沉淀池设计及计算.docx

第六节、普通沉淀池沉淀池可分为普通沉淀池和浅层沉淀池两大类按照水在池内的总体流向，普通沉淀池 又有平流式、竖流式和辐流式三种型式普通沉淀池可分为入流区、沉降区、出流区、污泥区和缓冲区5 个功能区入流区和出 流区的作用是进行配水和集水，使水流均匀地分布在各个过流断面上，为提高容积利用、系 数和固体颗粒的沉降提供尽可能稳定的水力条件沉降区是可沉颗粒与水分离的区域污泥 区是泥渣贮存、浓缩和排放的区域缓冲层是分隔沉降区和污泥区的水层，防止泥渣受水流 冲刷而重新浮起以上各部分相互联系，构成一个有机整体，以达到设计要求的处理能力和 沉降效率一、平流沉淀池在平流沉淀池内，水是按水平方向流过沉降区并完成沉降过程的图3-16 是没有链带 式刮泥机的平流沉淀池废水由进水槽经淹没孔口进入池内在孔口后面设有挡板或穿孔整 流墙，用来消能稳流，使进水沿过流断面均匀分布在沉淀池末端没有溢流堰（或淹没孔口） 和集水槽，澄清水溢过堰口，经集水槽排出在溢流堰前也设有挡板，用以阻隔浮渣，浮渣 通过可转动的排演管收集和排除池体下部靠进水端有泥斗，斗壁倾角为50°〜60°,池 底以0.01〜0.02的坡度坡向泥斗当刮泥机的链带由电机驱动缓慢转动时，嵌在链带上的刮 泥板就将池底的沉泥向前推入泥斗，而位于水面的刮板则将浮渣推向池尾的排渣管。

泥斗内 设有排泥管，开启排泥阀时，泥渣便在静水压力作用下由排泥管排出池外［显示图片］链带式刮泥机的缺点是链带的支承和驱动件都浸没于水中，易锈蚀，难保养为此， 可改用桥式行车刮泥机，这种刮泥机不但运行灵活，而且保养维修都比较方便对于较小的 平流沉淀池，也可以不设刮泥设备，而在沿池的长度方向设置多个泥斗，每个泥斗各自单独 排泥，既不相互干扰，也有利于保证污泥浓度沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计前者是指确定各功能分区构件的结构 形式，以满足各自功能的实现；后者是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置设计 良好的沉淀池应满足以下三个基本要求；有足够的沉降分离面积：有结构合理的人流相出流 放置能均匀布水和集水；有尺寸适宝、性能良好的污泥和浮渣的收集和排放设备进行沉淀池设计的基本依据是废水流量、水中悬浮固体浓度和性质以及处理后的水质 要求因此，必须确定有关设计参数，其中包括沉降效率、沉降速度（或表面负荷）、沉降时 间、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等这些参数一般需要通过试验取得；若无 条件，也可根据相似的运行资料，因地制宜地选用经验数据以-萨按功能分区介绍设计和 计算方法1. 入流区和出流区的设计入流和出流区设计的基本要求，是使废水尽可能均匀地分布在沉降区的各个过流断面， 既有利于沉降，也使出水中不挟带过多的悬浮物。

