废水处理工程35节培训方案研究.pptx

1第三节第三节 理想沉淀池理想沉淀池理想沉淀池的假定条件理想沉淀池的假定条件：进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各进水断面上各点流速均相同；进水断面上各点流速均相同；悬浮物在沉淀过程中以等速下沉；悬浮物在沉淀过程中以等速下沉；悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度，悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度，水流是稳定的。水流是稳定的。悬浮物落到池底污泥区悬浮物落到池底污泥区，不再上浮，即被除去。，不再上浮，即被除去。2 在沉淀区的每个颗粒一面下沉，一面随水流水平运动，在沉淀区的每个颗粒一面下沉，一面随水流水平运动，其轨迹是向下倾斜的直线。其轨迹是向下倾斜的直线。沉速大于沉速大于u u0 0的颗粒可全部除去；沉速的颗粒可全部除去；沉速uu0 0的颗粒因处于的颗粒因处于水面以下，也可以除去一部分。水面以下，也可以除去一部分。例如：例如：沉速为沉速为u u的颗粒被的颗粒被除去率为除去率为h/Hh/H或或u/uu/u0 0。理想平流式沉淀池式意图理想平流式沉淀池式意图 宽度宽度(B)(B)高H/长度(L)3 设：处理设：处理水量水量Q Q(m(m3 3/s)/s)水平流水平流速度速度v v(m/s)(m/s)沉淀池沉淀池宽度宽度B B(m)(m)，长度长度L L(m)(m)，高度高度H H(m)(m)水面面积水面面积A A(m(m2 2)：A=BLA=BL 沉淀池容积沉淀池容积V V(m(m3 3)：V=BLHV=BLH 故：颗粒在沉淀池内的故：颗粒在沉淀池内的沉淀时间沉淀时间t t为：为：t=L/v=H/ut=L/v=H/u0 0 V=Qt=HBL V=Qt=HBL Q=V/t=HBL/t=Au Q=V/t=HBL/t=Au0 0 有：有：u u0 0=Q/A=q=Q/A=q0 04 u u0 0=Q/A=q=Q/A=q0 0 Q/AQ/A的的物物理理意意义义是是：在在单单位位时时间间内内通通过过沉沉淀淀池池单单位位面面积积的的流流量量，称称为为表表面面负负荷荷或或过过流流率率，用用q q0 0表表示示。表表面面负负荷荷的的量量纲纲m m3 3/(m/(m2 2s)s)或或m m3 3/(m/(m2 2h)h)。表表面负荷面负荷q q0 0的数值等于颗粒沉速的数值等于颗粒沉速u u0 0(m/s)(m/s)。5结论：结论：若沉速若沉速u u0 0确定（由停留时间和水深确定）后，确定（由停留时间和水深确定）后，则沉淀池的表面负荷则沉淀池的表面负荷q q0 0值同时被确定。值同时被确定。由由于于u u0 0=q=q0 0=Q/A=Q/A，表表明明沉沉淀淀效效率率取取决决于于颗颗粒粒沉沉速或表面负荷，与池深和停留时间无关。速或表面负荷，与池深和停留时间无关。通通过过静静止止沉沉淀淀试试验验，根根据据要要求求达达到到的的沉沉淀淀总总效效率率，求求出出颗颗粒粒沉沉速速后后，也也就就确确定定了了沉沉淀淀池池的的表表面负荷面负荷(过流率过流率)。6 主要是主要是由于池进口及出口构造的局限，由于池进口及出口构造的局限，使水流在使水流在整个断面上分布不均匀，整个池子的有效容积未能得到充整个断面上分布不均匀，整个池子的有效容积未能得到充分利用，一些沉淀池还分利用，一些沉淀池还存在死水区存在死水区，因此，因此，废水在沉淀池废水在沉淀池中实际停留的时间要比理论停留时间短。中实际停留的时间要比理论停留时间短。由于由于紊流的影响紊流的影响，悬浮颗粒的实际沉速比理想沉，悬浮颗粒的实际沉速比理想沉速小。速小。实际沉速还受实际沉速还受水温，风吹水温，风吹等因素的影响。等因素的影响。实际沉淀池与理想沉淀池实际沉淀池与理想沉淀池是有区别的。是有区别的。