平流式沉淀池的設(shè)計(jì)
平流式沉淀池主要設(shè)計(jì)參數(shù)為水平流速、沉淀時(shí)間、池深、池寬、長寬比、長深比 等,設(shè)計(jì)有關(guān)要點(diǎn)如下:
(1)沉淀出水濁度,當(dāng)作化學(xué)水處理進(jìn)水水質(zhì)時(shí)應(yīng)不大于5NTU,當(dāng)作冷卻水水質(zhì)時(shí) 應(yīng)不大于20NTU。
(2)池?cái)?shù)或分格數(shù)一般不少于2座。
(3)沉淀時(shí)間一般采用1.0~3.0h。當(dāng)處理低溫、低濁度水或高濁度水時(shí),沉淀時(shí)間 應(yīng)適當(dāng)增長。
(4)沉淀池內(nèi)平均水平流速一般為10~25mm/s。
(5)有效水深一般為3.0~3.5m,一般為0.3~0.5m。
(6)池的長寬比應(yīng)不小于4:1,每格寬度或?qū)Я鲏﹂g距一般采用3~9m,大為15m。
(7)池的長深比應(yīng)不小于10:1。采用吸泥機(jī)排泥時(shí),池底為平坡。
(8)平流式沉淀池進(jìn)出口形式及布置,對沉淀池出水效果有較大的影響。一般情況 下,當(dāng)進(jìn)水端用穿孔墻配水時(shí),穿孔墻在池底積泥面以上0.3~0.5m處至池底部分不設(shè)孔 眼,以免沖動(dòng)沉泥。當(dāng)沉淀池出口處流速較大時(shí),可考慮在出水槽前增加指形槽的措施, 以降低出口槽堰口的負(fù)荷。
(9)防凍可利用冰蓋 (適用于斜坡式池子) 或加蓋板 (應(yīng)有人孔、取樣孔),有條件 時(shí)亦可利用廢熱防凍。
(10)泄空時(shí)間一般不超過6h。
(11)弗勞德數(shù)一般控制在1×10~1×10之間。
(12)水平沉淀池內(nèi)雷諾數(shù)一般為4000~15000間,多屬紊流。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意隔墻設(shè) 置,以減少水力半徑R,以降低雷諾數(shù)。
(13)為節(jié)約用地,大型水平沉淀池也可疊建于清水池之上,但沉淀池嚴(yán)格 不漏。
(14)平流沉淀池一般采用直流式布置,避免水流轉(zhuǎn)折。但是,為滿足沉淀時(shí)間和水 平流速的要求,往往池長較長,一般在80~100m之間。當(dāng)?shù)匦螚l件受限制或處理規(guī)模較 小 (如3×10m/d) 以下,也可采用轉(zhuǎn)折布置。
配備不停水自動(dòng)沖洗系統(tǒng),解決在水平管壁面上的沉泥附著積累問題。平面形式為矩形的沉淀池,水從 池的一端流入,沿長度方向緩慢流動(dòng), 借助水中顆?;蛐躞w的重力沉降作用 以去除水中懸浮物,水從另一端流出。 分進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、儲泥區(qū)和緩 沖區(qū)五部分。進(jìn)水區(qū)設(shè)均勻分布的進(jìn) 水孔口,出水區(qū)采用溢流堰以澄清 水沿整個(gè)斷面均勻流出。平流式沉淀 池的設(shè)計(jì)應(yīng)使進(jìn)、出水均勻,池內(nèi)水流 穩(wěn)定,提高水池的有效容積,同時(shí)減少 紊動(dòng)影響,以有利于提高沉淀效率。
平流式沉淀池沉淀效果,除受反應(yīng)效果的 影響外,與池中水平流速、沉淀時(shí)間、原 水凝聚顆粒的沉降速度、進(jìn)出口布置形 式及排泥效果等因素有關(guān)。一般流速 不大于0.005m/s,停留時(shí)間2h,水流部 分的有效水深不超過3m,池的長寬比 不小于4。沉淀池的出水裝置常采用三 角堰、孔眼和溢流堰等,一般出水堰做 成由直角三角堰構(gòu)成的鋸齒形堰口,齒 深常用5cm,齒距用20cm左右。如沉 淀池容積不大,底部也可做成許多污泥 斗,泥斗的斜壁與水平面的傾角,方斗 宜為60°,圓斗宜為55°。平流式沉淀池 的優(yōu)點(diǎn)有造價(jià)較低;操作管理方便,施 工簡單;對原水濁度適應(yīng)性強(qiáng),潛力大, 處理效果穩(wěn)定;帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí), 排泥效果好,應(yīng)用廣泛等。缺點(diǎn)是占地 面積較大。一般用于處理水量大于 15000m/d的污水處理廠。
沉淀池池體平面為矩形,進(jìn)口設(shè)在池長的一端,一般采用淹沒進(jìn)水孔,水由進(jìn)水渠通過均勻分布的進(jìn)水孔流入池體,進(jìn)水孔后設(shè)有擋板,使水流均勻地分布在整個(gè)池寬的橫斷面。沉淀池的出口設(shè)在池長的另一端,多采用溢流堰,以沉淀后的澄清水可沿池寬均勻地流入出水渠。堰前設(shè)浮渣槽和擋板以截留水面浮渣。水流部分是池的主體。池寬和池深要水流沿池的過水?dāng)嗝娌妓鶆?,依設(shè)計(jì)流速緩慢而穩(wěn)定地流過。池的長寬比一般不小于4,池的有效水深一般不超過3米。污泥斗用來積聚沉淀下來的污泥,多設(shè)在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。
為避免短流,一是在設(shè)計(jì)中盡量采取一些措施(如采用適宜的進(jìn)水分配裝置,以消除進(jìn)口射流,使水流均勻分布在沉淀池的過水?dāng)嗝嫔希档臀闪鞑⒎乐刮勰鄥^(qū)附近的流速過大,采用指形出水槽以延長出流堰的長度;沉淀池加蓋或設(shè)置隔墻,以降低池水受風(fēng)力和光照升溫的影響;高濃度水經(jīng)過預(yù)沉,以減少進(jìn)水懸浮固體濃度高產(chǎn)生的異重流等);二是加強(qiáng)運(yùn)行管理,在沉淀池投產(chǎn)前應(yīng)嚴(yán)格檢查出水堰是否平直,發(fā)現(xiàn)問題,要及時(shí)修理。在運(yùn)行中,浮渣可能堵塞部分溢流堰口,致使整個(gè)出流堰的單位長度溢流量不等而產(chǎn)生水流抽吸,操作人員應(yīng)及時(shí)清理堰口上的浮渣;用塑料加工的鋸齒形三角堰因時(shí)間關(guān)系,可能發(fā)生變形,管理人員應(yīng)及時(shí)維修或更換,以出流均勻,減少短流。通過采取上述措施,可使沉淀池的短流現(xiàn)象降低到小限度。
按照沉淀不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關(guān)系為:usc=us,s為一常數(shù)。S值被稱為斜管的特性參數(shù),雖斷面形狀而定。
考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素,假設(shè)顆粒的沉速以等加速改變,并設(shè)起始沉速為零。結(jié)合考慮管內(nèi)的流速分部,則斜管長度為顆粒沉速變化的加速度,即上訴三種方法,各有不足之處,在還沒有更完善的斜管沉淀池計(jì)算方法之前,認(rèn)為分離粒徑可作為斜管沉淀計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)。斜管沉淀池的流態(tài)設(shè)計(jì)