《水污染控制技術(shù)》課件-第04周 一級處理（沉砂池和沉淀池）

一級處理First-levelprocessing一級處理常見污水處理工藝流程圖一級處理沉淀Precipitation3沉淀一.沉淀理論(一）沉淀的四種基本類型

1.自由沉淀懸浮物濃度不高；沉砂、初沉池的沉淀初期。2.絮凝沉淀懸浮物質(zhì)濃度約為50～500mg/L；初沉池短暫自由沉淀后即轉(zhuǎn)變?yōu)樾跄恋?；二沉池沉淀初期?.成層沉淀懸浮物質(zhì)濃度大于500mg/L；二沉池沉淀中期。4.壓縮沉淀二沉池沉淀后期。污泥重力濃縮。沉淀沉淀沉淀無絮凝劑有絮凝劑沉淀一.沉淀理論(二）自由沉淀速度式中：ρs,ρ：表示顆粒及水的密度；

g：重力加速度；d：顆粒粒徑；

μ：水的粘度。A．與顆粒、水的密度差成正比；當(dāng)ρs>ρ時，u>0,顆粒下沉；當(dāng)ρs<ρ時，u<0,顆粒上?。划?dāng)ρs=ρ時，u=0,顆粒懸浮。B．與顆粒直徑平方成正比；一般沉淀只能去除d>20μm的顆粒。對于粒徑較小的顆粒，可以通過混凝增大顆粒粒徑，促進(jìn)沉淀；C.與水的粘度μ成反比；因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于加速沉淀。沉淀一.沉淀理論(三）理想沉淀池理論假定條件：①進(jìn)出水均勻分布在整個橫斷面，亦即沉淀池中各進(jìn)水?dāng)嗝嫔细鼽c流速均相同；②懸浮物在沉淀過程中以等速下沉；③懸浮物在沉降過程中的水平分速度等于水流速度，水流是穩(wěn)定的；④懸浮物落到池底污泥區(qū)，不再上浮，即被除去。沉淀一.沉淀理論(三）理想沉淀池理論表面負(fù)荷：q0=Q/A=u0設(shè)：處理水量為Q(m3/s)

水平流速度為v(m/s)

沉淀池寬度為B(m)，長度為L(m)，高度為H(m)

水面面積為A(m2)：A=BL

沉淀池容積為V(m3)：V=BLH故：顆粒在沉淀池內(nèi)的沉淀時間t為：

t=L/v=H/u0V=Qt=HBLQ=V/t=HBL/t=Au0沉淀一.沉淀理論(四）沉淀池的應(yīng)用砂?；瘜W(xué)沉淀混凝絮體生物污泥污泥濃縮沉淀池濃縮池沉砂池沉淀二.沉砂池

去除比重較大的無機(jī)顆粒，如泥砂，煤渣等，相對密度約為2.65，避免砂粒在后續(xù)處理單元或渠道內(nèi)沉積，并造成設(shè)備過度磨損。（二）設(shè)置：設(shè)于初沉池前。（一）功能：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流分離器（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流分離器（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：任務(wù)一：去除懸浮物質(zhì)二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：螺旋砂水分離機(jī)沉淀二.沉砂池平流沉砂池曝氣沉砂池鐘式沉砂池漩流沉砂池（三）形式：沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀三.沉砂池（四）沉砂池的日常測量與記錄連續(xù)測量并記錄每天的沉砂量；定期測定沉砂池和洗砂設(shè)備排砂的有機(jī)含量；定期測量初沉池排泥中的含砂量（以干泥中砂的百分含量表示），這是衡量沉砂池除砂效果的一個重要因素；對沉砂池排砂定期篩分分析，篩分至少應(yīng)分0.1mm、0.15mm和0.2mm三級；根據(jù)測量數(shù)據(jù)，經(jīng)常對沉砂池的除砂效果和洗砂設(shè)備的洗砂效果作出評價，并及時反饋到運(yùn)行調(diào)度中去。沉淀請上網(wǎng)查找平流式沉砂池和曝氣沉砂池的設(shè)計主要參數(shù)并整理計算公式沉淀沉砂池工程設(shè)計中的設(shè)計原則與主要參數(shù)城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池，并且沉砂池的個數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2；工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況而定。設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮：最大時流量、最大組合流量、合流制流量沉砂池去除的砂粒相對密度為2.65，粒徑為0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3計算，其含水率約為60%，容重約1500kg/m3。貯砂斗的容積應(yīng)按2d沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于55o,排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。沉淀平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定。平流式沉砂池沉淀污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于30s，一般為30~60s；有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，池寬不小于0.6m；池底坡度一般為0.01~0.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底形狀。平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù)

沉淀

3.池總寬度b

式中：

h2——設(shè)計有效水深。4.貯砂斗所需容積V式中:X——城市污水的沉砂量,一般采用30m3/

(106m3污水）;

T——排砂時間的間隔,d;

kz

——生活污水流量的總變化系數(shù)。

1.長度L

式中：v——最大設(shè)計流量時的速度，m/s；

t——最大設(shè)計流量時的停留時間,s。

2.水流斷面面積A式中：qvmax——最大設(shè)計流量，m3/s。平流式沉砂池的計算公式

沉淀

7.池總高度h式中:h1——超高，m；

h2——有效水深,m;

h3——貯砂斗高度,m。8.核算最小流速vmin

式中:qvmin——設(shè)計最小流量，m3/s；

n1——最小流量時工作的沉砂池數(shù)目;Amin——最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，m2。5.貯砂斗個部分尺寸計算設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m；斗壁與水平面的傾角為60o；則貯砂斗的上口寬b2為：貯砂斗的容積V1：式中:h’3——貯砂斗高度，m；

