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沉淀池是利相重力沉降作用將密度比水大的懸浮顆粒從水中去除的處理構(gòu)筑物，是污水處理中應(yīng)用廣泛的處理單元之一，可用于污水的一級(jí)處理、生物處理的后處理以及深度處理。按水流方向劃分，沉淀池可分為平流式、輻流式和豎流式三種，還有根據(jù)”淺層理論”發(fā)展出來(lái)的斜板(管)沉淀池。
沉淀池包括進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)五個(gè)部分。進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的作用是使水流均勻地流過(guò)沉淀池，避免短流和減少紊流對(duì)沉淀產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)減少死水區(qū)、提高沉淀池的容積利用率;沉淀區(qū)也稱(chēng)澄清區(qū)，即沉淀池的工作區(qū),是可沉淀顆粒與污水分離的區(qū)域;污泥區(qū)是污泥貯存、濃縮和排出的區(qū)域;緩沖區(qū)則是分隔沉淀區(qū)和污泥區(qū)的水層區(qū)域，保證已經(jīng)沉淀的顆粒不因水流攪動(dòng)而再行浮起。
(1)沉淀池的表面水力負(fù)荷 ，即沉淀池單位時(shí)間內(nèi)單位面積所承受的水量，單位是m3/㎡·h)。根據(jù)表面水力負(fù)荷可以確定沉淀池澄清區(qū)的面積和有效水深。
沉淀池的水面上升流速和其水力負(fù)荷在數(shù)值上是相同的，但兩者的單位和意義不同，上升流速的單位是m/h。.比如說(shuō)在豎流式沉淀池中，只有沉降速度大于沉淀池水面上升流速的雜質(zhì)顆粒才能在沉淀池中沉淀去除，而沉降速度等于或小于沉淀池水面上升流速的雜質(zhì)顆粒會(huì)隨水流溢流出去;而在平流式沉淀池中，部分沉降速度小于沉淀池水面上升流速的雜質(zhì)顆粒也會(huì)被沉淀去除。
(2)沉淀池的固體通量 ，也叫固體表面負(fù)荷，是沉淀池單位時(shí)間內(nèi)單位面積所承受的固體質(zhì)量，單位是kg/(㎡·h)。固體通量是初次沉淀池和二次沉淀池的關(guān)鍵運(yùn)行控制指標(biāo)，污泥濃縮池也利用固體通量作為控制運(yùn)行的重要參數(shù)。
(3)沉淀時(shí)間 是指原水在沉淀池中實(shí)際停留時(shí)間，單位是h，是沉淀池設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要的控制指標(biāo)。
平流式沉淀池表面形狀一般為長(zhǎng)方形，水流在進(jìn)水區(qū)經(jīng)過(guò)消能和整流進(jìn)入沉淀區(qū)后，緩慢水平流動(dòng)，水中可沉懸浮物逐漸沉向池底，沉淀區(qū)出水溢過(guò)堰口，通過(guò)出水槽排出池外。平流式沉淀池基本要求如下：
(1)平流式沉淀池的長(zhǎng)度多為30~50m,池寬多為5~10m,沉淀區(qū)有效水深一般不超過(guò)3m，多為2.5~3.0m。為保證水流在池內(nèi)的均勻分布，一般長(zhǎng)寬比不小于4，長(zhǎng)深比為8~12。
(2)采用機(jī)械刮泥時(shí)，在沉淀池的進(jìn)水端設(shè)有污泥斗，池底的縱向污泥斗坡度不能小于0.01，一般為0.01~0.02。刮泥機(jī)的行進(jìn)速度不能大于1.2m/min，一般為0.6~0.9m/min。
(3)水平流速是指水流在池內(nèi)流動(dòng)的速度，平流式沉淀池作為初沉池時(shí)，大冰平流速為7mm/s,表面負(fù)荷為1~3m3/(㎡·h);作為二沉池時(shí)，大水平流速為5mm/s。