7实际应用：实际应用：由由于于实实际际沉沉淀淀池池受受各各种种因因素素的的影影响响，采采用用沉沉淀淀试验数据试验数据时，应考虑相应的时，应考虑相应的放大系数放大系数。9工作方式：工作方式：间歇式和连续式。间歇式和连续式。特点及适用条件：特点及适用条件：平流式沉淀池平流式沉淀池 竖流式沉淀池竖流式沉淀池 辐流式沉淀池辐流式沉淀池 10一、平流式沉淀池一、平流式沉淀池 平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一端流处，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长端流处，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长方形，可以是单个或多个串联。方形，可以是单个或多个串联。11 平平流流式式沉沉淀淀池池有有进进水水区区、沉沉淀淀区区、出出水水区区和和污泥区四部分组成。污泥区四部分组成。1 1、进水区、进水区 进进水水区区的的作作用用是是使使水水流流均均匀匀分分布布在在整整个个断断面面上，尽可能减少扰动。上，尽可能减少扰动。入口流速小于入口流速小于25mm/s25mm/s。为为了了保保证证不不冲冲刷刷已已有有的的底底部部沉沉积积物物，水水的的流流入点应高出污泥层面入点应高出污泥层面0.5m0.5m以上。以上。水水流流入入沉沉淀淀池池后后应应尽尽快快消消能能，防防止止在在池池内内形形成短流或股流。成短流或股流。设置整流装置。设置整流装置。12 沉淀池进口整流沉淀池进口整流多采用穿孔槽外加挡板（或穿多采用穿孔槽外加挡板（或穿孔墙）的方法，沉淀池进水口布置形式如图示：孔墙）的方法，沉淀池进水口布置形式如图示：132 2沉淀区沉淀区要要降降低低沉沉淀淀池池中中水水流流的的ReRe数数和和提提高高水水流流的的FrFr数数，必必须须设设法法减减少少水水力力半半径径，采采用用导导流流墙墙，对对平平流流式式沉沉淀淀池池进进行行纵纵向向分分格格等等，均均可可减减小小水水力力半半径径，改改善水流条件。善水流条件。沉沉淀淀区区的的高高度度（有有效效水水深深H H）与与其其前前后后有有关关处理构筑物的高程布置有关，一般约处理构筑物的高程布置有关，一般约3-4m3-4m。沉沉淀淀区区的的长长、宽宽、深深之之间间相相互互关关联联，应应综综合考虑，还应合考虑，还应核算表面负荷。核算表面负荷。一一般般，L/BL/B4 4，L/HL/H1010，每每格格宽宽度度3-8m3-8m，不宜大于不宜大于15m15m。143 3出水区出水区 沉沉淀淀后后出出水水应应尽尽量量在在出出水水区区均均匀匀流流出出。沉沉淀淀池常见出水口布置形式。池常见出水口布置形式。15 出流堰是沉淀效果好坏的重要条件，它不仅出流堰是沉淀效果好坏的重要条件，它不仅控制池内水面的高程，而且对池内水流的均匀分控制池内水面的高程，而且对池内水流的均匀分布影响极大。布影响极大。应应防防止止池池内内水水流流产产生生偏偏流流现现象象。尽尽可可能能减减少少单单位位堰堰长长的的过过流流量量，因因此此堰堰的的施施工工必必须须精精心心，尽量做的水平。尽量做的水平。164 4污泥区（积泥区和排泥区）污泥区（积泥区和排泥区）及及时时排排出出沉沉于于池池底底的的污污泥泥是是使使沉沉淀淀池池工工作作正常，保证出水水质的一项重要措施。正常，保证出水水质的一项重要措施。沉沉淀淀池池排排泥泥方方式式有有斗斗形形底底排排泥泥、穿穿孔孔管管排排泥泥及及机机械械排排泥泥。目目前前基基本本都都采采用用机机械械排排泥泥，不不需留存泥区，池底水平，略带坡度以便放空。需留存泥区，池底水平，略带坡度以便放空。17排泥方式：排泥方式：（1 1）刮泥：设置刮泥机（车），池底设计）刮泥：设置刮泥机（车），池底设计坡度坡度0.01-0.020.01-0.02。（2 2）污泥泵污泥泵排泥；排泥；（3 3）静水压力排泥（静水压力）静水压力排泥（静水压力1.5-2.0m1.5-2.0m水水头，排泥管径不小于头，排泥管径不小于200mm200mm）。）