污水的物理处理 沉淀池ppt课件.pptx
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1、第四节 沉 淀 池,1,沉淀池,按使用功能分,生物处理法中的预处理,去除约20-30%的BOD5,40-55%的SS,生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分,初次沉淀池,二次沉淀池,2,沉淀池,按水流方向分,平流式,辐流式,竖流式,池型:长方形一端进水,另一端出水贮泥斗在池进口,池内水流由下向上,池内水流向四周辐流,池型:多为圆形, 有方形或多角形池中央进水,池四周出水贮泥斗在池中央,3,沉淀池三种流态,平流式,竖流式,辐流式,4,沉淀池特点与适用条件,5,沉淀池由五部分组成: 进水区、出水区:使水流的进入与流出保持平稳,以提高沉淀效率。 沉淀区:沉淀进行的主要场所。 贮泥区:贮存、浓缩与
2、排放污泥。 缓冲区:避免水流带走沉在池底的污泥。,沉淀池由五部分组成,缓冲区,6,沉淀池的运行方式,连续式,可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成,可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用,污水连续不断地流入与排出,可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程,由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出,工作过程:进水、静止、沉淀、排水,间歇式,7,沉淀池的一般设计原则及参数,1、设计流量废水自流进入沉淀池:最大流量用水泵提升:水泵的最大组合流量合流制系统:按降雨时的设计流量(校核沉淀时间不小于30min)2、沉淀池只数:应不少于2只3、沉淀池的经验设计参数,8,9,4、沉淀池的几何尺寸超高 0.3m
3、,缓冲层0.30.5m;贮泥斗斜壁倾角,方斗不宜60,圆斗不宜55;排泥管直径不小于200mm。5、沉淀池出水部分一般采用堰流,在堰口保持水平出水堰的负荷:初沉池 不大于2.9 L/s.m 二沉池:不大于1.7 L/s.m,10,11,7、排泥部分:一般采用静水压力排泥,初沉池不小于14.71kpa(1.5mH2O)活性污泥法二沉池:8.83kpa(0.9mH2O)生物膜法二沉池:11.77kpa(1.2mH2O)采用多斗排泥时,每个泥斗应设单独的排泥管和闸阀。,6、贮泥斗的容积:一般按不大于2日的污泥量计算,对二次沉淀池,贮泥时间不超过2h。,12,平流式沉淀池,构造及工艺特点,13,14,
4、15,(1)进水区:消除湍动和射流,挡板:高于水面0.10.15m,浸没深度0.51.0m,不少于0.25m,距进水口0.51.0m,16,平堰:要求施工严格水平,施工困难,尽量做成锐缘锯齿形三角堰:易于加工安装,出水比平堰均匀,池内水位一般控制在锯齿高度1/2处堰口处需设置使堰板上下移动的调节装置,使出口可能水平。堰前设置挡板,高出水面0.15-0.2m,浸没水下0.3-0.4m,距出水口0.25-0.5m,17,18,19,20,21,(3)沉降区减少紊动 ,提高水流稳定性,,(4)污泥区及排泥措施污泥斗排泥:靠静水压力排泥,多斗形式,省去机械刮泥设备机械排泥:刮泥机,池底需有一定的坡度,
5、22,设计计算,确定沉淀池的只数,沉淀区尺寸,污泥区的尺寸,各参数间的关系,计算:,(1)沉淀池的表面积A,q表面水力负荷 m3/m2.h 初沉池一般取1.53.0m3/m2.h 二沉池一般取12m3/m2.h,23,(2)沉淀区有效水深h2,t沉淀时间,一般初沉池取1-2h,二沉池取1.5-2.5h 沉淀区的有效水深h2通常取23m,(3)沉淀区有效容积V1,(4)沉淀区长度L,vqvmax时的水平流速 mm/s ,一般不大于5mm/s,24,(5)沉淀池的只数n,为保证污水在池内分布均匀,池长与池宽比不小于4,与45为宜。若采用机械刮泥机,b应与刮泥机的宽度相匹配。,(6)污泥区的容积,S
