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1、第二篇 城市污水处理3 污水的物理处理（污水的物理处理（12h）4 污水的生物处理（16h）5 污水的生物处理（二）（4h）6 污水的自然生物处理（2h）8 污泥处理（2h）9 污水处理厂设计（2h）3 污水的物理处理n格栅 （2h）n沉淀的基础理论 （2h）n沉砂池 （2h）n沉淀池 （4h）n隔油与气浮（2h）3.3 思考题与习题n常用的沉砂池共有哪几种，各有什么特点？n平流沉砂池的基本设计参数有哪些？其依据是什么？n在什么情况下应采用曝气沉砂池？n曝气沉砂池的基本设计参数有哪些？n平流沉砂池的计算与设计：n污水处理厂的最大处理量为50000m3/d。3.3 沉砂池n概述n平流沉砂池 n曝
2、气沉砂池n多尔沉砂池（略）n钟式沉砂池（略）概述n沉砂池的作用n是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。n杂质的影响砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损，缩短其使用寿命；砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损，缩短其使用寿命；排泥管道中砂粒的沉积容易导致管道的堵塞，砂粒进入污泥排泥管道中砂粒的沉积容易导致管道的堵塞，砂粒进入污泥泵后会加剧叶轮磨损；泵后会加剧叶轮磨损；对于不设初沉池的处理工艺（如氧化沟、对于不设初沉池的处理工艺（如氧化沟、CASSCASS等等)或实际运行或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒将中由于进水负荷过低而超越初
3、沉池运行的工艺，大量砂粒将直接进入生化池，导致生化池有效容积减少，同时还会对曝直接进入生化池，导致生化池有效容积减少，同时还会对曝气器产生气器产生不利影响不利影响；沉砂池的工作原理n是以重力分离为基础，即，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大和粒度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池的种类n平流沉砂池：广泛应用n曝气沉砂池：大型污水处理厂n旋流型沉砂池：通过不同的旋流清洗沙粒n多尔沉砂池：n钟式沉砂池。3.3.1 平流沉砂池n平流沉砂池的构造n平流沉砂池的设计n平流沉砂池的排砂装置（1）平流沉砂池的构造n构造n由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成（图3-17）n特点
4、n截留效果好，工作稳定，构造简单，排砂方便n应用广泛 图图3-17 3-17 平流沉砂池示意图平流沉砂池示意图进水进水出水出水排砂管排砂管 池壁池壁操作平台操作平台 栏杆栏杆 排砂阀门排砂阀门（2）平流沉砂池的设计n设计参数n计算公式n例题设计参数n基本依据n去除比重为，粒径大于的砂粒n基本参数n设计流量：污水自流入池时，按最大设计流量计算；污水经水泵抽入时，按工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统则按降雨时的设计流量计算；n水平流速：最大，最小；n最大流量时的停留时间不少于30s，一般为30-60sn有效水深不应大于，一般采用，每格池宽不小于；n沉砂量：城市污水按10万m3污水的砂量为3
5、m3计，沉砂含水率约为60，容重3，n贮砂斗的容积按2d沉砂量计，斗壁倾角55-65；n沉砂池超高不小于计算公式n沉砂池水流部分长度（L）：n最大流速（）nt停留时间（30-60s）n水流断面积（A）n池总宽度（B）nh2设计有效水深（）tLmaxQA 2hAB tNxVKxtQV251max 1086400或总沉砂斗容积（V）x1：城市污水沉砂量(3m3/105m3)X2：生活污水沉砂量（）t：清除沉砂的时间间隔，dK总：流量总变化系数(表3-3)N：沉砂池服务人口数n沉砂池总高度nh1超高，h3贮砂斗高度，mn验算n按最小流量时，池内最小流速验算nn-最小流量时，工作的沉砂池个数n工作沉砂
6、池的水流断面面积，m2321hhhHnQminmin例题n已知某城市的最大设计水量为3/s，拟采用平流沉砂池，计算沉砂池各部分尺寸。n解：n根据基本参数的要求，水平流速选，停留时间选30s，则水流部分长度L：n水流断面积A：n池总宽度B：NoImageNoImageNoImagen沉砂斗容积：n每个分格设2个沉砂斗，共4个，则每个沉砂斗的容积为NoImageNoImagen沉砂斗各部分尺寸n设斗底宽a1，斗壁与水平面的倾角为55，斗高，则沉砂斗上口宽为：n则砂斗的实际容积为NoImageNoImagen沉砂室高度沉砂室高度n采用重力排砂，设池底坡度为，坡向砂斗。则有n（坡向砂斗部分的长度l2:
7、=（）n池总高度n设超高n水流断面积为2，池宽，则有效水深h2为NoImageNoImagen验算最小流速n最小流速为，此时的最小流量为n此时工作的沉砂池个数为1n即：在最小流量时，启即：在最小流量时，启用一个沉砂池，仍可在用一个沉砂池，仍可在大于最小流速的条件下大于最小流速的条件下运行。运行。n验算合格NoImage排砂装置n常用的排砂方法和装置主要有两种n重力排砂n机械排砂重力排砂n结构n1-钢制贮砂罐；2、3-手动或电动碟阀；4-旁通水管，将贮砂罐的清水挤回沉砂池；5-运砂小车n特点n排砂的含水率低；n排砂量易计算n沉砂池需架高或在地下开挖小车通道机械排砂n结构n1-衍架；2-砂泵；3-
