作为依靠重力作用进行固液分离的沉淀池,其沉淀物称为泥(与水的密度差相对较小);而以沉淀无机固体为主的装置,通称为沉砂池,其沉淀物主要是砂粒、煤渣等密度较大的无机颗粒。
1 沉淀池的类型
在污水处理中按沉淀池的用途和工艺布置不同,可粗略分为:
(1)初次沉淀池。设置在沉砂池之后,作为化学处理与生物处理的预处理,可降低污水有机负荷。
(2)二次沉淀池。用于化学处理或生物处理后,分离化学沉淀物、活性污泥或生物膜。
(3)污泥浓缩池。设在污泥处理段,用于剩余污泥的浓缩脱水。
按沉淀池内水流方向不同,可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。
另外,还有根据“浅池理论”发展起来的斜板(管)沉淀池。斜板沉淀池又可根据其水流方向分为同向流(水流与污泥方向相同)、异向流(水流与污泥方向相反)、侧向流(水流与污泥方向垂直)三种形式。
2 沉淀池的选用
在选用沉淀池之前,一定要先了解每一种沉淀池的特点和适用情况,然后再结合使用要求和本地的具体情况选择沉淀池,一般可从以下几个方面考虑:
(1)原水的水质、水量,以及出水的要求。
(2)能提供的场地条件。不同类型沉淀池选用时会受到场地条件的限制,有的平面面积较大而池深较小,有的池深较大而平面面积较小。
(3)气候条件。温度较低时,水的黏度大,沉降性能不好;寒冷地区冬季的结冰问题。
(4)运行操作要求。
(5)投入建设经费和运行费用要求。
3 平流式沉淀池3.1 基本构造
平流式沉淀池的构造与理想沉淀池最为相似,为一长方形水池,水在池内水平流动,从一端流入,从另一端流出。平流式沉淀池由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等组成。如图2-4所示为链带式平流式沉淀池。
(1)进水装置。进水装置一般由配水槽和挡流板组成,与絮凝池合建时,常采用穿孔墙。其作用是消能,使水流均匀地分布在整个进水断面上,并尽量减少扰动。挡流板入水深不小于0.25m,一般为0.5~1.0m,高出水面0.15~0.2m,距流入槽0.5~1.0mm。穿孔墙的孔口流速一般不宜大于0.15~0.2m/s,孔洞断面沿水流方向渐次扩大,以减小进水口射流,防止絮凝体破碎。
(2)出水装置。出水装置一般由流出槽与挡板组成,在流出槽上设自由溢流堰、锯齿形堰或孔口出流等。其作用是控制沉淀池内的水面高度,且对池内水流的均匀分布有着直接影响.挡板主要是防止浮渣随水流走。挡板入水深0.3~0.4m,距溢流堰0.25~0.5m.
溢流堰要求严格水平,堰口最大负荷:初次沉淀池不宜大于2.91/(s·m),二次沉淀池不宜大于1.7L/(s·m),混凝沉淀池不宜大于5.8L/(s·m)。如果出水负荷较大,可以增加出水堰长,常用的方法是采用多槽出水。采用孔口出流不需挡板,孔口在水面下12~15cm.
孔口出流流速为0.6~0.7m/s,孔径20~30mm。
链带式平流式沉淀池
1一进水槽;2一进水孔;3一进水挡板;4一出水挡板;5一出水槽;6一排泥管;7一排泥闸门:
8链带;9一可转动的排渣管槽:10一导轨;11一支撑;12一浮渣室;13一浮渣管
(3)沉淀区。进水装置和出水装置之间的区域,用于可沉颗粒与水的分离。有效水深一般为2~4m,每格沉淀池的长宽比不小于4,长深比不小于8,如果采用机械排泥,应考虑排泥设备的跨度。
(4)缓冲层。在沉淀区下面0.5m左右的区域,作用是避免已沉淀污泥被水流搅起以及缓冲冲击负荷。采用重力排泥时缓冲层的高度设为0.5m,机械排泥时缓冲层的上缘高出刮泥板0.3m。
(5)污泥区。位于沉淀池的最底部,其作用是贮存、浓缩和排出污泥。一般在池的前部设有污泥斗,池底有一定坡度坡向的污泥斗,坡度不宜小于0.01,以保证污泥顺底坡流入污泥斗中。为减少池深,也可采用多斗排泥。污泥斗斜壁与水平面的倾角为:方斗60°,圆斗55°。排泥方法一般有静水压力排泥和机械排泥。
静水压力排泥是依靠池内静水压力将污泥通过污泥管排出池外。其排泥装置由排泥管和泥斗组成。静水压力要求为:初沉池不小于1.5m.生物膜法后的二沉池不小于1.2m,生物反应池后的二沉池不小于0.9m,排泥管管径不小于200mm。
目前平流式沉淀池一般都采用机械排泥。机械排泥是利用机械装置,通过排泥泵或虹吸将池底积泥排至池外。机械排泥装置有链带式刮泥机、行车式刮泥机、泵吸式排泥和虹吸式排泥装置等。吸泥机式排泥与行车式刮泥机有点相似,吸泥机安装在一桁架上,吸泥口插人污泥区,整个桁架利用电机和传动机构在沉淀池壁顶的轨道行走,在行进过程中,将沉淀池底部的积泥吸出并排入排泥沟。采用吸泥机可使集泥与排泥同时完成,沉淀池底部不需坡度,也不用设污泥斗。机械排泥装置的行进速度一般为0.3~1.2m/min。
3.2 平流式沉淀池的设计
平流式沉淀池的设计应符合《室外排水设计规范》(GB50014一2006)的要求。平流式沉淀池的设计,主要是确定沉淀区、污泥斗的尺寸,池总深度,进、出口设备及排泥设备等。
沉淀区的计算:在无沉淀试验资料时,可按沉淀时间(t)及出水流速(u)计算。
池底坡度:如采用刮泥机时,纵坡的坡度为0.01~0.02.横坡的坡度为0.05。
为了保证所沉积污泥不被重新卷走,沉淀区以下与污泥区应保持一定的缓冲层高度,如无机械排泥措施时,采用0.5m,如有机械排泥时,缓冲层上缘应高出刮泥板0.3m。
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