6、每人每天的污泥量 L/d.人 N设计人口数 人,0污泥容重0污泥含水率,25,(7)沉淀池的总高度h,h1沉淀池超高 m ,一般取0.3mh2沉淀区的有效深度 mh3缓冲层高度,m,无机械刮泥时为0.5m,有机械刮泥设备时,其上缘高出刮板0.3m,h3hm+0.3(hm 刮泥板高度)h4污泥区高度 h4h4+h4” h4泥斗高度 h4”梯形高度,26,(8)污泥斗的容积V1,mV1+V2V,否则应增加泥斗数或缩短排泥时间,(9)污泥斗以上梯形部分污泥容积 V2,27,28,例题:某城市污水处理厂最大设计流量43200m3/d,设计人口250000人,沉淀时间1.5h,采用链带式刮泥机,求沉淀池
7、各部分尺寸。,(1)池子总面积:设表面负荷q2.0m3/m2.h,qvmax=43200m3/d0.5m3/s,(2)沉淀部分有效水深h2,(3)沉淀部分有效容积V1,29,(4)池长L,取v=3.7mm/s,(5)池子总宽度b,(6)池子个数n,设池子宽度为4.5m,则,(7)校核长宽比,(8)污泥部分需要的总容积,设T2d,污泥量为25g/人.d,污泥含水率为95,则,每人每日污泥量,30,(9)每格污泥斗所需容积,(10)污泥斗容积,采用泥斗的下底边长为500mm,上底边长为4500mm,倾角为60,则泥斗高度为h4=3.46m,(11)泥斗以上梯形部分污泥容积,h4=(20+0.3-4
8、.5)0.010.158ml1=20+0.3+0.5=20.8ml2=4.50m,31,(12)污泥斗和梯形部分污泥容积,V1V226935m325m3,(13)池子总高度,设缓冲层高度h3=0.50m,h4=h4+h4”=0.158+3.46=3.62m则Hh1+h2+h3+h4=0.30+3.0+0.50+3.62=7.42m,32,33,例题:某厂废水量为300m3/h,进水悬浮物浓度为430mg/L,悬浮物去除率为70%,污泥含水率为95%,试设计平流式沉淀池。取u0=1.13m/h,t=1.9h,34,竖流式沉淀池,35,工作原理,u v 颗粒将以u-v 的速度向下沉淀,除去u =
9、v 颗粒处于平衡状态,不下沉亦不上浮u v 颗粒被上升水流带走,自由沉淀:沉淀效率比平流式沉淀池低絮凝沉淀:沉淀效率高颗粒相互碰撞而絮凝, 粒径 沉速u = v的颗粒在池中形成悬浮层,对上升的小颗粒有拦截作用,36,可为圆形、正方形或多角形。,竖流式沉淀池的构造,37,设计参数(1)池径(或正方形一边)一般为47m,池径与有效水深之比不大于3,通常取2。(2)不设反射板时,中心管内流速0.03m/s;设反射板0.1m/s(3)水从中心管喇叭口与反射板间流出的速度一般不大于0.03m/s(初沉池)0.02m/s(二沉池) (4)中心管尺寸,38,中心管内流速v0 设反射板时,v00.1m/s 不
10、设反射板时,v00.03m/s,水从喇叭口与反射板间流出的速度v1初沉池0.03m/s 二沉池 0.02m/s,39,(5)缓冲层:反射板底距污泥表面为缓冲层,高度为0.3 -0.5m 。 (6)污泥斗:贮泥斗倾角为45-60,可采用静压排泥或污泥泵排泥。 (7)集水槽多采用平顶堰或三角形锯齿堰,堰口最大负荷为1.5L/ms。当池的直径大于7m时,为集水均匀,还可设置辐射式集水槽。,40,设计计算,(1)中心管面积f,v0中心管内流速 m/s 设反射板时,v00.1m/s 不设反射板时,v00.03m/s,(2)中心管直径d,(3)中心管喇叭口与反射板之间缝隙高度h3,d1喇叭口直径 m d1
11、=1.35d,v1水从喇叭口与反射板间流出的速度,初沉池0.03m/s 二沉池 0.02m/s,41,(4)沉淀部分有效面积,v污水在沉淀池内的上升流速 m/s 0.5-0.8mm/s,(5)沉淀池直径D,(6)沉淀区有效水深h2,校核 D/ h23,(7)沉淀部分所需总容积 V,S每人每天的污泥量 L/d.人 一般取0.30.8,42,根据进出水的悬浮物浓度和水量来计算,(8)圆截锥部分容积 V1,(9)沉淀池总高度H,Hh1+h2+h3+h4+h5,h3喇叭口与反射板间的高度h4缓冲层高度h5圆锥部分高度,43,例题:某城市设计人口为N60000人,设计最大污水量Qmax=0.13m3/s
