豎流式沉澱池

一(yī)、概述

沉澱池是分(fēn)離(lí)懸浮物(wù)的一(yī)種常用處理構築物(wù)。

   用于生(shēng)物(wù)處理法中(zhōng)作預處理的稱爲初次沉澱池。對于一(yī)般的城市污水，初次沉澱池可以去(qù)除約30％的BOD5與55％的懸浮物(wù)。設置在生(shēng)物(wù)處理構築物(wù)後的稱爲二次沉澱池，是生(shēng)物(wù)處理工(gōng)藝中(zhōng)的一(yī)個組成部分(fēn)。

   沉澱池常按水流方向來區分(fēn)爲平流式、豎流式及輻流式等三種。

    1．平流式沉澱池

   池型呈長方形，廢水從池的一(yī)端流人，水平方向流過池子，從池的另一(yī)端流出。在池的進口處底部設貯泥鬥，其它部位池底有坡度，傾向貯泥鬥。

    2．豎流式沉澱池

   池型多爲圓形，亦有呈方形或多角形的，廢水從設在池中(zhōng)央的中(zhōng)心管進入，從中(zhōng)心管的下(xià)端經過反射闆後均勻緩慢(màn)地分(fēn)布在池的橫斷面上，由于出水口設置在池面或池牆四周，故水的流向基本由下(xià)向上。污泥貯積在底部的污泥鬥。

    3．輻流式沉澱池  

   輻流式沉澱池亦稱輻射式沉澱池。池型多呈圓形，小(xiǎo)型池子有時亦采用正方形或多角形。池的進、出口布置基本上與豎流池相同，進口在中(zhōng)央，出口在周圍。但池徑與池深之比，輻流池比豎流池大(dà)許多倍。水流在池中(zhōng)呈水平方向向四周輻(射)流，由于過水斷面面積不斷變大(dà)，故池中(zhōng)的水流速度從池中(zhōng)心向池四周逐漸減慢(màn)。泥鬥設在池中(zhōng)央，池底向中(zhōng)心傾斜，污泥通常用刮泥(或吸泥)機械排除。

   沉澱池由五個部分(fēn)組成即：進水區、出水區、沉澱區、貯泥區及緩沖區。進水區和出水區的功能是使水流的進入與流出保持均勻平穩，以提高沉澱效率。沉澱區是池子的主要部位。貯泥區是存放(fàng)污泥的地方，它起到貯存、濃縮與排放(fàng)的作用。緩沖區介于沉澱區和貯泥區之間，緩沖區的作用是避免水流帶走沉在池底的污泥。

   沉澱池的運行方式，有間歇式與連續式兩種。

   在間歇運行的沉澱池中(zhōng)，其工(gōng)作過程大(dà)緻分(fēn)爲三步：進水、靜置及排水。污水中(zhōng)可沉澱的懸浮物(wù)在靜置時完成沉澱過程，然後由設置在沉澱池壁不同高度的排水管排出。

   在連續運行的沉澱池中(zhōng)，污水是連續不斷地流入與排出。污水中(zhōng)可沉顆粒的沉澱是在流過水池時完成，這時可沉顆粒受到由重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用。水流流動的速度對顆粒的沉澱有重要的影響。

二、沉澱池的一(yī)般設計原則及參數

1．設計流量

   沉澱池的設計流量與沉砂池的設計流量相同。在合流制的污水處理系統中(zhōng)，當廢水是自流進入沉澱池時，應按大(dà)流量作爲設計流量；當用水泵提升時，應按水泵的組合流量作爲設計流量。在合流制系統中(zhōng)應按降雨時的設計流量校核，但沉澱時間應不小(xiǎo)于30min。

    2，沉澱池的隻數

   對城市污水廠，沉澱池的隻數應不少于2隻。

    3．沉澱池的經驗設計參數

   對于城市污水處理廠，如無污水沉澱性能的實測資(zī)料時，可參照經驗參數選用。

   4．沉澱池的有效水深、沉澱時間與表面水力負荷的相互關系，一(yī)般參照設計規範。

    5．沉澱池的幾何尺寸

   沉澱池超高不少于0.3m；緩沖層高采用0.3—0.5m；貯泥鬥斜壁的傾角，方鬥不宜小(xiǎo)于60º，圓鬥不宜小(xiǎo)于55º；排泥管直徑不小(xiǎo)于200mm。

    6．沉澱池出水部分(fēn)

   一(yī)般采用堰流，在堰口保持水平。出水堰的負荷爲：對初沉池，應不大(dà)于 2．9Us·m；對二次沉澱池，一(yī)般取1.5～2.9L/s·m。有時亦可采用多槽出水布置，以提高出水水質。