常用的配水方式如图3-17紧靠池壁内侧是一条横向配水槽，其后的人流装置可以有 三种不同组合溢流堰的堰口要确保水平；底孔应沿池宽等距离分布且大小相等；为了减弱 射流对沉降的干扰，整流墙的开孔率应在10〜20%，孔口的边长或直径应为50〜150mm, 最上一排孔口的上缘应在水面以下0.12〜0.15m处，最下一排的下缘应在泥层以上0.3〜 O.5m处；挡板需高出水面0.15〜0.2m,淹没深度不小于O.2m,距离进水口 0.5〜1.0m［显 示图片］集水槽的布置有图3--18所示的三种基本方式其中以(a)最为简单，但因长度短，流速 大，容易挟带较多的悬浮物；(b)种加设了一组纵向支渠，水力条件最好，但结构较复杂 目前，也有在沉淀池中、后部加设横向中途集水槽的出流口常采用溢流堰和淹没潜孔前 者可为自由堰，也可为锯齿形三角堰，堰前设置挡板，用以稳流和阻挡浮渣，挡板淹没深度 为0.3〜O.4m,距溢流堰0.25〜0.5m出水溢流堰不仅控制着池内水面的高崖，而且对水 流的与勺分布和出入水质古重要影M向，由此堰白必匆严格水平，以征证堰负荷即单位堰 长在单位时间的排水量)适中且各处相等在采用淹没潜孔时，要求孔径相等，并应沿池子 宽度上均匀分布，淹没深度征0.15-0.2m。

［显示图片］2•沉降区的设计沉降区设计的主要内容是确定沉降区的长、览、浇尺寸和沉淀池座数或分格数，其主要 内容如下：(1)由设计流量Q(m3 / h)和表面负荷q(m3 / m2.h)，按A=Q / q计算沉降区表面积A(m2) ⑵由与Q对应的水平流速v(mm/s)和沉降时间t,按L2=3.6vt计算沉降区长L2(m)一般 取 v05mm/s； t 取 l.5〜2.0h (3)按B2=A / L2计算池宽B2(m)，并按L2/ b=4〜5的要求得单池或单格宽b(m)的近似尺寸 ⑷由n=B2/b确定沉淀池座数或分格数n显然，由于n只能为正整数，而n、B2和b又 互相关联，因此在确定n值后，需对b或B2作必要调整，但仍需满足L2 / b>4的要求此 外，在采用机械刮泥时，b值还必须与刮泥机的衍架宽度相匹配为了便于检修倒换，n值 不应小于2,但也不宜过大，以免增大造价3•污泥区的设计污泥斗的容积可由排泥周期内沉降的泥渣量确定泥渣体积V (m3)按下式计算:W护=24QT(C.-C^1W…… : (3-22)式中Q--废水设计流量，m3/h；C和C--分别为进水和出水的SS浓度，mg / L；P--泥渣含水率(％);Y--泥渣容重，kg/m3，当泥渣主要为有机物且含水率在95%以上时，可取1000kg / m3；T--排泥周期，一般取1〜2d。

对倒正棱台形泥斗，其容积Vd(m3)按下式计算：兀二三虬& + ^2十叼旳)(3-23)式中a1和a2--分别为泥斗上、下底边长，m；h4--泥斗高度，m； ， a为泥斗壁烦角，按污泥滑动性取450〜600设m为沉淀池的泥斗数，如mV.>Vw，则能满足要求，否则应增加泥斗数或缩短排泥 d W周期4 •沉淀池的整体尺寸设前、后挡板与进、出水口的距离分别为L］和L3，则沉淀池总长L(m)为:(3-24)设缓冲层高度为h3,当没有刮泥机时，h3 = (hm+0.3), hm为刮泥板高度；不设刮泥机时, h3取O.5m为了适应冲击负荷的水位变化，有效水深以上应有保护高度h1,常取0.3m故沉淀池总高H(m) 为：(3-25)二、竖流沉淀池竖流沉淀池多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离，池面多呈圆形或正多边形图 3-19为圆形竖流沉淀池的结构示意图，其上部圆筒形部分为沉降区，下部倒圆台部分为污 泥区，二者之间有0.3〜O.5m的缓冲层沉淀池运行时，废水经进水管进入中心管，由管口 出流后，借助反射板的阻挡向四周分布，并沿沉降区断面缓慢竖直上升沉速大于水速的颗 粒下沉到污泥区，澄清水则由周边的溢流堰溢入集水槽排出。