S1，S2——貯砂斗上口和下口的面積。6.貯砂室的高度h3設(shè)采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，則平流式沉砂池的計算公式

沉淀沉砂中含有機(jī)物的量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。曝氣沉砂池的特點：曝氣沉砂池是一個長形渠道，沿渠道壁一側(cè)的整個長度上，距池底約60~90cm處設(shè)置曝氣裝置；在池底設(shè)置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保證砂粒滑入砂槽；為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用，在必要時可在設(shè)置曝氣裝置的一側(cè)裝設(shè)擋板。曝氣沉砂池的構(gòu)造：沉淀曝氣沉砂池剖面示意沉淀曝氣沉砂池的工作原理

污水在池中存在著兩種運(yùn)動形式，其一為水平流動（一般流速0.1m/s），同時在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動（旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s），整個池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)的流動形式。由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除，沉于池底的砂粒較為純凈，有機(jī)物含量只有5%左右，長期擱置也不至于腐化。沉淀曝氣沉砂池實景沉淀水平流速一般取0.08~0.12m/s。污水在池內(nèi)的停留時間為4~6min；雨天最大流量時為1~3min。如作為預(yù)曝氣，停留時間為10~30min。池的有效水深為2~3m，池寬與池深比為1~1.5，池的長寬比可達(dá)5，當(dāng)池長寬比大于5時，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板。曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.5~6.0mm，距池底約為0.6~0.9m，并應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門。曝氣沉砂池的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流和死角，在砂槽上方宜安裝縱向擋板，進(jìn)出口布置，應(yīng)防止產(chǎn)生短流。。曝氣沉砂池的設(shè)計參數(shù)沉淀三.初沉池（一）功能：對可沉固體的去除率為90%以上；能使約10%的SS中不可沉飄物質(zhì)粘附到絮體上沉降；生活污水中VS/SS≈70～80%；可沉固體（約60%）可漂浮固體（極少）不可沉飄膠態(tài)固體（接近40%）SS總懸浮物含量(TSS),揮發(fā)性懸浮物含量(VSS),揮發(fā)性固含物含量(VS)。SS去除率：50～65%BOD5去除率：25～35%沉淀三.初沉池（二）類型：沉淀沉淀池三種流態(tài)平流式豎流式輻流式沉淀三.初沉池（二）類型：沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：1.入流裝置沉淀池進(jìn)口整流多采用穿孔槽外加擋板（或穿孔墻）的方法，沉淀池進(jìn)水口布置形式如圖示：沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：2.出流裝置沉淀后出水應(yīng)盡量在出水區(qū)均勻流出。沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：3.排泥方法靜水壓力法機(jī)械排泥法沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：3.排泥方法靜水壓力法機(jī)械排泥法沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：3.排泥方法靜水壓力法機(jī)械排泥法

行車式刮泥機(jī)鏈帶式刮泥機(jī)沉淀三.初沉池（三）結(jié)構(gòu)：3.排泥方法靜水壓力法機(jī)械排泥法

行車式刮泥機(jī)鏈帶式刮泥機(jī)沉淀出水堰橋式刮泥機(jī)刮泥板浮渣槽浮渣刮板橋車刮泥板提升油缸沉淀橋式刮泥機(jī)靜圖沉淀沉淀沉淀三.初沉池（四）各種類型沉淀池比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流式沉淀效果好對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較強(qiáng)施工簡易，造價較低池子配水不易均勻采用多斗排泥時，各泥斗單獨各自排泥，操作量大；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時，鏈帶的支承件和驅(qū)動件浸入水中，易銹蝕適用于地下水位高及地質(zhì)較差的地區(qū)適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便，管理簡單占地面積小深度大，施工困難對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較差造價較高池徑不宜過大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡單排泥設(shè)備已趨定型機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高適用于地下水位較高地區(qū)適用于大、中型污水處理廠沉淀三.初沉池平流式沉淀池沉淀三.初沉池迷宮式沉淀池沉淀沉淀沉淀沉淀沉淀輻流式沉淀池沉淀四.案例介紹高碑店污水處理廠二期中水區(qū)日處理能力為10000m3/日，二沉池出水指標(biāo)為BOD<20mg/L，SS<30mg/L，經(jīng)中水區(qū)處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)為BOD<10mg/L，SS<10mg/L，中水處理工藝是將二沉出水用泵提升至加藥間，在加藥間通過加藥泵將混凝劑加入進(jìn)水管道中，水藥混合后在反應(yīng)池進(jìn)行充分混合絮凝，到達(dá)沉淀池后可沉淀的較大絮體沉淀下來，達(dá)到泥水分離的目的，上清液通過出水堰流至濾池，沉淀污泥定期排走。在濾池中通過砂濾將水中的SS進(jìn)一步去除，濾后水進(jìn)入清水池，通過泵送至各用水點。高碑店污水處理廠中水處理工藝自1999年11月份投入生產(chǎn)性運(yùn)行，每天處理10000m3二級出水，經(jīng)連續(xù)監(jiān)測，處理后出水連續(xù)達(dá)標(biāo)，即滿足BOD<10mg/L,SS<10mg/L的設(shè)計要求，同時對N、P等污染物也有一定的去除效果，出水水質(zhì)良好。經(jīng)處理后的中水用于污水廠的綠化、沖洗、噴灑及景觀用水。該中水處理工藝