平流式沉淀池
基本概述
平流式沉淀池就是沉淀池的一种类型,水沿水平方向流动的沉淀池。
池体平面为矩形,进口与出口分设在池长的两端。
池的长宽比不小于4,有效水深一般不超过3m,池子的前部的污泥设计。
在池的进口处底部设贮泥斗,其它部位池底有坡度,倾向贮泥斗。
平流式沉淀池沉淀效果好,使用较广泛,但占地面积大。
常用于处理水量大于15000立方米/天的污水处理厂。
平流式沉淀池由进、出水口、水流部分与污泥斗三个部分组成。
池体平面为矩形,进出口分别设在池子的两端,进口一般采用淹没进水孔,水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体,进水孔后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面;出口多采用溢流堰,以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。
堰前设浮渣槽与挡板以截留水面浮渣。
水流部分就是池的主体,池宽与池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀,依设计流速缓慢而稳定地流过。
污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥,多设在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。
平流式沉淀池具有对冲击负荷与温度变化的适应能力较强,施工简单,造价低的优点;但操作工作量大,采用机械排泥时,机件设备与驱动件均浸于水中,易生锈,易腐蚀的缺点;适用于地下水位较高及地质较差的地区;适用于大、中、小型污水处理厂。
构造:平流式沉淀池有进水区、沉淀区、出水区、污泥区与缓冲区五部分组成。
1、进水区
进水区的作用就是使水流均匀的分布在整个断面上,尽可能减少扰动。
平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔强等;入口流速小于25mm/s。
为了保证不冲刷已有的底部沉淀物,水的流入点应高于出污泥层面0、5m以上。
水流入沉淀池后应尽快消能,防止在池内形成短流或股流,设置整流装置。
2、沉淀区
沉淀区的高度(有效水深H)与其前后有关处理构筑物的高程布置有关,一般约3-4m。
沉淀区的长、宽、深之间相互关联,应综合考虑,还应核算表面负荷。
一般,L/B≥4,L/H≥10,每格宽度3-8m,不宜大于15m。
3、出水区
沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。
沉淀池常见出水口布置形式:
出流堰就是沉淀效果好坏的重要条件,它不仅控制池内水面的高程,而且对池内水流的均匀分布影响极大。
一般采用三角堰:
应防止池内水流产生偏流现象。
尽可能减少单位堰长的过流量,因此堰的施工必须精心,尽量做的水平。
4、污泥区(积泥区与排泥区)
污泥区的目的就是:贮存、浓缩污泥与排泥
沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排泥及机械排泥。
目前基本都采用机械排泥,不需留存泥区,池底水平,略带坡度以便放空。
（1）刮泥:设置刮泥机(车),池底设计坡度0、01-0、02;
（2）污泥泵排泥;
（3）静水压力排泥(静水压力1、5-2、0m水头,排泥管径不小于200mm);
（4）如设有多个泥斗时,则无需刮泥装置,每个泥斗设独立的排泥管及排泥阀。
5、缓冲区
污泥区与清水区之间应有一个缓冲区,其深度可取0、3-0、5m,以减轻水流对存泥的搅动,也为存泥留有余地。
影响平流沉淀池的影响因素:实际水流情况
①理想沉淀池中,水流稳定,流速均匀分布:t=Q/V
②实际中,停留时间偏离理想情况,有的停留时间长,有的停留时
间短,这种情况称为短流,就是由于沉淀池内的流速与流程不同
造成的,具体原因:
1)异重流 2)风的影响 3)池内导流壁与刮泥设施的影响 4)死
角的存在。
A、水流的紊动性(防止死角)。
紊动性用雷诺数表示Re=vR/v
沉淀池的雷诺数表征水流惯性力与粘滞力的比值,一般在4000—15000(小与500),属于紊流状态,实际中通常要求雷诺数越小越好。
B.水流的稳定性(防止异重流)。