溢流堰内侧设有半浸没式挡板 来阻止浮渣被水带出［显示图片］竖流沉淀池的直径一般在4〜8m,最大不超过10m，以1.5〜2.0m的静水压力排泥为 保证水流的竖向运动，池径与沉降区深度之比不宜大于3如池径大于8m,应增设径向集 水槽竖流沉淀池内，水流水平分速为零，在静水中沉速为us的颗粒在池内的实际沉速为us 与水上升流速V的矢量和(气-v)，颗粒被分离的条件为us>v,而us

［显示图片］竖流沉淀池的设计计算内容如下：(1) 中心管的断面A1(m2)和直径d(m)由单池流量Q / n(m3 / h)及中心管流速v0(m / h)计 算，其中Q为废水流量(m3/h), n为池数(2) 由表面负荷q(m3 / m2・h)及单池流量计算沉淀区断面积人A(m2)3) 由A1和A2计算沉淀池表面积A(m2)和直径D(m)4) 由上升流速v(m / h)和沉降时间t(h)计算沉降区有效水深h2(m)⑸由中心管出流速度v(m / h)和喇叭口直径d1(m)计算喇叭口与反射板问高度h3(m)6)污泥体积Vw的计算同平流沉淀池，污泥斗实际体积Vd(m3)为：(3-26)式中h5--泥斗圆台部分高度(m)；R和r--分别为圆台上、下底半径(m)7)沉淀池总高H(m)按下式计算:H二由］十由2十占孑+闽+虽(3-27)式中保护高度，m；--缓冲层咼度，m三、辐流沉淀池辐流沉淀池是一种直径较大的圆形池，其结构如图3-21废水经进水管进入中心布水 筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔整流挡板，沿径向呈辐射状流向池周，经温流堰 或淹没孔口汇入集水榴排出沉于池底的泥渣，由安装于衍架底部的刮板以螺线形轨迹刮入 泥斗，再借静压或污泥泵排出。

［显示图片］悬浮固体颗粒在辐流沉淀池中的沉降规律如图3-22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没中心筒半径为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dH/u=dr/v，故颗粒的分离严 Q 一 — ’条件为 将 代入，整理后可得：［显示图片］H “鼻 讥”宀 ◎ e.-■ 3 或 — (3-28)可见，辐流沉淀池中颗粒的分离条件与平流沉淀池相同，总沉降效率仍为Et = ［(1 - ) + 2 曲唏卜 100(^)辐流沉淀池的直径一般为20〜40m最大可达100m池中心深度为2.5〜5.0m,周边深 度为1.5〜3.0m池底以0.06〜0.08的坡度坡向泥斗这种沉淀池的缺点主要是中心进水口 处流速较大，且呈紊流，容易影响初期沉降效果为此，目前已出现了一些新的池型，如回 转悬槽配水式和向心辐流式等辐流沉淀池的表面负荷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将效水深h2通常取池半径1/2处的深度值。

池表面积和直径 的计算与竖流沉淀池相同；泥渣体积和波斗尺寸的计算与平流沉淀池相同，但排泥周期一般 为4h沉淀池总高H(m)按下式计算：= 為十俺+相+居 (3 29)式中h1--保护高度，取0.3m；h3--缓冲层高度，计算方法同机械刮泥手流沉淀池；h4--泥斗上缘到池半径1/2处的高度，h4=Di/4, i为池底坡度；h5--污泥斗高度第七节 斜板和斜管沉淀池斜板、斜管沉淀池是根据浅层沉降原理没汁的新型沉淀池与普通沉淀池比较，它有容 积利用率高和沉降效率高的明显优点一、浅层沉降原理设有一理想沉淀池，其沉降区的长、宽、深分别为L、B和H,表面积为A,处理水量 为Q,表面负荷为q0,颗粒沉速为％,则由公式(3-19),可得Q=u0A由此可见，在A 一定 的条件下，若增大Q，则u0成正比增大，从而使u^%的颗粒所占分率(1-p0)和uVu0的颗 粒中能被除去的分率u/u0都减小，总沉降效率ET相应降低：反之，要提高沉降效率，则 必须减小u0,结果Q成正比减小以上分析说明。