    7．貯泥鬥的容積

   一(yī)般按不大(dà)于2日的污泥量計算。對二次沉澱池，按貯泥時間不超過2小(xiǎo)時計。

    8．排泥部分(fēn)

沉澱池一(yī)般采用靜水壓力排泥，靜水壓力數值如下(xià)：初次沉澱池應不小(xiǎo)于 14.71kPa(1.5mH20)；活性污泥法的二沉池應不小(xiǎo)于8.83kPa(0.9mH20)；生(shēng)物(wù)膜法的二沉池應不小(xiǎo)于11.77kPa(1.2mH20)。

三、平流式沉澱池

1．平流式沉澱池的構造及工(gōng)作特點

    爲使人流污水均勻與穩定的進入沉澱池，進水區應有整流措施。人流處的擋闆，一(yī)般高出池水水面0.1—0.15m，擋闆的浸沒深度應不少于0.25m，一(yī)般用0.5～1.0m，擋闆距進水口0.5～1.0m。

   平流式沉澱池的出流裝置。

   出水堰不僅可控制沉澱池内的水面高度，而且對沉澱池内水流的均勻分(fēn)布有直接影響。沉澱池應沿整個出流堰的單位長度溢流量相等，對于初沉池一(yī)般爲250m3／m·d，二沉池爲130～250m3／m·d。據齒形三角堰應用普遍，水面宜位于齒高的1/2處。爲适應水流的變化或構築物(wù)的不均勻沉降，在堰口處需要設置能使堰闆上下(xià)移動的調節裝置，使出口堰口盡可能水平。

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

   多鬥式沉澱池，可以不設置機械刮泥設備。每個貯泥鬥單獨設置排泥管，各自獨立排泥，互不幹擾，保證沉泥的濃度。在池的寬度方向污泥鬥一(yī)般不多于兩排。

    2．平流式沉澱池的設計

   沉澱池功能設計的内容包括沉澱池的隻數、沉澱區的尺寸和污泥區尺寸等。

四、豎流式沉澱池

    1．豎流式沉澱池的工(gōng)作原理

   在豎流式沉澱池中(zhōng)，污水是從下(xià)向上以流速v作豎向流動，廢水中(zhōng)的懸浮顆粒有以下(xià)三種運動狀态：①當顆粒沉速u>v時，則顆粒将以u-v的差值向下(xià)沉澱，顆粒得以去(qù)除；②當u=v時，則顆粒處于随遇狀态，不下(xià)沉亦不上升；③當u時，顆粒将不能沉澱下(xià)來，而會随上升水流帶走。由此可知(zhī)，當可沉顆粒屬于自由沉澱類型時，其沉澱效果(在相同的表面水力負荷條件下(xià))豎流式沉澱池的去(qù)除效率要比平流式沉澱池低。但當可沉顆粒屬于絮凝沉澱類型時，則發生(shēng)的情況就比較複雜(zá)。一(yī)方面，由于在池中(zhōng)的流動存在着各自相反的狀态，就會出現上升着的顆粒與下(xià)降着的顆粒，同時還存在着上升顆粒與上升顆粒之間、下(xià)降顆粒與下(xià)降顆粒之間的相互接觸、碰撞，緻使顆粒的直徑逐漸增大(dà)，有利于顆粒的沉澱。

   豎流式沉澱池的平面可爲圓形、正方形或多角形。池的直徑或池的邊長一(yī)般不大(dà)于8m，通常爲4～7m，也有超過10m的。爲了降低池的總高度，污泥區可采用多隻污泥鬥的方式。

   豎流式沉澱池的深、寬(徑)比一(yī)般不大(dà)于3，通常取2。

   豎流式沉澱池設置中(zhōng)心管。污水在中(zhōng)心管内的流速對懸浮顆粒的去(qù)除有一(yī)定的影響。當中(zhōng)心管底部不設反射闆時，其流速不應大(dà)于 30mm/s，如設置反射闆，流速可取100mm/s)/s。在反射闆的阻擋下(xià)，水流由垂直向下(xià)變成向反射闆四周分(fēn)布。水從中(zhōng)心管嗽叭口與反射闆間流出的速度一(yī)般不大(dà)于20mm/s，水流自反射闆四周流出後均勻地分(fēn)布于整個池中(zhōng)，并以上升流速v緩慢(màn)地由下(xià)而上流動，可沉顆粒向下(xià)沉至污泥區，經過澄清後的上清液從設置在池壁頂端的堰口溢出，通過出水槽流出池外(wài)。