(4)入口要有整流措施，常用的人流方式有溢流堰-穿孔整流墻(板)式、底孔人流-擋板組合式、淹沒(méi)孔人流擋板組合式和淹沒(méi)孔人流-穿孔整流墻(板)組合式等四種。使用穿孔整流墻(板)式時(shí)，整流墻上的開(kāi)孔總面積為過(guò)水?dāng)嗝娴?%~20%,孔口處流速為0.15～0.2m/s，孔口應(yīng)當(dāng)做成漸擴(kuò)形狀。
(5)在進(jìn)出口處均應(yīng)設(shè)置擋板，高出水面0.1~0.15m。進(jìn)口處擋板淹沒(méi)深度不應(yīng)小于0.25m，一般為0.5~1.0m;出口處擋板淹沒(méi)深度一般為0.3~0.4m。進(jìn)口處擋板距進(jìn)水口0.5~1.0m，出口處擋板距出水塯板0.25~0.5m。
(6)平流式沉淀池容積較小時(shí)，可使用穿孔管排泥。穿孔管大多布置在集泥斗內(nèi)，也可布置在水平池底上。沉淀池采用多斗排泥時(shí)，泥斗平面呈方形或近于方形的矩形，排數(shù)一般不能超過(guò)兩排。大型平流式沉淀池一般都設(shè)置刮泥機(jī)，將池底污泥從出水端刮向進(jìn)水端的污泥斗，同時(shí)將浮渣刮向出水端的集渣槽。
(7)平流式沉淀池非機(jī)械排泥時(shí)緩沖層高度為0.5m，使用機(jī)械排泥時(shí)緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m。
豎流式沉淀池池體為圓形或方形，污水從中心管的進(jìn)口進(jìn)人池中，通過(guò)反射板的攔阻向四周分布于整個(gè)水平斷面上，緩慢向上流動(dòng)。沉降速度大于水流上升速度的懸浮顆粒下沉到污泥斗中，上清液則由池頂四周的出水堰口溢流到池外。
豎流式沉淀池基本要求如下：
(1)為保證池內(nèi)水流的自下而上垂直流動(dòng)、防止水流呈輻流狀態(tài)，圓池的直徑或方池的邊長(zhǎng)與沉淀區(qū)有效水深的比值一般不大于3，池子的直徑一般為4.0~7.0m，大不超過(guò)10m。圓池直徑或正方形池邊長(zhǎng)D≤7m時(shí)，沉淀出水沿周邊流出;≥7m時(shí)，應(yīng)增加輻射式集水支渠。
(2)水流在豎流式沉淀池內(nèi)的上升流速為0.5~1.0mm/s，沉淀時(shí)間為1~1.5h。中心管內(nèi)的流速一般應(yīng)大于100mm/s,其下出口處設(shè)有喇叭口和反射板。反射板板底距泥面至少0.3m，喇叭口直徑及高度均為中心管直徑的1.35倍，反射板直徑為喇叭口直徑的1.3倍，反射板表面與水平面的傾角為17°。
(3)喇叭口下沿距反射板表面的縫隙高度為0.25~.50m,作為初沉池時(shí)縫隙中的水流速度應(yīng)不大于30mmA，作為二沉池時(shí)縫隙中的水流速度應(yīng)不大于20mm/s。
(4)錐形貯泥斗的傾角為45°~60°，排泥管直徑不能小于200mm,排泥管口與池底的距離小于0.2m，敞口的排泥管上端超出水面不能小于0.4m。浮渣擋板淹沒(méi)深度0.3~0.4m，高出水面0.1~0.25m,距集水槽0.25~0.50m。
輻流式沉淀池內(nèi)水流的流態(tài)為輻流形，因此，污水由中心或周邊進(jìn)人沉淀池C中心進(jìn)水輻流式沉淀池的進(jìn)水管懸吊在橋架下或埋設(shè)在池體底板混凝土中，污水首先進(jìn)人池體的中心管內(nèi)，然后在進(jìn)人沉淀池時(shí)，經(jīng)過(guò)中心管周?chē)恼靼逭骱缶鶆虻叵蛩闹茌椛淞鲃?dòng)，上清液經(jīng)過(guò)設(shè)在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，由刮泥機(jī)或刮吸泥機(jī)刮到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。.
