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平流式沉淀池的设计
平流式沉淀池主要设计参数为水平流速、沉淀时间、池深、池宽、长宽比、长深比 等,设计有关要点如下:
(1)沉淀出水浊度,当作化学水处理进水水质时应不大于5NTU,当作冷却水水质时 应不大于20NTU。
(2)池数或分格数一般不少于2座。
(3)沉淀时间一般采用1.0~3.0h。当处理低温、低浊度水或高浊度水时,沉淀时间 应适当增长。
(4)沉淀池内平均水平流速一般为10~25mm/s。
(5)有效水深一般为3.0~3.5m,一般为0.3~0.5m。
(6)池的长宽比应不小于4:1,每格宽度或导流墙间距一般采用3~9m,大为15m。
(7)池的长深比应不小于10:1。采用吸泥机排泥时,池底为平坡。
(8)平流式沉淀池进出口形式及布置,对沉淀池出水效果有较大的影响。一般情况 下,当进水端用穿孔墙配水时,穿孔墙在池底积泥面以上0.3~0.5m处至池底部分不设孔 眼,以免冲动沉泥。当沉淀池出口处流速较大时,可考虑在出水槽前增加指形槽的措施, 以降低出口槽堰口的负荷。
(9)防冻可利用冰盖 (适用于斜坡式池子) 或加盖板 (应有人孔、取样孔),有条件 时亦可利用废热防冻。
(10)泄空时间一般不超过6h。
(11)弗劳德数一般控制在1×10~1×10之间。
(12)水平沉淀池内雷诺数一般为4000~15000间,多属紊流。设计时应注意隔墙设 置,以减少水力半径R,以降低雷诺数。
(13)为节约用地,大型水平沉淀池也可叠建于清水池之上,但沉淀池严格 不漏。
(14)平流沉淀池一般采用直流式布置,避免水流转折。但是,为满足沉淀时间和水 平流速的要求,往往池长较长,一般在80~100m之间。当地形条件受限制或处理规模较 小 (如3×10m/d) 以下,也可采用转折布置。
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,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。池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形,水由设在池中心的进水管自上而下进入池内 (管中流速应小于30mm/s),管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升 (对于生活污水一般为0.5~0.7mm/s,沉淀时间采用1~1.5h),悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中,澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣出水水质。池的一边靠池壁设排泥管(直径大于200mm)靠静水压将泥定期排出。竖流式沉淀池的优点是占地面积小,排泥容易,缺点是深度大,施工困难,造。常用于处理水量小于20000m/d的污水处理厂。
水平管沉淀池是接近“哈真”浅层理论的沉淀池,它将沉淀管水平放置,沿水平行流动,悬浮物垂直分离,具有沉淀和分离功能。安装时可将预制的“水平管”模块组装为水平管沉淀池。水平管沉淀分离装置分成若干层,由此增加了沉淀面积,减小了悬浮物的沉降距离,缩短了悬浮物沉淀时间;水平管单元的垂直断面形状为菱形,管底侧向设有排泥狭缝,沉泥顺侧底下滑,再通过排泥狭缝滑入下面的水平管沉淀单元,悬浮物通过水平管及时与水分离,水走水道、泥走泥道,改善了悬浮物可逆沉淀的排泥条件,并避免了悬浮物堵塞管道和跑矾现象的发生。
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”。
异向流斜管沉淀池的水力计算可归纳为如下三种:
2.1分离粒径法:
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
η——有效系数;
μ——颗粒沉降速度,m/s;
Af——斜板水平投影面积之总和,m;
A′f——斜板实际总面积,m;
θ——斜板倾斜角度,(°);
l——斜板斜长,m;
h——斜板安装高度,m;
B——池宽,m;
v——板内流速,m/s;
P——水平板距,m;
N——斜板间隔数;
L——斜板组合全长(相当于池长),m;
h1——积泥高度 (泥斗高度),m;
h2——配水区高度,m;
h3——保护高度,m;
H——沉淀池总高度,m;
t——颗粒沉降需要时间,s;
L′——颗粒沉降需要长度,m。
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流。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;进水和池内水的密度差;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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