1、第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀一、沉淀的基本理論(一) 沉淀的作用 沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。 該方法簡單易行，分離效果良好，是水處理的重要工藝，在每一種水處理過程中幾乎都不可缺少。作為處理系統的主體；工藝流程主體處理單元之前預處理；工藝流程主體處理單元之后；污泥處置。 砂粒 化學沉淀 混凝絮體 生物污泥 污泥濃縮 沉砂池濃縮池沉淀池如城市污水處理工藝:污污水水格格柵柵沉沉砂砂池池初初沉沉池池好好氧氧二二沉沉池池排排水水濃濃縮縮池池消消化化污污水水格格柵柵沉沉砂砂池池初初沉沉池池好好氧氧二二沉沉池池排排水水濃濃縮縮池池消消化化

2、 沉淀去除的對象及構筑物第二章 廢水的物理處理一、沉淀的基本理論第三節 沉淀第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀沉淀處理工藝的四種用法 沉砂池：用以去除污水中的無機易沉物如砂子、煤渣。初次沉淀池：較經濟地去除BOD5 和SS，減輕后續生物處理構筑物的有機負荷。二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續構筑物的尺寸及處理費用等。(一) 沉淀的作用一、沉淀的基本理論第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型自由沉淀根據水中懸浮顆粒的性質和濃度，沉淀可分成四種類型 絮凝沉淀區域沉淀或

3、成層沉淀壓縮沉淀一、沉淀的基本理論 (1)(1)自由沉淀 水中懸浮物顆粒濃度低，呈離散狀態；互不干擾，各自完成沉淀過程。顆粒在下沉過程中的形狀、尺寸、密度、不發生變化。 例如：沉砂池 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論 (2)(2)絮凝沉淀懸浮顆粒濃度不高，沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降。沉淀過程中，顆粒的質量、形狀、沉速是變化的。化學絮凝沉淀屬于這種類型。 例如：化學混凝沉淀。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論 (3)(3)擁擠沉淀( (分層沉淀) )懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L

4、5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。 如：二沉池的上部； 污泥濃縮池上部。動畫第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論 (4)(4)壓縮沉淀懸浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間已擠壓成團狀結構，互相接觸，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。 例如：二沉池污泥斗; ; 濃縮池底部。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論自由沉淀顆粒在水中受到二種力的作用：重力和阻力。gdVFLSgLS6)()(31LFgFD22

5、242duFL2181gduLSS斯托克斯（stokes）公式動畫對處于靜水中的球形顆粒而言：重力為：阻力為：式中：s、 L：分別為顆粒和水的密度 d：顆粒的平均粒徑 ：阻力系數 us：顆粒沉速 水的粘度第二章 廢水的物理處理一、沉淀的基本理論（三）沉淀速度:由由stocksstocks公式公式 可知：可知： 2181gdus影響沉淀速度的因素A與顆粒、水的密度差成正比； 當s時，u0,顆粒下沉； 當s時，u20m的顆粒。 對于粒徑較小的顆粒，可以通過混凝增大顆粒粒徑，促進沉淀；C. 與水的粘度成反比； 因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于加速沉淀。第二章 廢水的物理處理一、沉淀的基本理論第二

6、章 廢水的物理處理第三節 沉淀(四) 沉降曲線 廢水中的懸浮物實際上是大小、性狀及密度都不相同的顆粒群，其沉淀特性也因廢水性質不同而異。因此，通常要通過沉淀實驗來判定其沉淀性能，并根據所要求的去除率來取得沉降時間和沉降速度這兩個基本設計參數。對于不同類型的沉淀，它們的沉降曲線的繪制方法是不同的。右面的圖是自由沉淀型的沉降曲線。其中（a）圖為去除率與沉降時間t之間的關系曲線，（b）圖為去除率與沉降速度u之間的關系曲線。一、沉淀的基本理論第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種形式 從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質影響

7、后續處理構筑物的正常運行 平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等 以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使相對密度大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走 城市污水廠一般均設置沉砂池，并且沉砂池的個數或分格數應不 小于2；工業污水是否要設置沉砂池，應根據水質情況而定。 設計流量應按分期建設考慮： 最大時流量、最大組合流量、合流制流量 沉砂池去除的砂粒相對密度為2.65，粒徑為0.2mm以上。 城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3計算，其含水率約為60%，容重約1500kg/m3。 貯砂斗的容積應按2d沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應小于55,排砂管直徑不