。（4 4）如设有多个泥斗时，则无需刮泥装置，）如设有多个泥斗时，则无需刮泥装置，每个泥斗设独立的排泥管及排泥阀。每个泥斗设独立的排泥管及排泥阀。185 5、缓冲区、缓冲区 污泥区和清水区之间应有一个缓冲区，污泥区和清水区之间应有一个缓冲区，其深度可取其深度可取0.3-0.5m0.3-0.5m，以减轻水流对存泥的，以减轻水流对存泥的搅动，也为存泥留有余地。搅动，也为存泥留有余地。19沉淀池设计的一般原则沉淀池设计的一般原则 1 1、设计流量、设计流量 2 2、池数、池数 3 3、沉淀池设计经验参数、沉淀池设计经验参数 （见下页）（见下页）20若无沉淀数据可选取手册设计参数。若无沉淀数据可选取手册设计参数。21平流式沉淀池的几何尺寸计算平流式沉淀池的几何尺寸计算 （1 1）沉沉淀淀区区的的长长度度L L取取决决于于水水平平流流速速v v和和停停留时间留时间T T，即，即L=v*TL=v*T （2 2）沉沉淀淀池池的的宽宽度度决决定定物物流流量量Q Q，池池深深H H和水平流速和水平流速v v，即，即B=Q/H*vB=Q/H*v （3 3）沉沉淀淀区区的的长长宽宽深深之之间间的的相相互互关关系系，应应综综合合研研究究决决定定，并并核核算算表表面面负负荷荷率率,核核算算L/B4L/B4，L/H10L/H10。22 （4 4）有有效效水水深深3-4m3-4m，超超高高大大于于0.3m0.3m，缓缓冲冲层层高度高度0.3-0.5m0.3-0.5m。（5 5）进水挡板）进水挡板 ：（书（书P32P32）（6 6）出水挡板）出水挡板 ：（书（书P33P33）（7 7）污泥斗的倾角）污泥斗的倾角4545-6060 。（8 8）放大系数放大系数：根据试验数据进行放大。：根据试验数据进行放大。负荷缩小负荷缩小1.51.5倍倍 HRTHRT增大增大1.751.75倍倍23 进水区 沉淀区 出水区保护高度 沉淀高度 坡度污泥斗高度（污泥斗底部尺寸）平流式沉淀池设计草图平流式沉淀池设计草图24二、竖流沉淀池二、竖流沉淀池 竖竖流流沉沉淀淀池池水水流流方方向向与与颗颗粒粒沉沉淀淀方方向向相反，其截流速度与水流上升速度相等。相反，其截流速度与水流上升速度相等。25竖流沉淀池特点竖流沉淀池特点 竖竖流流沉沉淀淀池池水水流流方方向向与与颗颗粒粒沉沉淀淀方方向向相相反反，其其截截流流速速度度与水流上升速度相等。与水流上升速度相等。（1 1）当当颗颗粒粒发发生生自自由由沉沉淀淀时时，其其沉沉淀淀效效果果比比平平流流式式沉沉淀淀池中低得多。池中低得多。（2 2）当当颗颗粒粒具具有有絮絮凝凝性性时时，则则上上升升的的小小颗颗粒粒和和下下沉沉的的大大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉速加快。（3 3）沉沉速速等等于于水水流流上上升升速速度度的的颗颗粒粒将将在在池池中中形形成成一一悬悬浮浮层层，对对上上升升的的小小颗颗粒粒起起拦拦截截和和过过滤滤作作用用，因因而而沉沉降降效效率率比比平平流沉淀池高。流沉淀池高。26结构：结构：竖流式沉淀池多为圆竖流式沉淀池多为圆形，直径介于形，直径介于4-7m4-7m之间。沉之间。沉淀池的上部为圆筒形的沉淀淀池的上部为圆筒形的沉淀区，下部为截头圆锥状的污区，下部为截头圆锥状的污泥区，中间为缓冲层。泥区，中间为缓冲层。27沉淀池的设计：沉淀池的设计：（1 1）沉淀时间）沉淀时间t=1.5-2.5ht=1.5-2.5h；（2 2）表面负荷表面负荷q q0 0=1.0-1.5m=1.0-1.5m3 3/m/m2 2.h.h；对应对应u u0 0=q=q0 0（参数选取）（参数选取）（3 3）有效水深有效水深H=qH=q0 0t t；池径池径D D与有效水深（与有效水深（H H）的比值不超过）的比值不超过3 3：1 1。（4 4）池径）池径D D（4-7m4-7m）（5 5）中心管设计中心管设计 竖流沉淀池中心管内流速对悬浮物的去除有很大影竖流沉淀池中心管内流速对悬浮物的去除有很大影响。