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平流式沉淀池的设计
平流式沉淀池主要设计参数为水平流速、沉淀时间、池深、池宽、长宽比、长深比 等,设计有关要点如下:
(1)沉淀出水浊度,当作化学水处理进水水质时应不大于5NTU,当作冷却水水质时 应不大于20NTU。
(2)池数或分格数一般不少于2座。
(3)沉淀时间一般采用1.0~3.0h。当处理低温、低浊度水或高浊度水时,沉淀时间 应适当增长。
(4)沉淀池内平均水平流速一般为10~25mm/s。
(5)有效水深一般为3.0~3.5m,一般为0.3~0.5m。
(6)池的长宽比应不小于4:1,每格宽度或导流墙间距一般采用3~9m,大为15m。
(7)池的长深比应不小于10:1。采用吸泥机排泥时,池底为平坡。
(8)平流式沉淀池进出口形式及布置,对沉淀池出水效果有较大的影响。一般情况 下,当进水端用穿孔墙配水时,穿孔墙在池底积泥面以上0.3~0.5m处至池底部分不设孔 眼,以免冲动沉泥。当沉淀池出口处流速较大时,可考虑在出水槽前增加指形槽的措施, 以降低出口槽堰口的负荷。
(9)防冻可利用冰盖 (适用于斜坡式池子) 或加盖板 (应有人孔、取样孔),有条件 时亦可利用废热防冻。
(10)泄空时间一般不超过6h。
(11)弗劳德数一般控制在1×10~1×10之间。
(12)水平沉淀池内雷诺数一般为4000~15000间,多属紊流。设计时应注意隔墙设 置,以减少水力半径R,以降低雷诺数。
(13)为节约用地,大型水平沉淀池也可叠建于清水池之上,但沉淀池严格 不漏。
(14)平流沉淀池一般采用直流式布置,避免水流转折。但是,为满足沉淀时间和水 平流速的要求,往往池长较长,一般在80~100m之间。当地形条件受限制或处理规模较 小 (如3×10m/d) 以下,也可采用转折布置。
池体平面多为圆形,也有方形的。直径较大而深度较小,直径为20~100米,池中心水深不大于4米,周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池,沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降,并沿池底坡度进入污泥斗,澄清水从池周溢流入出水渠。
近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管,可以大大提高沉淀效率,缩短沉淀时间,减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢,长生物膜,产生浮渣,维修工作量大,管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量,减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外,还有在二级处理后设置的化学沉淀池,即在沉淀池中投加混凝剂,用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。
平流式沉淀池沉淀效果,除受反应效果的 影响外,与池中水平流速、沉淀时间、原 水凝聚颗粒的沉降速度、进出口布置形 式及排泥效果等因素有关。一般流速 不大于0.005m/s,停留时间2h,水流部 分的有效水深不超过3m,池的长宽比 不小于4。沉淀池的出水装置常采用三 角堰、孔眼和溢流堰等,一般出水堰做 成由直角三角堰构成的锯齿形堰口,齿 深常用5cm,齿距用20cm左右。如沉 淀池容积不大,底部也可做成许多污泥 斗,泥斗的斜壁与水平面的倾角,方斗 宜为60°,圆斗宜为55°。平流式沉淀池 的优点有造价较低;操作管理方便,施 工简单;对原水浊度适应性强,潜力大, 处理效果稳定;带有机械排泥设备时, 排泥效果好,应用广泛等。缺点是占地 面积较大。一般用于处理水量大于 15000m/d的污水处理厂。
按照沉淀不理的端面所求得的可分离沉速usc与us关系为:usc=us,s为一常数。S值被称为斜管的特性参数,虽断面形状而定。
考虑到颗粒沉淀过程中的絮凝因素,假设颗粒的沉速以等加速改变,并设起始沉速为零。结合考虑管内的流速分部,则斜管长度为颗粒沉速变化的加速度,即上诉三种方法,各有不足之处,在还没有更完善的斜管沉淀池计算方法之前,认为分离粒径可作为斜管沉淀计算的出发点。斜管沉淀池的流态设计
及时排泥是沉淀池运行管理中极为重要的工作。污水处理中的沉淀池中所含污泥量较多,有绝大部分为有机物,如不及时排泥,就会产生厌氧发酵,致使污泥上浮,不仅破坏了沉淀池的正常工作,而且使出水质恶化,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超过2日,二次沉淀池排泥周期一般不宜超过2小时,当排泥不时应停池(放空)采用人工冲洗的方法清泥。机械排泥的沉淀池要加强排泥设备的维护管理,一旦机械排泥设备发生故障,应及时修理,以避免池底积泥过度,影响出水水质。