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沉淀池

(图)沉淀池
沉淀池
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多,按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。 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:-d*tgθ式中a为颗粒沉速变化的加速度,即a=du/dt上诉三种方法,各有不足之处。

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分类概述

(图)斜板沉淀池
斜板沉淀池
平流式沉淀池
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由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造,也可用砖石圬工结构,或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单,沉淀效果好,工作性能稳定,使用广泛,但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除,可提高沉淀池工作效率。 www.shuhuabaike.com

竖流式沉淀池
池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中,进水的出口下设伞形挡板,使废水在池中均匀分布,然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中,澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板,保证出水水质。这种池占地面积小,但深度大,池底为锥形,施工较困难。 www.18art.com

辐流式沉淀池
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

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新型沉淀池
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。 www.18art.com

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。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

沉淀原理

(图)沉淀池
废水沉淀池
沉淀池池体平面为矩形,进口设在池长的一端,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。沉淀池的出口设在池长的另一端,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。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和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。池的长宽比一般不小于4,池的有效水深一般不超过3米。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。
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为避免短流,一是在设计中尽量采取一些措施(如采用适宜的进水分配装置,以消除进口射流,使水流均匀分布在沉淀池的过水断面上,降低紊流并防止污泥区附近的流速过大,采用指形出水槽以延长出流堰的长度;沉淀池加盖或设置隔墙,以降低池水受风力和光照升温的影响;高浓度水经过预沉,以减少进水悬浮固体浓度高产生的异重流等);二是加强运行管理,在沉淀池投产前应严格检查出水堰是否平直,发现问题,要及时修理。在运行中,浮渣可能堵塞部分溢流堰口,致使整个出流堰的单位长度溢流量不等而产生水流抽吸,操作人员应及时清理堰口上的浮渣;用塑料加工的锯齿形三角堰因时间关系,可能发生变形,管理人员应及时维修或更换,以保证出流均匀,减少短流。通过采取上述措施,可使沉淀池的短流现象降低到最小限度。

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对于已经在斜板和斜管上生长的藻类,可用高压力水冲洗,往往一经冲洗即可去除附着的藻类。活性污泥处理系统的二次沉淀池是该系统的重要组成部分。二次沉淀池的运转是否正常,直接关系到处理系统的出水水质和回流污泥的浓度,对整个系统的净化效果产生重大影响。二次沉淀池运行管理较为复杂,其运行过程中常见问题及防止措施参见“活性污泥法处理系统的运行管理”。 #3$$#%%%%%%%6$

作用

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物,多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池,沉淀的污泥无机称为较多,污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池,多为有机污泥,污泥含水率较高。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

技术参数

(图)高效沉淀池
高效沉淀池
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斜管onclick=“g(沉淀池);”>沉淀池设计原理了创造理想的层流条件,提高去除率,需要控制雷偌数Re=,斜管由于湿周p长,故Re可控制在200以下。远小于层流界限500。又从佛劳德数Fr=可知,由于P长,W小,Fr数可达10-3-10-4。 www.shuhuabaike.com

异向流斜管onclick=g(沉淀池>沉淀池的水力计算可归纳为如下三种: www.18art.com

2.1分离粒径法:

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可分离颗粒的粒径dp可表示为: #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

若用可分离颗粒沉速us来表示,则: #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

式中:Q—onclick=g(沉淀池)>沉淀池流量 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

A—斜管区水面面积
Af—斜管总投影面积
K—颗粒粒径与沉速的变换系数
V—斜管中的水流速度
L—颗粒沉降需要的长度
d—斜管的垂直高度
 θ—斜管倾角 www.shuhuabaike.com

2.2 特性系数法

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按照沉淀最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。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

加速沉淀法

(图)平流沉淀池
平流沉淀池
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
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对斜管沉淀池进行设计需要以下参数:

截留速度
斜管沉淀池在布置方面的差别,将影响设计截留速度值的取用。一般规模较大的斜管沉淀池,由于其进水分配和出水收集不容易保证均匀。而设计时宜选用指标低于规模较小的斜管沉淀池。在异向流斜管沉淀池设计中,截留速度一般为0.15-0.40mm/s。 www.18art.com

管径与管距
国内异向流斜管沉淀池的断面几乎采用正六角行,一般用内切直径作为管径用于给水处理的异向流斜管沉淀池的管径为25-35mm。

斜管长度
斜管长度一般不宜小于50cm,斜管的长度取决于斜管的加工和沉淀池的池深。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

倾角
异向流倾角需要保持45-600

上升流速或表面符合率
异向流流速8.3-14mm/s。

雷偌数(Re)
一般平流式沉淀池中的雷偌数(Re)常在104上,而水流属于紊流。斜管沉淀池则由于湿周增加,水力半径降低,而雷偌数(Re)明显减少,以致完全有条件控制在层流条件下(Re数小于500)。
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佛劳德数
在平流式沉淀池中,Fr值大致为10-5的数量级。斜管沉淀池由于水力半径减少和水流速度提高的提高,Fr数一般在10-3-10-4 的范围内,因而水流稳定性明显增加。 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

使用管理
(图)柳钢旋流沉淀池
柳钢旋流沉淀池
沉淀池运行管理的基本要求是保证各项设备安全完好,及时调控各项运行控制参数,保证出水水质达到规定的指标。为此,应着重作好以下几方面工作。 www.18art.com

(一)避免短流
进入沉淀池的水流,在池中停留的时间通常并不相同,一部分水的停留时间小于设计停留时间,很快流出池外;另一部分则停留时间大于设计停留时间,这种停留时间不相同的现象叫短硫。短流使一部分水的停留时间缩短,得不到充分沉淀,降低了沉淀效率;另一部分水的停留时间可能很长,甚至出现水流基本停滞不动的死水区,减少了沉淀池的有效容积。总之短流是影响沉淀池出水水质的主要原因之一。形成短流现象的原因很多,如进入沉淀池的流速过高;出水堰的单位堰长流量过大;沉淀池进水区和出水区距离过近;沉淀池水面受大风影响;池水受到阳光照射引起水温的变化;进入和池内水的密度差;以及沉淀池内存在的柱子、导流壁和刮泥设施等,均可形成短流形象。

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(二)正确投加混凝剂
当沉淀池用于混凝工艺的液固分离时,正确投加混凝剂是沉淀池运行管理的关键之一。要做到正确投加混凝剂,必须掌握进水质和水量的变化。以饮用水净化为例,一般要求2-4小时测定一次原水的浊度、pH值、水温、碱度。在水质频繁季节,要求1-2小时进行一次测定,以了解进水泵房开停状况,根据水质水量的变化及时调整投药量。特别要防止断药事故的发生,因为即使短时期停止加药了也会导致出水水质的恶化。

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(三)及时排泥
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,当排泥不彻底时应停池(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。

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(四)防止藻类滋生
在给水处理中的沉淀池,当原水藻类含量较高时,会导致藻类在池中滋生,尤其是在气温较高的地区,沉淀池中加装斜管时,这种现象可能更为突出。藻类滋生虽不会严重影响沉淀池的运转,但对出水的水质不利。防止措施是:在原水中加氯,以抑止藻类生长。采用三氯化铁混凝剂亦对藻类有抑制作用。 www.shuhuabaike.com
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参考资料

[1] 中华环保技术网 http://www.cn65.com/Article/ShowInfo.asp?InfoID=5324 #$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$%

[2] 太原建材网 http://www.sxjcw.com.cn/news/show_30058.html www.18art.com

[3] 慧聪网 http://info.water.hc360.com/2008/09/031416115440.shtml www.18art.com

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