水流的稳定性用弗洛德数Fr=v²/Rg,Fr数增大,表明惯性力作用相对增加,重力作用相对减少,水流对
温差、密度差异等影响的抵抗能力强,使沉淀池内的流态保持稳定,通常,平流沉淀池内Fr宜大于10-5
在平流式沉淀池中,降低Re与提高Fr数的有效措施就是减少水力半径R,池中纵向分格及增加斜管、斜板均能达到上述目的。
在沉淀池中,增大水平流速,一方面提高了Re,不利于沉淀,另一方面,Fr增大,提高了沉淀效果,这种矛盾导致沉淀池的水平流速可以在一个较宽的范围内进行选择,而对沉淀效果影响不太明显,水平流速一般为10-25mm/s。
二、凝聚作用的影响
①原水通过絮凝池后,絮凝过程在沉淀池中继续进行。
②水在池内沉淀时间越长,池内因水流速度不同而引起的絮凝越
完善,沉淀出水水质越好,因此沉淀时间对沉淀效果就是有影响
的。
③池中水深越大,池内因颗粒沉速不同而引起的絮凝越完善,沉淀
出水水质越好,因此沉淀时间对沉淀效果也就是有影响的。
沉淀时间---影响沉淀过程中的再絮凝反应;
池中水深---水越深,越有利于网捕作用的继续进行。
沉淀池设计的一般原则
1.设计流量
2.沉淀池的只数
3.沉淀池的经验设计参数
4.沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系
5.沉淀池的几何尺寸
6.沉淀池出水部分
7.贮泥斗的容积
8.排泥部分
平流式沉淀池设计数据
1、长宽比以3-5为宜;
2、长与有效水深比一般采用8-12;
3、池底纵坡一般采用0、01-0、02,机械刮泥时不小于0、005;
4、初次沉淀池最大水平流速为7mm/s,二次沉淀池为5mm/s;
5、进出口处挡板位置
1) 高出池内水面0、1-0、15m;
2) 进出挡板淹没深度一般为0、5-1、0m;
3) 出口挡板淹没深度一般为0、3-0、4m;
4) 挡板距进水口0、5-1、0m,距出水口0、25-0、5m;
6、非机械刮泥时,缓冲层高度0、5m,机械刮泥时,缓冲层上缘宜高出刮泥板0、3m;
7、刮泥机行进速度一般为0、6-0、9m/min;
8、排泥管直径为>200mm;
9、入口整流墙的开孔总面积为过水断面的6%-20%;
10、出水锯齿形三角堰,水面宜位于齿高的1/2处。
平流式沉淀池设计草图试例
平流式沉淀池例题
某城市污水处理厂的最大设计流量Qmax=0、2m3/s,设计人口数
N=100000人,沉淀时间t=1、5小时,采用链带式刮泥机刮泥,求平流式沉淀池各部分尺寸。
[解]
1 池子总表面积设表面负荷qˊ=2m3/m2·h, A=Qmax×3600/ qˊ=0、2×3600/2=360 m2
2 沉淀部分有效水深h2=qˊt=2×1、5=3、0 m
3 沉淀部分有效容积V=Qmaxt×3600=0、2×1、5×3600=1080 m3
4 池长设水平流速υ=3、7mm/s L=υt×3、6=20 m
5 池子总宽度 B=A/L=360/20=18(m)
6 池子个数设每格池宽b=4、5m,n=B/b=18/4、5=4 个
7 校核长宽比、长深比长宽比:L/B=20/4、5=4、4>4 (符合要求)长深比:L/h2=20/2、4=8、3 (符合要求)
8 污泥部分所需的总容积设T=2 d,污泥量为25g/人·d,
污泥含水率为95%,S=25×100/{(100-95)×1000}=0、5 L/人·d。
V=SNT/1000=0、5×100000×2/1000=100 m3
9 每格池污泥部分所需的容积 V〞=V/n=100/4=25 m3
图3－15 沉淀池污泥斗
10污泥斗容积污泥斗采用尺寸如图3－15。
V1= h4(f1+f2+√f1f2)/3
h4〞=(4、5-0、5)tg60°/2=3、46 m
V1=3、46(4、5+0、5+√0、5×4、5)/3=26 m3
11 污泥斗以上梯形部分污泥容积
h4′=(20+0、3-4、5)×0、01=0、158 m
l1=20+0、3+0、5=20、8 m l2=4、5 m
V2=(l1+ l2)h4〞b/2={(20、8+4、5)×0、158×3、46}/2=9、0 m3 12 污泥斗与梯形部分污泥容积
V1+V2=26+9=35 m3>25 m3
13 池子总高度设缓冲层高度h3=0、5 m
H=h1+h2+h3+h4 h4=h4′+h4〞=0、158+3、46=3、62(m) H=0、3+2、4+0、5+3、62=6、82 m。