响。（中心管中心管设计参数）设计参数）28中心管设计方法中心管设计方法 中心管沉速小于中心管沉速小于30mm/s30mm/s。29 （6 6）缓冲层）缓冲层:反射板底距污泥表面反射板底距污泥表面为缓冲层为缓冲层,高度为高度为0.3-0.5m 0.3-0.5m。（7 7）污泥斗：）污泥斗：贮泥斗贮泥斗倾角为倾角为4545-6060，可采用，可采用静压排泥或污泥泵排泥静压排泥或污泥泵排泥。（8 8）集水槽集水槽多采用平顶堰或三角多采用平顶堰或三角形锯齿堰，堰口最大负荷为形锯齿堰，堰口最大负荷为1.5L/m1.5L/ms s。当池的直径大于。当池的直径大于7m7m时，时，为集水均匀，还可设置辐射式集水槽。为集水均匀，还可设置辐射式集水槽。30三辐流式沉淀池三辐流式沉淀池 辐流式沉淀池是直径较大（辐流式沉淀池是直径较大（20-30m20-30m）的圆）的圆池，最大直径可达池，最大直径可达100m100m。中心深度为。中心深度为2.5-5.0m2.5-5.0m，周边深度为，周边深度为1.5-3.0m1.5-3.0m。31辐流式沉淀池辐流式沉淀池 结构结构32中心进水周边进水进水方式进水方式33 排泥方式：排泥方式：辐流式沉淀池大多数采用机械刮泥，将污辐流式沉淀池大多数采用机械刮泥，将污泥收集到中心泥斗，通过静压力或污泥泵排泥收集到中心泥斗，通过静压力或污泥泵排出，出，刮泥机一般每小时转刮泥机一般每小时转2-42-4周周。34主要设计参数：主要设计参数：1 1、有效水深、有效水深H H不大于不大于4m4m；2 2、池直径、池直径D D不宜小于不宜小于16m16m，D/H=6-12D/H=6-12。3 3、沉淀时间、沉淀时间 初沉池初沉池1-2h1-2h 二沉池二沉池1.5-2.5h1.5-2.5h 4 4、表面负荷、表面负荷q q0 0=1.5-3.0 m=1.5-3.0 m3 3/m/m2 2.h.h；5 5、池底坡度为、池底坡度为0.05-0.100.05-0.10；中心泥斗坡度中心泥斗坡度0.12-0.160.12-0.16。四、斜板四、斜板(管管)沉淀池沉淀池进水区分离区出水区污泥区缓冲区清水区结构特点：结构特点：（1 1）斜斜板板（管管）倾倾角角多多采采用用6060，斜斜板板（管管）长长一一般般在在1.0-1.2m1.0-1.2m左左右右，板板间间距距一一般般不不小小于于50mm50mm。斜管管径。斜管管径25-35mm25-35mm。（2 2）斜板材料：斜板材料：大多采用聚氯乙烯平板或大多采用聚氯乙烯平板或波纹板；波纹板；斜管斜管多为塑料片、波形石棉板、波形玻多为塑料片、波形石棉板、波形玻璃钢板粘合而成的蜂窝状管，断面有正六边形、璃钢板粘合而成的蜂窝状管，断面有正六边形、圆形、椭圆形等，常制成圆形、椭圆形等，常制成组装件组装件，便于安装。，便于安装。（3 3）斜板沉淀池的结构形式：）斜板沉淀池的结构形式：包括：包括：异向流、同向流及横向流。异向流、同向流及横向流。（4 4）进水方式：进水方式：大多采用异向流。大多采用异向流。（5 5）斜斜板板（管管）上上部部清清水水区区为为0.7-1.0m0.7-1.0m，斜斜板板（管管）下下部部为为配配水水区区大大于于1.5m1.5m（目目的的：布布水水均均匀），布水区下部为匀），布水区下部为污泥区污泥区。（6 6）出水方式：出水方式：采用穿采用穿孔集水管集水孔集水管集水。（7 7）排泥方式：排泥方式：采用多斗排泥采用多斗排泥。斜板（管）沉淀池的优点：斜板（管）沉淀池的优点：（1 1）水力条件好。）水力条件好。水流雷诺数可降至水流雷诺数可降至200200以下，以下，弗罗德数可达弗罗德数可达1010-3-3-10-10-4-4数量级。数量级。（2 2）处理能力比一般沉淀池大得多，）处理能力比一般沉淀池大得多，表面负荷通常表面负荷通常9-11m9-11m3 3/m/m2 2.h.h（设计负荷）（设计负荷）。