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沉砂池在污水处理中的作用及类型

2019-01-15 10:44:19 来源:网络 评论:0 点击:

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除,则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网,干扰甚至破坏生化处理工艺过程。

一、适用对象

沉砂池去除污水中泥砂等粗大颗粒。主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

二、沉砂池在污水处理中的作用

池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小,但其作用却不可忽视。若取消沉砂池,大量砂粒将进入后续各处理单元,给污水厂的正常运行带来诸多隐患:

1、砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损,缩短使用寿命。

2、排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞,进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。

3、对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS 等) 或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,大量砂粒将直接进入生化池沉积,导致生化池有效容积的减少,同时还会对曝气器产生不利影响。

4、砂粒进入污泥消化池中,将减少有效容积,缩短清理周期。

5、污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损,缩短更换周期,同时会影响絮凝效果,降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。

三、沉砂池一般规定

1、城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。

2、沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。

3、污水流量应按分期建设考虑;当污水自留入厂时,按每期最大设计流量计算;用污水泵提升入场时,按每期工作泵的最大组合流量计算;在合流制处理系统中,按降雨时的设计流量计算。

4、沉砂池个数或分格数不应少于2个(格),并按并联系列设计。

5、城市污水的沉砂量按(15-30)/(106m3/m3)计算,其含水率为60%,容重为1500kg/m3,合流制污水按实际情况确定。

6、砂斗容积按2日的沉砂量计算,斗壁与水平面夹角不小于55°。

7、一般应采用机械除砂,并设置贮砂池。排砂管直径不应小于20mm。

8、重力排砂时,沉砂池与贮砂池应尽可能靠近。

四、沉砂池的类型

按池内水流方向的不同,可以分为平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。

1、平流式沉砂池

平流式沉砂池是常用的型式,污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无机物颗粒效果较好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。

设计参数:

1)最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s;

2)最大流量时停留时间不小于30s,一般采用30~60/s;

3)有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25~1m,每格宽度不宜小于0.6m;

4)进水头部应采取消能和整流措施;

5)池底坡度一般为0.01~0.02,当设置除砂设备时,可根据设备要求考虑池底形状

2、曝气沉砂池

曝气沉砂池的典型特征,就是池内安装了曝气装置,可以对池内污水产生以下影响:

a) 砂粒在沉砂池中以螺旋状向前流动;

b) 使有机颗粒经常处于悬浮状态;

c) 使砂粒互相摩擦,能够去除砂粒上附着的有机物污染物,有利于取得较为清洁的砂粒及其它无机颗粒;

d) 曝气还有去除油脂和合成洗涤剂的作用。

设计参数:

1)旋流速度应保持0.25~0.3m/s;

2)水平流速为0.06~0.12m/s;

3)最大流量时停留时间为l~3min;

4)有效水深为2~3m,宽深比一般采用l~2;

5)长宽比可达5,当池长比池宽大得多时,应考虑设置横向挡板;

6)lm3污水的曝气量为0.2m3空气;

7)空气扩散装置设在池的一侧,距池底约0.6~0.9m,送气管应设置调节气量的闸门;

8)池子的形状应尽可能不产生偏流或死角,在集砂槽附近可安装纵向挡板;

9)池子的进口和出口布置,应防止发生短路,进水方向应与池中旋流方向一致,出水方向应与进水方向垂直,并宜考虑设置挡板;

10)池内应考虑设消泡装置。

3、旋流式沉砂池

目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏和比氏两大类。从国内应用情况看,源自欧洲的钟氏池及其各变型占绝大多数。

钟式沉砂地是利用机械力控制流态与流速,加速砂粒的沉淀。并使有机物随水流带走的沉砂装置。

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图1 典型的钟氏沉砂池结构

沉砂池由流入口、流出口、沉砂区、砂斗、砂提升管、排砂管、电动机和变速箱组成。污水由流入口沿切线方向流入沉砂区,利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片旋转,在离心力的作用下,污水中密度较大的砂粒被甩向池壁,掉入砂斗,有机物则被留在污水中。调整转速,可达到最佳沉砂效果。沉砂用压缩空气经砂提升管、排砂管清洗后排除,清洗水回流至沉砂区。

设计参数:

1)水力表面负荷应控制在200m3/(m2•h)左右。

2)水力停留时间控制在20-30s。

3)进水渠道流速:①流量最大时的40%-80%时,控制在0.6-0.9m/s;②流量最小时,大于0.15m/s;③流量最大时,不大于1.2m/s。

4)进水渠道直段长度为宽度的7倍且不应小于4.5m。

5)出水渠道宽度为进水渠道的2倍。

6)出水渠道与进水渠道夹角大于270°。

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