沉淀池是分离悬浮颗粒的一种主要处理构筑物。用作生物处理工艺中预处理的称为初次沉淀池。在初次沉淀池中,对于一般的城市污水而言,它可以去除30%的BOD5与55%的悬浮颗粒。设置在生物处理后的则称为二次沉淀池是污水生物处理工艺中的一个组成部分。沉淀池除了作为生物处理工艺中的主要处理构筑物外,亦可根据废水的性质及处理要求,作为最终处理构筑物使用。
污水沉淀池的种类可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐射式沉淀池、斜管沉淀池及斜板沉淀池等,与给水的沉淀设备相类似,此外还有沉淀兼污泥处理池,如化粪池及隐化池等。下面主要介绍前三种沉淀池。
1.平流式沉淀池
平流式沉淀池是长方形池,污水连续地由池一端进入,从另一端流出。池长与池宽之比一般为4∶1,通常池深2~4m,污水在池内流经时间不大于2h,要求污水中绝大部分的悬浮物应在进水口与出水口之间的距离内沉降至池底,池的水平面积负荷量不宜大于每小时1.5~2.0m3/m2。
为使沉淀池内污水均匀流动,防止短路、紊流或停滞等现象,通常在进水端设置距离均等的短水平管方便多管进水,并在进水后安装半淹没潜流挡板,有时在进水端设多孔挡板或溢流堰等,出水端往往用半淹没式潜流挡板及出水流堰。
平流式沉淀池截留污水中的污泥和浮渣,可用人力或机械清除,清除出的污泥送至污泥处理设备处理,清除出的浮渣应予以掩埋或其它无害化处理。
人力除污泥沉淀池,池底建成4%的坡度,倾向进水端,在最低处设排泥阀,并在接近出水挡板处设置排浮渣设施及控制阀。清污泥时,停止进水,先排除浮渣,然后用泵提升污水至另一平行使用的沉淀池内,再用装有刮泥板的小型动力牵引车刮泥。
机械除污泥的沉淀池,池底较平坦,在进水端筑储泥坑,池内安装链带式刮板设施,用动力每日一或二次刮池底污泥入储泥坑内,也可在沉淀池工作中连续刮泥。储泥坑内积存的污泥可利用重力或污泥泵送至污泥处理设备。在链带式刮板运转时,可同时将水面浮渣推入排浮渣槽,如图3-39所示。
图3-39 有行车刮泥机的平流式沉淀池
1—刮泥行车 2—刮渣板 3—刮泥板 4—进水槽 5—挡流板 6—泥斗 7—排泥管 8—浮渣板 9—出水管
2.竖流式沉淀池
竖流式沉淀池有圆形、正方形或多角形等,构造与给水处理的竖流式沉淀池相同,池底为锥形,可收集沉降污泥,又设中央管,通至池顶,管底部的高度应在池底污泥面以上,中央管底部处装设挡板,污水从中央管中进入,向下流至挡板处孔隙外并向上流动,至池顶周围溢流堰上排出。上升水流的平均速度一般采用0.5~0.75mm/s,沉淀时间1~1.5h。沉降的污泥贮存在锥形底内,较大的竖流式沉淀池,一般筑成平底,在底部修建多个储泥坑。储泥坑内都设有可控制的排泥管,清除污泥,送污泥处理设备,竖流式沉淀池如图3-40所示。(www.daowen.com)
在污水流动过程中,由于污水中的悬浮物颗粒大小与比重不同,有的随水流上升,有的向下沉降,有的则停留在一定水平形成了立体污泥层,污水中较细的悬浮物颗粒通过此种立体污泥层时,能因接触凝聚等作用成为较大颗粒而下沉。
中、小型圆形竖式沉淀池,可采用圆锥形,其横截面自下向上逐渐扩大,使水流上向流速不断减小,有利于微细悬浮物颗粒的沉降。
图3-40 竖流式沉淀池
3.辐流式沉淀池
辐流式沉淀池是一个直径较大,水深较浅的圆形沉淀池。直径一般为20~30m,池中心深度为2.5~5m,池边为1.5~3m。污水由池中心进入,在入流管周围常用穿孔板围成入流区,污水经穿孔均匀地向池的四周辐射,经池边顶部溢流堰或淹没式溢流孔排出,在溢流前装设半淹式挡板。污水在池内的流程时间大于2h。池底斜中坡度为0.06~0.08,储泥坑在池中央底部,辐流式沉淀池的构造示意图如图3-41所示。
图3-41 辐流式沉淀池的构造示意图
由图3-41可知,入流水由设在池底的进水管进入中心的孔口流入,在穿孔挡板(整流板)的作用下水在池内沿辐射方向流向池的四周,整流孔的开孔面积为断面的10%~20%。辐流式沉淀池的工作原理与平流式沉淀池很相似,水实际上是在辐射方向作水平流动,与平流式沉淀池的区别是水在辐流式沉淀池中的速度是变化的。水在入流区附近的速度较大,而在池四周即出水区流速最小,故在入流区附近的沉淀效果较差,而出流区沉淀效果较好。由于池四周较长,出口处的出流堰口不容易控制在一致的水平,通常用锯齿形三角堰或淹没式溢流孔出流,尽量使出水均匀。
沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。当池径较小时,亦可采用多斗排泥。池直径大于20m以上的沉淀池,在原则上都采用机械排泥设备。刮泥机由刮泥板和桁架所组成,刮泥板固定在桁架底部,桁架绕池中心缓慢地旋转,将沉于池底的污泥堆入池中心处的泥斗中,污泥在泥斗中可利用净水压力排出,亦可用污泥泵抽吸。辐流式沉淀池目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机、吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。
辐流式沉淀池内的水流速度,近池中心较大,越近池边越小,因而较重的悬浮颗粒在近中心处沉降,较小而比重较轻的则逐渐近池边沉降。
池底污泥常用机械刮除,有的由池中心竖轴旋转,带动池底刮板,把污泥刮到储泥坑,然后用水力或泵把污泥送至污泥处理设备;有的在圆形池顶铺单轨,上设横梁,梁的一端以池中心为轴,可绕轴沿圆轨转动,梁下安装伸入池底的刮泥板,横梁旋转时即可刮泥。
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