術參數(shù)

  斜管onclick=“g(沉淀池)； 沉淀池設計原理了創(chuàng)造理想的層流條件，提高去除率，需要控制雷偌數(shù)Re=，斜管由于濕周p長，故Re可控制在200以下。遠小于層流界限500。又從佛勞德數(shù)Fr=可知，由于P長，W小，F(xiàn)r數(shù)可達10.3-10.4。

  異向流斜管onclick=g(沉淀池>沉淀池的水力計算可歸納為如下三種：

  2.1分離粒徑法：

  可分離顆粒的粒徑dp可表示為：

  若用可分離顆粒沉速us來表示，則：

式中：

  Q—onclick=g(沉淀池)>沉淀池流量

  η——效系數(shù);

  μ——顆粒沉降速度，m/s;

  Af——斜板水平投影面積之總和，m;

  A′f——斜板實際總面積，m;

  θ——斜板傾斜角度，(°);

  l——斜板斜長，m;

  h——斜板安裝高度，m;

  B——池寬，m;

  v——板內(nèi)流速，m/s;

  P——水平板距，m;

  N——斜板間隔數(shù);

  L——斜板組合長(相當于池長)，m;

  h1——積泥高度 (泥斗高度)，m;

  h2——配水區(qū)高度，m;

  h3——保護高度，m;

  H——沉淀池總高度，m;

  t——顆粒沉降需要時間，s;

  L′——顆粒沉降需要長度，m。

  性系數(shù)法

  按照沉淀不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關系為：usc=us，s為一常數(shù)。S值被稱為斜管的性參數(shù)，雖斷面形狀而定。

  考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素，假設顆粒的沉速以等加速改變，并設起始沉速為零。結合考慮管內(nèi)的流速分部，則斜管長度為顆粒沉速變化的加速度，即上訴三種方法，各不足之處，在還沒更的斜管沉淀池計算方法之前，認為分離粒徑可作為斜管沉淀計算的出發(fā)特點。斜管沉淀池的流態(tài)設計

  對斜管沉淀池進行設計需要以下參數(shù)：

  截留速度

  斜管沉淀池在布置方面的差別，將影響設計截留速度值的取用。一般規(guī)模較大的斜管沉淀池，由于其進水分配和出水收集不容易均勻。而設計時宜選用指標于規(guī)模較小的斜管沉淀池。在異向流斜管沉淀池設計中，截留速度一般為0.15-0.40mm/s。

  管徑與管距

  異向流斜管沉淀池的斷面幾乎采用正六角行，一般用內(nèi)切直徑作為管徑用于給水處理的異向流斜管沉淀池的管徑為25-35mm。

  斜管長度

  斜管長度一般不宜小于50cm，斜管的長度取決于斜管的和沉淀池的池深。

  傾角

  異向流傾角需要保持45-600

  上升流速或表面符合率

  異向流流速8.3-14mm/s。

  雷偌數(shù)（Re）

  一般平流式沉淀池中的雷偌數(shù)（Re）常在104上，而水流屬于紊流。斜管沉淀池則由于濕周增加，水力半徑降，而雷偌數(shù)（Re）明顯減少，以致完條件控制在層流條件下（Re數(shù)小于500）。

  佛勞德數(shù)

  在平流式沉淀池中，F(xiàn)r值大致為10-5的數(shù)量級。斜管沉淀池由于水力半徑減少和水流速度提高的提高，F(xiàn)r數(shù)一般在10-3-10-4 的范圍內(nèi)，因而水流穩(wěn)定性明顯增加。

  使用管理

  沉淀池運行管理的基本要求是各項設備安完好，調(diào)控各項運行控制參數(shù)，出水水質(zhì)達到規(guī)定的指標。為此，應著重作好以下幾方面工作。

  避免短流

  進入沉淀池的水流，在池中停留的時間通常并不相同，一部分水的停留時間小于設計停留時間，很快流出池外；另一部分則停留時間大于設計停留時間，這種停留時間不相同的現(xiàn)象叫短流。短流使一部分水的停留時間縮短，得不到充分沉淀，降了沉淀效率；另一部分水的停留時間可能很長，甚至出現(xiàn)水流基本停滯不動的死水區(qū)，減少了沉淀池的效容積?？傊塘魇怯绊懗恋沓爻鏊|(zhì)的主要原因。形成短流現(xiàn)象的原因很多，如進入沉淀池的流速過高；出水堰的單位堰長流量過大；沉淀池進水區(qū)和出水區(qū)距離過近；沉淀池水面受大風影響；池水受到陽光照射引起水溫的變化；進水和池內(nèi)水的密度差；以及沉淀池內(nèi)存在的柱子、導流壁和刮泥設施等，均可形成短流形象。

  加混凝劑

  當沉淀池用于混凝工藝的液固分離時，正確投加混凝劑是沉淀池運行管理的關鍵。要做到正確投加混凝劑，必須掌握進水質(zhì)和水量的變化。以飲用水凈化為例，一般要求2-4小時測定一次原水的濁度、pH值、水溫、堿度。在水質(zhì)頻繁季節(jié)，要求1-2小時進行一次測定，以了解進水泵房開停狀況，根據(jù)水質(zhì)水量的變化調(diào)整投藥量。別要防止斷藥事故的發(fā)生，因為即使短時期停止加藥了也會導致出水水質(zhì)的惡化。

  排泥

排泥是沉淀池運行管理中為重要的工作。污水處理中的沉淀池中所含污泥量較多，絕大部分為機物，如不排泥，就會產(chǎn)生厭氧發(fā)酵，致使污泥上浮，不僅破壞了沉淀池的正常工作，而且使出水質(zhì)惡化，如出水中溶解性BOD值上升；pH值下降等。初次沉淀的池排泥周期一般不宜過2日，二次沉淀池排泥周期一般不宜過2小時，當排泥不*時應停池（放空）采用人工沖洗的方法清泥。機械排泥的沉淀池要加強排泥設備的維護管理，一旦機械排泥設備發(fā)生故障，應修理，以避免池底積泥過度，影響出水水質(zhì)。

  防止藻類

  在給水處理中的沉淀池，當原水藻類含量較高時，會導致藻類在池中滋生，尤其是在氣溫較高的地區(qū)，沉淀池中加裝斜管時，這種現(xiàn)象可能更為突出。藻類滋生雖不會嚴重影響沉淀池的運轉，但對出水的水質(zhì)不利。防止措施是：在原水中加氯，以抑止藻類生長。采用三氯化鐵混凝劑亦對藻類抑制。

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