12、,求沉淀池各部分尺寸,(1)设中心管内流速v0=0.03m/s,采用4个池子,则每池的最大设计流量qmax=Qmax/4=0.13/4=0.0325m3/s,解:,中心管的面积,(2)中心管的直径,(3)喇叭口直径d1=1.3d=1.31.171.58m,44,设流过该缝隙的流速v10.02m/s,中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离,(4)设上升流速v0.0007m/s,沉淀部分有效断面积,(5)沉淀池直径,(6)设沉淀时间t=1.5h,沉淀区有效水深D/h2=7.8/3.78=2.063 符合要求。,45,(7)设污泥清除的间隔时间T2d,每人每天产生的污泥量为S0.5L,沉淀部分所需总容积
13、,每池的污泥体积V1V/4=60/4=15m3,(8)圆截锥部分容积,设底部直径为0.4m,高度为h5,侧壁倾角55,符合要求,46,(9)沉淀池总高度H,设保护高度h1=0.3m,缓冲层高度h4=0(因泥面很低),则Hh1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.78+0.33+0+5.2810m,47,辐流式沉淀池,48,1.构造特点:大型的沉淀池直径(2030m)较大,最大可达100中心进水和周边进水,污泥用刮泥机刮至中心泥斗,通过静压力或污泥泵排出,刮泥机一般每小时转2-4周。中心深度2.55.0m,池周水深1.53.0m池底坡度平缓,i0.05 池径较小时,可采用多斗排泥,(5)污泥部分
14、所需容积V,(6)泥斗容积V1,(7)泥斗以上圆截锥部分容积,(8)沉淀池总高度,Hh1+h2+h3+h4+h5,49,50,结构,51,中心进水,周边进水,进水方式,52,进水槽断面较大,而槽底的孔口较小,布水时的水头损失集中在孔口上,故布水比较均匀。进水挡板的下沿深入水面下约2/3深度处,距进水孔口有一段较长的距离,这有助于进一步把水流均匀地分布在整个入流渠的过水断面上,而且废水进入沉淀区的流速要小得多,有利于悬浮颗粒的沉淀。,周边进水辐流式沉淀池的入流区在构造上的特点,53,2、设计数据,池子直径与水深之比一般采用612池子直径不宜小于16m池底坡一般采用0.05,一般采用机械刮泥当池径
15、较小时(小于20m),也可采用多斗排泥刮泥机旋转速度一般取13 r / h,外围刮泥板线速度不超过3 m/min,一般取1.5m/ min。进水口周围应设整流板,整流板开孔面板应为池断面面积的1020浮渣应考虑浮渣刮板收集,在出水堰前应设浮渣挡板,54,55,3、计算公式,(1)沉淀部分水面面积F,q表面负荷 m3/m2.h 取23,(2)池子直径D,(3)沉淀部分有效水深 h2,t沉淀时间 h,取12h直径与有效水深之比1-12,(4)沉淀部分有效容积V,56,沉淀池特点与适用条件,57,七、斜流沉淀池,(一)沉降原理,设一理想沉淀池,沉降区长,宽,高分别为L、B、H,表面积A,处理水量为Q
16、,表面负荷q0,颗粒沉速u0则Q=u0.A 若A不变 要增大Q,则u0,总沉降效率ET降低。 要提高沉淀效率,则必须减小u0,结果Q成正比减小,普通沉淀池中,提高沉淀效率和增大处理能力相矛盾。,58,知识回顾: 知识点一: 对于自由沉降沉速:在相同沉淀时间t内,沉降高度H越低,u0 (u0=H/t)越小,颗粒的去除效率越高。 知识点二: 从理想沉淀池的特性分析:对于给定的沉淀池,沉降效率仅与u0或q0有关,与沉降高度H和沉降时间t无关。,59,若将沉淀池(Q、V、H、 u0 )用平隔板分为n层浅池,则每个浅池深度为h=H/n,进入每个浅池的流量为q=Q/n。 (假定水平流速不变) 结论一: 浅
17、池沉速u0=q0=q/A=(Q/n)A =q0/n=u0/n,沉速减少了n倍,从而使效率大大提高。 结论二: 当每个浅池保持原有的沉速u0不变时,每个浅池处理的流量为q=q0A=u0A=Q,则n个浅池的总处理能力提高了n倍。,60,结论三: 在实际应用中,沉淀池的分格和分层还可改善水力条件(减小水力半径R、Re,增大Fr),降低水的紊动性、提高水流稳定性,增大池的容积利用系数,从而提高去除效率。 工程应用: 在工程实际应用中,采用分层沉淀池,排泥十分困难,所以一般将分层的隔板倾斜一个角度,以便能自行排泥,这种形式即为斜板沉淀池。如各斜隔板之间还进行分格,即称为斜管沉淀池。,61,构造,62,结
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