8、衍架行走装置；4-回转装置；5-真空泵；6-旋流分离器；7-吸砂管；8-齿轮；9-操作台n特点n自动化程度高；n排砂含水率低；n工作条件好；n成本高3.3.2 曝气沉砂池n特点n构造n工作原理n设计n问题（1）特点n曝气沉砂池从五十年代开始试用，目前已推广使用。n特点：n沉砂中含有机物的量低于10；n由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡作用以及加速污水中油类的分离等作用。n上述特点对后续的沉淀、曝气、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的干燥脱水提供了有利条件。（2）构造n曝气沉砂池的常见构造如图3-4所示。n曝气沉砂池是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约
9、6090cm处设置曝气装置，在池底设置沉砂斗，池底有的坡度，以保证砂粒滑人砂槽。n为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。n曝气沉淀池外形照片池壁池壁 集砂槽集砂槽扩散扩散装置装置空气支管空气支管空气干管空气干管图图3-4 3-4 曝气沉砂池示意图曝气沉砂池示意图水流运动方向水流运动方向（3）工作原理n污水在池中存在着两种运动形式：n一为水平流动(流速一般取，不得超过0.3m/s)，n由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生旋转运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。旋转速度在过水断面的中心处最小，而在池的周边则为最大。n空气的供给量应保证在池中污水的
10、旋流速度达到s之间，一般取s。空气干管空气干管空气支管空气支管（4）设计n设计参数n旋流速度控制在之间，n最大流量时的停留时间为1-3min，水平流速；n有效水深2-3m，宽深比为，长宽比可达5；n曝气装置可采用压缩空气竖管连接穿孔管（穿孔孔径为）或压缩空气竖管连接空气扩散板；n每m3污水所需曝气量为3，或每m2池表面积3-5m3/hn计算公式计算公式n总有效容积：Qmax最大设计流量，m3；t停留时间，min（设计参数：1-3之间取值）；n池断面积 v最大设计流量时的水平流速，一般取tQVmax60maxQA n池总宽度nH有效水深，m，（一般取2-3m）n池长n所需曝气量nD每m3污水所需
11、曝气量，m3/m3；一般取HAB AVL max3600DQq 问题由于旋流速度在实际操作中难以测定，只能通由于旋流速度在实际操作中难以测定，只能通过调节曝气量来控制，但气量调节却难以掌握。过调节曝气量来控制，但气量调节却难以掌握。气量过大虽能将砂粒冲洗干净，却会降低细小气量过大虽能将砂粒冲洗干净，却会降低细小砂粒的去除率；过小又无法保证足够的旋流速砂粒的去除率；过小又无法保证足够的旋流速度，起不到曝气沉砂的作用。度，起不到曝气沉砂的作用。考虑到水量是不断变化的，气量却不可能随机考虑到水量是不断变化的，气量却不可能随机调节，实际运行中很难将曝气量始终控制在合调节，实际运行中很难将曝气量始终控制
12、在合适的数值上，往往会存在过度曝气的问题，浪适的数值上，往往会存在过度曝气的问题，浪费能量。费能量。从操作环境看，曝气沉砂池的操作环境较差，从操作环境看，曝气沉砂池的操作环境较差，特别是夏季对空气的污染较大。特别是夏季对空气的污染较大。3.3.3 多尔沉砂池n多尔沉砂池的构造n多尔沉砂池的设计（1）多尔沉砂池的构造n工艺构造见图3-21n由污水入口，整流器，沉砂池，出水溢流堰，刮砂机，排砂坑，洗砂机，有机物回流机，回流管，排砂机组成；n特点n对沉砂进行了清洗，使沉砂中的有机物含量低于10%，达到了清洁沉砂标准多尔沉砂池工艺图)(8.025.02.02maxmQA（2）多尔沉砂池的设计n沉砂池面
13、积n根据要去除的砂粒直径及污水温度确定，可查图3-22；n如：颗粒直径，污水温度20，则所需面积为，约2/103m3dn沉砂池最大设计流速为：；n主要设计参数见表3-8.表3-83.3.4 钟式沉砂池n钟式沉砂池的构造n钟式沉砂池的设计（1）钟式沉砂池的构造n钟式沉砂池工艺图见图3-23n由流入口、沉砂区、砂斗、电机、压缩空气输送管、沉砂提升管及排砂管组成；n利用机械力控制水流的流态与流速，在加速砂粒沉淀的同时，使有机物随水流带走；n调整转盘的转速，可以控制清洗沉砂的效果，使其达到清洁砂标准（2）钟式沉砂池的设计n钟式沉砂池各部分尺寸的代号标于图3-24，查表3-9即可进行设计3.3 思考题与习题n常用的沉砂池共有哪几种，各有什么特点？n平流沉砂池的基本设计参数有哪些？其依据是什么？n在什么情况下应采用曝气沉砂池？n曝气沉砂池的基本设计参数有哪些？n平流沉砂池的计算与设计：n污水处理厂的最大处理量为50000m3/d。
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