8、應小于200mm。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數沉砂池工程設計中的設計原則與主要參數第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(一) 平流沉砂池 平流式沉砂池是一種最傳統的沉砂池，它構造簡單，工作穩定。 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(一) 平流沉砂池 平流式沉砂池的系統參數 污水在池內的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s； 最大流量時，污水在池內的停留時間不少于30s，一般為3060s； 有效水深應不大于1.2m，一般采用0.251.0m，池寬不小于0.6m； 池底坡度一般為0.0

9、10.02，當設置除砂設備時，可根據除砂設備的要求，考慮池底形狀。 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀曝氣沉砂池是一個長形渠道，沿渠道壁一側的整個長度上，距池底約6090cm處設置曝氣裝置；在池底設置沉砂斗，池底有i=0.10.5的 坡度，以保證砂粒滑入砂槽；為了使曝氣能起到池內回流作用，在必要時可在設置曝氣裝置的一側裝設擋板。曝氣沉砂池構造：二、沉砂池的構造與參數(二) 曝氣沉砂池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(二) 曝氣沉砂池曝氣沉砂池的工作原理 污水在池中存在著兩種運動式，其一為水平流動（一般流0.1m/s），同時在池的橫斷面上產生旋轉流動（旋轉流速0.4m/s

10、 ），整個池內水流產生螺旋狀前進的流動形式。 由于曝氣以及水流的螺旋旋轉作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除，沉于池底的砂粒較為純凈，有機物含量只有5%左右，長期擱置也不至于腐化。 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀水平流速一般取0.080.12m/s。污水在池內的停留時間為46min；雨天最大流量時為13 min。如作為預曝氣，停留時間為1030min。池的有效水深為23m，池寬與池深比為11.5，池的長寬比可達5，當池長寬比大于5時，應考慮設置橫向擋板。曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.56.0mm，距池底約為0.60.9m

11、，并應有調節閥門。曝氣沉砂池的形狀應盡可能不產生偏流和死角，在砂槽上方宜安裝縱向擋板，進出口布置，應防止產生短流。曝氣沉砂池的設計參數二、沉砂池的構造與參數(二) 曝氣沉砂池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(二) 曝氣沉砂池曝氣沉砂池特點沉砂中含有機物的量低于5%,不易腐敗.由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(三) 鐘氏（旋流）沉砂池 沉沙池由流入口、流出口、沉沙區、沙斗、沙提升管、排沙管、電動機和變速箱等組成。 廢水由流入口切線方向流入沉沙區，利用電

12、動機及傳動裝置帶動轉盤和斜坡式葉片旋轉，在離心力的作用下，廢水中密度較大的沙粒被甩向池壁，掉入沙斗，有機物則被留在廢水中。調整轉速，以達到最佳沉沙效果。沉沙用壓縮空氣經沙提升管、排沙管清洗后排除，清洗水回流至沉沙區。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(三) 鐘氏（旋流）沉砂池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數沉淀池按使用功能分生物處理法中的預處理，去除約30%的BOD5，55%的懸浮物生物處理構筑物后,是生物處理工藝的組成部分初次沉淀池二次沉淀池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長方形一

13、端進水,另一端出水貯泥斗在池進口池內水流由下向上池內水流向四周輻流池型:多為圓形, 有方形或多角形池中央進水，池四周出水貯泥斗在池中央斜流式第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數沉淀池由五部分組成： 進水區、出水區的功能是使水流的進入與流出保持平穩,以提高沉淀效率。 沉淀區是沉淀進行的主要場所。 貯泥區貯存、濃縮與排放污泥。 緩沖區避免水流帶走沉在池底的污泥。緩沖區第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流沉淀池的工作特點第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流沉淀池的構造進水區 （均勻布水）布水擋板沉淀區 （可沉顆粒與廢水分離）出水區污

14、泥區（貯存、濃縮污泥與排泥）第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流式沉淀池的進水第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流式沉淀池的出水第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(一) 平流式沉淀池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流式沉淀池的排泥裝置1.鏈帶式刮泥機2.橋式行車刮泥機機械排泥：泥斗排泥：多斗形式，下設有排泥管，靠靜水壓力 1.5 2.0m 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數平流沉淀池的工作特點進水區有整流措施，保證入流污水均勻穩定地進入沉淀池。出水區設出水堰，控制沉淀池內的水面