   其餘各部分(fēn)的設計與平流沉澱池相似。

五、輻流式沉澱池

   輻流式沉澱池是一(yī)種大(dà)型沉澱池，池徑可達100m，池周水深1.5～3.0m。有中(zhōng)心進水與周邊進水兩種型式。

   沉澱于池底的污泥一(yī)般采用刮泥機刮除。刮泥機由刮泥闆和桁架組成，刮泥闆固定在桁架底部，桁架繞池中(zhōng)心緩慢(màn)地轉動，将沉于池底的污泥推入池中(zhōng)心處的泥鬥中(zhōng)，污泥在泥鬥中(zhōng)可利用靜水壓力排出，亦可用污泥泵抽吸。對輻流式沉澱而言，目前常用的刮泥機械有中(zhōng)心傳動式刮泥機和吸泥機以及周邊傳動式的刮泥機與吸泥機等。爲了刮泥機的排泥要求，輻流式沉澱池的池底坡度平緩，常取i=0．05。當池徑較小(xiǎo)時，亦有采用多鬥排泥。這一(yī)形式的污泥鬥與豎流式沉澱池相似。

周邊進水輻流式沉澱池的人流區在構造上有兩個特點：①進水槽斷面較大(dà)，而槽底的孔口較小(xiǎo)，布水時的水頭損失集中(zhōng)在孔口上，故布水比較均勻；②進水擋闆的下(xià)沿深入水面下(xià)約2／3深度處，距進水孔口有一(yī)段較長的距離(lí)，這有助于進一(yī)步把水流均勻地分(fēn)布在整個人流區的過水斷面上，而且廢水進入沉澱區的流速要小(xiǎo)得多，有利于懸浮顆粒的沉澱。池子的出水槽長度約爲進水槽的1／3左右，池中(zhōng)水流的速度，從低到高。但生(shēng)産實踐表明，這種型式的池子并沒有取得預想的效果。

六、斜流沉澱池

    1．斜流式沉澱池的構造

   斜流式沉澱池是根據淺池理論，在沉澱池的沉澱區加斜闆或斜管而構成。它由斜闆(管)沉澱區、進水配水區、清水出水區、緩沖區和污泥區組成。

   按斜闆或斜管間水流與污泥的相對運動方向來區分(fēn)，斜流式沉澱池有同向流和異向流兩種。在污水處理中(zhōng)常采用升流式異向流斜流沉澱池.

   導向流斜流沉澱池中(zhōng)，斜闆(管)與水平面呈60º角，長度通常爲1.0m左右，斜闆淨距(或斜管孔徑)一(yī)般爲80～100mm。斜闆(管)區上部清水區水深爲0.7～1.0m，底部緩沖層高度爲1.0m。

    2．斜流沉澱池在廢水處理中(zhōng)的應用

斜流沉澱池具有沉澱效率高、停留時間短、占地少等優點，在給水處理中(zhōng)得到比較廣泛的應用，在廢水處理中(zhōng)的應用不普遍。在選礦水尾礦漿的濃縮、煉油廠的含油廢水的隔油等已有較成功的經驗，在印染廢水處理和城市污水處理中(zhōng)也有應用。

七、提高沉澱池沉澱效果的有效途徑

   沉澱池是污水處理工(gōng)藝中(zhōng)使用廣泛的一(yī)種處理構築物(wù)，但實際運行資(zī)料表明，無論是平流式、豎流式還是輻流式沉澱池，都存在着去(qù)除率不高的問題，通常在1.5—2h的沉澱時間裏，懸浮顆粒的去(qù)除率一(yī)般隻有50％～60％，另一(yī)方面這些沉澱池的占地面積較大(dà)，體(tǐ)積亦比較龐大(dà)。

   除可以用斜流沉澱池提高沉澱池的分(fēn)離(lí)效果和處理能力，其它方法還有：對污水進行曝氣攪動以及回流部分(fēn)活性污泥等。

   曝氣攪動是利用氣泡的攪動促使廢水中(zhōng)的懸浮顆粒相互作用，産生(shēng)自然絮凝。采用這種預曝氣方法，可使沉澱效率提高5％～8％，1m3廢水的曝氣量約 0.5m3左右。預曝氣方法一(yī)般應在專設的構築物(wù)——預曝氣池或生(shēng)物(wù)絮凝池内進行。

   将剩餘活性污泥投加到人流污水中(zhōng)去(qù)，利用污泥的活性，産生(shēng)吸附與絮凝作用，這一(yī)過程稱爲生(shēng)物(wù)絮凝。這一(yī)方法已在國内外(wài)得到廣泛應用。采用這種方法，可以使沉澱效率比原來的沉澱池提高10％～15％，BOD5的去(qù)除率也能增加 15％以上，活性污泥的投加量一(yī)般在100～400mg／L之間。

在工(gōng)業污水處理中(zhōng)，由于水質水量的不均勻性，一(yī)般均設置污水調節池，在調節中(zhōng)布置一(yī)些曝氣設備，可以有效地提高污水處理程度，而且還可以免除在調節池中(zhōng)沉積污泥的清理工(gōng)作