沉砂池

沉砂池设置目的去除污水中泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构造物的正常运行。工作原理以重力分离或离心分离为基础，控制进入沉砂池的污水流速，使相对密度大的无机颗粒下沉，有机悬浮则随水流带走。

沉砂池

• 旋流沉砂池
  • 构造
    • 旋流沉砂池沿圆形池壁内切方向进水，利用水力或机械力控制水流流态与流速，在径向方向产生离心作用，加速砂粒的沉淀分离，并使有机物随水流带走的沉砂装置
  • 组成（六个部分）
    • 流入口
    • 流出口
    • 沉砂区
    • 砂斗
    • 涡轮驱动装置
    • 排砂系统
  • 排砂方式
    • 空气提升
    • 排砂泵
  • 设计
    • 最高设计流量时的停留时间不应小于30s
    • 设计水力表面负荷宜为150～200m/(m³×h)
    • 有效水深宜为1.0～2.0m
    • 池径与池深比宜为2.0～2.5
• 曝气沉砂池
  • 曝气沉砂池从20世纪50年代开始使用
  • 特点:对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的最终处置提供了有利条件。
    • 沉砂中含有机物的量低于5％
    • 由于池中设有曝气设备，其具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用。
  • 曝气作用要消耗能量，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行也存在不利影响。
  • 构造及工作原理
  • 设计参数
    • 1.水平流速一般可取0.08～0.12m/s，一般取0.1m/s
    • 2.最大流量时污水在池内的停留时间为4～6min，处理雨天合流污水时为1～3min，如同时作为预曝气使用，停留时间可取10～30min
    • 3.池的有效水深宜为2.0～3.0m。池宽与池深比为1～1.5，池的长宽比可达5，当池的长宽比大于5时，可考虑设置横向挡板
    • 4.曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，穿孔孔径为2.5～6.0mm，距池底约0.6～0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门
    • 5.每立方米污水所需曝气量宜为0.1～0.2m³（空气）或每平方米池表面积曝气量3～5m³/h
    • 6.曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，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，并宜设置挡板，防止产生短流
  • 设计
    • 1.总有效容积V
    • 2.池断面积A
    • 3.池总宽度B
    • 4.池长L
    • 5.所需曝气量q
  • 排砂方式
    • 机械刮砂
    • 螺旋输送
    • 移动空气提升器
    • 移动泵吸式排砂机
  • 曝气沉砂池是一种比较理想的沉砂构筑物
• 概述
  • 污水中无机颗粒的危害
    • 严重影响城镇污水处理厂的后续处理设施运行
    • 板结在反应池底部减小反应器有效容积
    • 引起曝气池中曝气器的堵塞和污泥输送管的堵塞，甚至损坏污泥脱水设备
  • 沉砂池
    • 设置目的:去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行
    • 工作原理:以重力分离或离心分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流流速，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
    • 形式
      • 平流式沉砂池
      • 曝气沉砂池
      • 旋流沉砂池
  • 在工程设计中，可参考下列设计原则与主要参数
    • 1.城镇污水处理厂一般应设置沉砂池，工业废水处理是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。城镇污水处理厂的沉砂池的只数或分格数应不小于2。
    • 2.设计流量应按分期建设考虑。
      • 当污水自流进入时，应按每期的最大流量计算
      • 当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算
      • 在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算
    • 3.城镇污水的沉砂量可按每立方污水沉砂0.03L计算，其含水率约为60％，容量约为1500kg/m³。沉砂池应设置砂水分离器进行洗砂和砂水分离，分离器溢流上清液重新回到处理系统中
    • 4.贮砂斗的容积不应大于2日沉砂量，贮砂斗壁的倾角不应小于55°，沉砂池排砂宜采用机械方式，经砂水分离后贮存或外运。人工排砂时，砂管直不应小于200mm，同时考虑防堵塞措施。
    • 5.沉砂池的超高不宜小于0.3m
      • 一般认为粒径大于0.21mm的砂粒是造成后续处理问题的主要原因，所以传统上沉砂池设计是基于去除粒径0.21mm以上，相对密度为2.65的砂粒，但除砂数据分析表明，沉砂的相对密度范围在1.3～2.7之间，而现已有沉砂池能够做到去除0.11mm砂粒70％以上。
• 平流式沉砂池
  • 平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式，以降低流速使无机性颗粒沉降下来。
  • 优点
    • 截留无机颗粒效果较好
    • 构造较简单
  • 缺点
    • 流速不易控制
    • 沉砂中有机性颗粒含量较高
    • 排砂常需要洗砂处理
  • 结构:主体部分实际是一个加宽、加深了的明渠，两段设有闸板以控制水流（四个部分）
    • 入流渠
    • 沉砂区
    • 出流渠
    • 沉砂斗
  • 设计参数
    • 1.污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s
    • 2.最高流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s，一般取30～60s
    • 3.有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25～1.0m，每格宽度不宜小于0.6m
    • 4.池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状
  • 设计
    • 1.沉砂部分的长度L
    • 2.水流断面面积A
    • 3.池总宽度B
    • 4.贮砂斗所需容积V
    • 5.贮砂斗各部分尺寸计算
    • 6.贮砂室的高度h3
    • 7.池总高度H
    • 8.核算最小流速Vmin
  • 排砂方式
    • 重力排砂
    • 机械排砂