在汙水處理中沉砂池是一種常見的處理單元,它在整個汙水處理系統中究竟起什麼作用呢?
汙水在遷移、流動和彙集過程中不可避免會混入泥砂,汙水中的泥砂如果不預先沉降分離去除,則會影響後續處理裝置的執行,最主要的是磨損機泵、堵塞管網,干擾甚至破壞生化處理工藝過程。
而
沉砂池的功能就是從汙水中分離相對密度較大的無機顆粒,例如砂、爐灰渣等。
一
適用物件
沉砂池去除汙水中泥砂等粗大顆粒。
主要用於去除汙水中粒徑大於0。2mm,密度大於2。65t/立方米的砂粒,以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。
二
沉砂池在汙水處理中的作用
沉砂池在汙水處理廠的投資、佔地等方面所佔的比例很小,但其作用卻不可忽視。
若取消沉砂池,大量砂粒將進入後續各處理單元,會給汙水廠的正常執行帶來諸多隱患:
1
、砂粒進入初沉池會加速汙泥刮板的磨損,縮短使用壽命。
2、排泥管道中砂粒的沉積易導致管道的堵塞,進入汙泥泵後會加劇葉輪磨損。
3、對於不設初沉池的處理工藝(如氧化溝、CASS等) 或實際執行中由於進水負荷過低而超越初沉池執行的工藝,大量砂粒將直接進入生化池沉積,導致生化池有效容積的減少,同時還會對曝氣器產生不利影響。
4、砂粒進入汙泥消化池中,將減少有效容積,縮短清理週期。
5、汙泥中含砂量的增加會大大影響汙泥脫水裝置的執行。
砂粒進入帶式脫水機會加劇濾布的磨損,縮短更換週期,同時會影響絮凝效果,降低汙泥成餅率。
近年來臥螺式離心機在城市汙水處理廠中的應用日益廣泛,由於該裝置採用高速離心分離的方式,砂粒會大大加劇轉筒、螺旋等處的磨損。
三
沉砂池一般規定
1、城市汙水處理廠一般均應設定沉砂池。
2、沉砂池按去除相對密度2。65、粒徑0。2mm以上的砂粒設計。
3、汙水流量應按分期建設考慮;
當汙水自留入廠時,按每期最大設計流量計算;
用汙水泵提升入場時,按每期工作泵的最大組合流量計算;
在合流制處理系統中,按降雨時的設計流量計算。
4、沉砂池個數或分格數不應少於2個(格),並按並聯系列設計。
5、城市汙水的沉砂量按(15-30m³)/(10^6m³)計算,其含水率為60%,容重為1500kg/m³,合流制汙水按實際情況確定。
6、砂鬥容積按2日的沉砂量計算,鬥壁與水平面夾角不小於55°。
7、一般應採用機械除砂,並設定貯砂池。
排砂管直徑不應小於200mm。
8、重力排砂時,沉砂池與貯砂池應儘可能靠近。
四
沉砂池的型別
按池內水流方向的不同,可以分為平流式沉砂池、曝氣沉砂池、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,汙水在池內沿水平方向流動。
平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂鬥組成。
它具有截留無機物顆粒效果較好、工作穩定、構造簡單和排沉砂方便等優點。
設計引數:
(1)最大流速為0。3m/s,最小流速為0。15m/s;
(2)最大流量時停留時間不小於30s,一般採用30~60/s;
(3)有效水深應不大於1。2m,一般採用0。25~1m,每格寬度不宜小於0。6m;
(4)進水頭部應採取消能和整流措施;
(5)池底坡度一般為0。01~0。02,當設定除砂裝置時,可根據裝置要求考慮池底形狀。
2。
曝氣沉砂池
曝氣沉砂池的典型特徵,就是池內安裝了曝氣裝置,可以對池內汙水產生以下影響:
(a) 砂粒在沉砂池中以螺旋狀向前流動;
(b) 使有機顆粒經常處於懸浮狀態;
(c) 使砂粒互相摩擦,能夠去除砂粒上附著的有機物汙染物,有利於取得較為清潔的砂粒及其它無機顆粒;
(d) 曝氣還有去除油脂和合成洗滌劑的作用。
設計引數:
(1)旋流速度應保持0。25~0。3m/s;
(2)水平流速為0。06~0。12m/s;
(3)最大流量時停留時間為l~3min;
(4)有效水深為2~3m,寬深比一般採用l~2;
(5)長寬比可達5,當池長比池寬大得多時,應考慮設定橫向擋板;
(6)1m³汙水的曝氣量為0。2m³空氣;
(7)空氣擴散裝置設在池的一側,距池底約0。6~0。9m,送氣管應設定調節氣量的閘門;
(8)池子的形狀應儘可能不產生偏流或死角,在集砂槽附近可安裝縱向擋板;
(9)池子的進口和出口佈置,應防止發生短路,進水方向應與池中旋流方向一致,出水方向應與進水方向垂直,並宜考慮設定擋板;
(10)池內應考慮設消泡裝置。
3。
旋流式沉砂池
目前國際上廣泛應用的旋流沉砂池主要為鍾氏和比氏兩大類。
從國內應用情況看,源自歐洲的鐘氏池及其各變型佔絕大多數。
鍾式沉砂池是利用機械力控制流態與流速,加速砂粒的沉澱。
並使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。
沉砂池由流入口、流出口、沉砂區、砂鬥、砂提升管、排砂管、電動機和變速箱組成。
汙水由流入口沿切線方向流入沉砂區,利用電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,汙水中密度較大的砂粒被甩向池壁,掉入砂鬥,有機物則被留在汙水中。
調整轉速,可達到最佳沉砂效果。
沉砂用壓縮空氣經砂提升管、排砂管清洗後排除,清洗水迴流至沉砂區。
設計引數:
(1)水力表面負荷應控制在200m³/(㎡•h)左右
(2)水力停留時間控制在20-30s
(3)進水渠道流速:
①流量最大時的40%-80%時,控制在0。6-0。9m/s;
②流量最小時,大於0。15m/s;
③流量最大時,不大於1。2m/s。
(4)進水渠道直段長度為寬度的7倍且不應小於4。5m
(5)出水渠道寬度為進水渠道的2倍
(6)出水渠道與進水渠道夾角大於270°