周邊進(jìn)水輻流式沉淀池進(jìn)水渠布置在沉淀池四周，上清液經(jīng)過(guò)設(shè)在沉淀池四周或中間的出水堰溢流而出，污泥的排出方式與中心進(jìn)水輻流式沉淀池相同。
輻流式沉淀池基本要求如下：
(1)圓池的直徑或方池的邊長(zhǎng)與有效水深的比值一般采用6-12,池子的直徑一般不小于16m，大可達(dá)100m。池底坡度一般為0.05～0.10。
(2)通常采用機(jī)械刮泥，再用空氣提升或靜水頭排泥;當(dāng)池徑小于20m時(shí)，也可采用斗式集泥(一般為四斗)。污泥可用壓縮空氣提升或用機(jī)械泵(潛污泵、螺旋泵等)提升排出，也可以利用靜水頭將污泥輸送到下一級(jí)處理系統(tǒng)。
(3)進(jìn)、出水的布置方式有中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水和周邊進(jìn)水周邊出水三種形式。
(4)當(dāng)池徑小于20m時(shí)，一般采用中心傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在池子中心走道板上。當(dāng)他徑大于20m時(shí)，一般采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在桁架的外緣。
(5)刮泥扒的旋轉(zhuǎn)速度一般為1~3r/h,外周刮泥板的線(xiàn)速度不能超過(guò)通常采用1.5m/min。
(6)出水堰前應(yīng)設(shè)置浮渣擋板，浮渣用裝在刮泥機(jī)桁架一側(cè)的浮渣刮板收集。
(7)周邊進(jìn)水的輻流式沉淀池效率較高，與中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池相比，表面負(fù)荷可提高1倍左右。
斜板(管)沉淀池是根據(jù)”淺層沉淀”原理，在沉淀池中加設(shè)斜板或蜂窩斜管，以提高沉淀效率的一種沉淀池，污水處理中主要采用升流式異向流斜板(管)沉淀池。其進(jìn)水從斜板(管)層的下部進(jìn)入后，由下向上流經(jīng)斜板(管)，懸浮顆粒沉降在斜板(管)底面，在積聚到一定程度后自行下滑至集泥斗由穿孔管排出池外，上清液則在沉淀池水面由穿孔管收集或由三角堰溢流而出。
斜板(管)沉淀池具有沉淀效率高、停留時(shí)間短、占地少等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于城市污水的初沉池和小流量工業(yè)廢水的隔油等預(yù)處理過(guò)程，其處理效果穩(wěn)定，維護(hù)工作量也不大。斜板(管)沉淀池很少應(yīng)用于污水處理的二沉池工藝中，因?yàn)榻?jīng)過(guò)生物處理的混合液中固體含量較大，使用斜板(管)沉淀池處理時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力較差，效果不穩(wěn)定;而且由于混合液溶解氧含量大，斜板(管)上容易滋生藻類(lèi)形成生物膜，運(yùn)行一段時(shí)間后可能堵塞斜板(管)的過(guò)水面積，清理起來(lái)非常困難。
斜板(管)沉淀池基本要求如下：
(1)斜板垂直凈距一般采用80~120mm,斜管孔徑一般為 50~80mm。斜板(管)長(zhǎng)度一般為1.0~1.2m，傾角一般為60°。斜板(管)上部水深和底部緩沖層高度一般都是0.5~1.0m。
(2)斜板上端應(yīng)向沉淀池進(jìn)水端方向傾斜安裝。為防止水流短路，在池壁與斜板的間隙處應(yīng)裝設(shè)阻流擋板。
(3)進(jìn)水方式一般設(shè)置配水整流布水裝置，常用的有穿孔配水板和縫隙配水板等，整流配水孔流速一般低于0.15m/s。出水方式一般采用在池面上設(shè)置多條集水槽的方式，集水槽的集水方式為孔眼式或三角堰式。
(4)斜板(管)沉淀池一般采用集泥斗收集污泥后靠重力排泥，每日排泥1~2次，或根據(jù)具體情況增加排泥的頻率，甚連續(xù)排泥。
(5)初沉池水力停留時(shí)間一般不超過(guò)30min,二沉池一般不超過(guò)60min。
(6)斜板(管)沉淀池必須設(shè)置沖洗斜板(管)的設(shè)施，沖洗可以在檢修或臨時(shí)停運(yùn)時(shí)放空沉淀池，用高壓水對(duì)斜板(管)內(nèi)積存的污泥徹底沖刷和清洗，防止污泥堵塞斜板(管)、影響沉淀效果。
(7)升流式斜板(管)沉淀池的表面負(fù)荷一般為3~6mV(㎡-h),比普通沉淀池的設(shè)計(jì)表面負(fù)荷高約一倍，池內(nèi)水力停留時(shí)間一般為30~60min。