（3 3）处理效率高。）处理效率高。40第五节第五节 沉砂池沉砂池 （1 1）沉沉砂砂池池的的功功能能：从从废废水水中中分分离离比比重重较较大大的的无机颗粒，如砂粒，炉灰渣、煤渣等。无机颗粒，如砂粒，炉灰渣、煤渣等。（2 2）沉砂池位置沉砂池位置：设在泵站及沉淀池之前。：设在泵站及沉淀池之前。（3 3）沉砂池作用沉砂池作用：A A、保护水泵及管道免受磨损；保护水泵及管道免受磨损；B B、使使沉沉淀淀池池中中的的污污泥泥具具有有良良好好的的流流动动性性，能防止排放与输送管道堵塞；能防止排放与输送管道堵塞；C C、使使无无机机颗颗粒粒和和有有机机颗颗粒粒分分离离，便便于于分分别别处理和处置。处理和处置。41（4 4）沉砂池的形式：）沉砂池的形式：A A、平流式沉砂池、平流式沉砂池 B B、竖流式沉砂池、竖流式沉砂池 C C、曝气沉砂池、曝气沉砂池42一平流式沉砂池一平流式沉砂池 平流式沉砂池是最常用的一种沉淀池，它的截平流式沉砂池是最常用的一种沉淀池，它的截流效果好，工作稳定，构造简单，而且易于排除泥流效果好，工作稳定，构造简单，而且易于排除泥砂。砂。43结构特点：结构特点：平流式沉砂池的水流部分，实际上是平流式沉砂池的水流部分，实际上是一个一个加加深加宽的明渠深加宽的明渠，两端设有闸板，以控制水流。，两端设有闸板，以控制水流。在池底部设在池底部设1-21-2个贮砂斗，下设排砂管。开启个贮砂斗，下设排砂管。开启贮砂斗的闸阀，即能将沉砂排出。还可利用射流贮砂斗的闸阀，即能将沉砂排出。还可利用射流泵和螺旋泵排除泥砂，或利用高地或将沉砂池筑泵和螺旋泵排除泥砂，或利用高地或将沉砂池筑于高地，也利于排砂。于高地，也利于排砂。44二曝气沉砂池二曝气沉砂池（一）工作特点一）工作特点 普通沉砂池的一大普通沉砂池的一大缺点缺点是其是其截流的沉砂中夹截流的沉砂中夹杂一些有机物杂一些有机物。对被有机物包覆的砂砾的截流效。对被有机物包覆的砂砾的截流效果不高，而且沉渣容易腐败发臭，难以处置。果不高，而且沉渣容易腐败发臭，难以处置。曝气沉砂池能够克服上述缺点。曝气沉砂池能够克服上述缺点。沉砂中有机沉砂中有机物的含量低于物的含量低于5%5%，一般长期存放不腐败。，一般长期存放不腐败。4546 曝气的作用：曝气的作用：水水力力旋旋流流使使砂砂粒粒与与有有机机物物分分离离，沉沉渣渣不不易易腐败；腐败；气浮油脂并吹脱挥发性物质；气浮油脂并吹脱挥发性物质；预预曝曝气气充充氧氧、氧氧化化部部分分有有机机物物，防防止止污污水水厌氧分解（脱臭）。厌氧分解（脱臭）。曝气沉砂池的设计曝气沉砂池的设计47思考题：思考题：1 1、自自由由沉沉降降、絮絮凝凝沉沉降降、拥拥挤挤沉沉降降与与压压缩缩沉沉降降各各有有何何特特点点？说说明明它它们们的的内内在在联联系与区别，各适用在哪些场合？系与区别，各适用在哪些场合？2 2、平平流流式式沉沉淀淀池池与与竖竖流流式式沉沉淀淀池池的的工工作原理有什么区别？作原理有什么区别？48 1、已已知知某某工工厂厂排排放放的的废废水水量量Q=6000 Q=6000 m m3 3/d/d，时时变变化化系系数数1.51.5，废废水水中中悬悬浮浮固固体体含含量量SS=300mg/LSS=300mg/L，要要求求经经过过初初沉沉后后处处理理出出水水中中的的SSSS为为80mg/L80mg/L，据据沉沉淀淀试试验验可可知知,沉沉淀淀时时间间为为6060min,最最小小沉沉速速为为1.8 1.8 m/h,m/h,试试设设计计一一座座平平流流式沉淀池，试确定其基本尺寸，并画出草图式沉淀池，试确定其基本尺寸，并画出草图。课后作业课后作业49 2 2、若若造造纸纸废废水水设设计计流流量量 Q=1000mQ=1000m3 3/d/d，由由试试验验确确定定设设计计上上升升流流速速为为0.7mm/s0.7mm/s，沉沉淀淀时时间间为为1.5h1.5h，拟拟设设计计一一竖竖流流式式沉沉淀淀池池，试试确定其基本尺寸，并画出草图。确定其基本尺寸，并画出草图。