15、高度，保證沉淀池內水流的均勻分布。沉淀池應沿整個出流堰的單位長度溢流量相等，對于初沉池一般為250m3/（md），二沉池為130250 m3/（md）。鋸齒形三角堰應用最普遍，水面宜位于齒高的1/2處。為適應水流的變化或構筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設置能使堰板上下移動的調節裝置，使出口堰口盡可能水平。堰前應設置擋板，以阻攔漂浮物，或設置浮渣收集和排除裝置。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(二) 豎流式沉淀池豎流式沉淀池的構造第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(二) 豎流式沉淀池豎流式沉淀池的工作原理污水從下向上以流速v做豎向流動當u v時，顆粒

16、下沉淀,得以去除;當u =v時，顆粒不下沉也不上升;當u v時，顆粒被上升水流帶走。當顆粒屬于自由沉淀類型時，其去除率比平流式沉淀池低。當顆粒屬于絮凝沉淀類型時，由于在池中的流動存在著各自相反的狀態，就會出現上升著的顆粒與下降著的顆粒，顆粒之間相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(二) 豎流式沉淀池中心管優點:占地面積小,排泥方便,管理簡便.缺點:池子深度大,施工困難;耐沖擊負荷低;造價高;池徑不宜過大,否則布水不均勻適用于:小型污水處理廠第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(三) 輻流式沉淀池(

17、三) 輻流式沉淀池第二章 廢水的物理處理三、沉淀池的構造與參數第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(三) 輻流式沉淀池輻流式沉淀池的構造及特點輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達100m,池周水深1.53.0m。有中心進水、周邊進水、周進周出、旋轉臂配水等幾種形式。沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機刮除，排泥設備已趨定型,運行好,管理簡便.目前常用的刮泥機械有中心傳動式刮泥機和吸泥機以及周邊傳動式的刮泥機與吸泥機等,但排泥設備復雜,對施工質量要求高.第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(三) 輻流式沉淀池輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水第二章 廢水的物理處

18、理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(三) 輻流式沉淀池機械刮泥第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(三) 輻流式沉淀池輻流式沉淀池刮泥機中心移動系統第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(四) 斜板（管）式沉淀池第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(四) 斜板（管）式沉淀池斜流式沉淀池的構造 斜流式沉淀池是根據淺池理論，在沉淀池的沉淀區加斜板或斜管而構成。它由斜板（管）沉淀區、進水配水區、清水出水區、緩沖區和污泥區組成。 按斜板或斜管間水流與污泥的相對運動方向來區分，斜流式沉淀池有同向流和異向流兩種。污水處理中常采用升流式異向流斜流沉

19、淀池。 異向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60角，長度通常為1.0m左右，斜板凈距（或斜管孔徑）一般為80100mm。斜板（管）區上部清水區水深為0.71.0m，底部緩沖層高度為1.0m。第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀三、沉淀池的構造與參數(四) 斜板（管）式沉淀池斜流式沉淀池在廢水處理中的應用 斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地少等優點，在給水處理中得到比較廣泛的應用，在廢水處理中應用不普遍。在選礦水尾礦漿的濃縮、煉油廠含油廢水的隔油等方面已有較成功的經驗，在印染廢水處理和城市污水處理中也有應用。 缺點:斜板和斜管容易堵塞,適用于小型污水處理廠第二章 廢水的物理處理第三節

20、 沉淀(二) 沉淀的類型自由沉淀根據水中懸浮顆粒的性質和濃度，沉淀可分成四種類型 絮凝沉淀區域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀一、沉淀的基本理論 (1)(1)自由沉淀 水中懸浮物顆粒濃度低，呈離散狀態；互不干擾，各自完成沉淀過程。顆粒在下沉過程中的形狀、尺寸、密度、不發生變化。 例如：沉砂池 第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論 (3)(3)擁擠沉淀( (分層沉淀) )懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L5000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。 如：二沉池的上部； 污泥濃縮池上部。動畫第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀(二) 沉淀的類型一、沉淀的基本理論第二章 廢水的物理處理第三節 沉淀二、沉砂池的構造與參數(一) 平流沉砂池 平流式沉砂池的系統參數