沉淀

沉砂池是采用物理法將砂粒從污水中沉淀分離出來的一個預處理單元，其作用是從污水中分離出相對密度大于1.5且粒徑為0.2mm以上的顆粒物質(zhì)，主要包括無機性的砂粒、礫石和少量密度較大的有機性顆粒如果核皮、種籽等。

沉砂池一般設置在提升設備和處理設備之前，以保護水泵和管道免受磨損，防止后續(xù)污水構(gòu)筑物的堵塞和污泥處理構(gòu)筑物容積的縮小，同時可以減少活性污泥中無機物的成分，提高活性污泥的活性。

平流式沉砂池實際上是一個比入流渠道和出流渠道寬而深的渠道，當污水流過時，由于過水斷面增大，水流速度下降，污水中夾帶的無機顆粒在重力的作用下下沉，從而達到分離水中無機顆粒的目的。

曝氣沉砂池是在長方形水池的一側(cè)通入空氣，是污水旋流運動，流速從周邊到中心逐漸減小，砂粒在池底的集砂槽中與水分離，污水中有機物和從砂粒上沖刷下來的污泥仍成懸浮狀態(tài)，隨著水流進入后面的處理構(gòu)筑物。

曝氣沉砂池的優(yōu)點是除砂效率穩(wěn)定，受進水流量變化的影響較小。曝氣沉沙池的停留時間一般為1-3min，若兼有預曝氣的作用，可延長池深，是停留時間達到15-30min。

沉淀池是利用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，是污水處理中應用最廣泛的處理單元之一，可用于污水的一級處理、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。

沉淀池包括進水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)五個部分。進水區(qū)和出水區(qū)的作用是使水流均勻的流過沉淀池，避免短流和減少紊流對沉淀產(chǎn)生的不利影響，同時減少死水區(qū)，提高沉淀池的容積利用率；沉淀區(qū)也稱澄清區(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；沉泥區(qū)是污泥貯存、濃縮和排出的區(qū)域；緩沖區(qū)則是分割沉淀區(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而再行浮起。

（1）沉淀池的表面水力負荷，即沉淀池單位時間內(nèi)單位面積所承受的水量，單位是根據(jù)表面水力符合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。例如在豎流式沉淀池中，只有沉降速度大于沉淀池水力上升流速的雜質(zhì)顆粒才能在沉淀池中沉淀去除，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)顆粒也會被沉淀去除。

（2）沉淀池的固體銅梁，也叫固體表面負荷，是沉淀池單位時間內(nèi)單位面積縮承受的固體質(zhì)量，單位是 

（3）沉淀時間是指原水在沉淀池中實際停留時間，單位是h。

平流式沉淀池表面形狀一般為長方形，水流在進水區(qū)經(jīng)過消能和整流進入沉淀區(qū)后，緩慢水平流動，水中可沉懸浮物逐漸沉向池底，沉淀區(qū)出水溢過堰口，通過出水槽排出池外。其基本要求如下：

（1）平流式沉淀池的長度多為30-50m，池寬多為5-10m，沉淀區(qū)有效水深一般不超過3m，多為2.5-3m。為保證水流在池內(nèi)的均勻分布，一般長寬比不小于4，長深比為8-12。

（2）采用機械刮泥時，在沉淀池的進水端設有污泥斗，池底的縱向污泥斗坡度不能小于0.01，一般為0.01-0.02.刮泥機的行進速度不能大于1.2m/min，一般為0.6-0.8m/min。

（3）水平流速是只水流在池內(nèi)流動的速度，平流式沉淀池作為初沉池時，最大水平流速為7mm/s，表面負荷為作為二沉池時，最大水平流速為5mm/s。

（4）入口要有整流措施，常用的入流方式有溢流堰-穿孔整流墻（板）式、底孔入流-擋板組合式、淹沒孔入流-擋板組合式和淹沒孔入流-穿孔整流墻（板）組合式等四種。使用穿孔整流墻時整流墻上的開孔總面積為過水斷面的6%-20%，孔口處流速為0.15-0.2m/s，孔口應當作為漸擴形狀。

（5）在進出口處均應設置擋板，高出水面0.1-0.15m。進口出擋板淹沒深度不應小于0.25m，一般為0.5-1m；出口出擋板淹沒深度一般為0.3-0.4m。進口處擋板距進水口0.5-1.0m，出口出擋板距出水堰板0.25-0.5m。

（6）平流式沉淀池容積較小時，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，泥斗平面呈方形或近似方形的矩形，排數(shù)一般不能超過兩排。大型平流式沉淀池一般都設置刮泥機，將池底污泥從出水端刮向進水端的污泥斗，同時將浮渣刮向出水端的集渣槽。

（7）平流式沉淀池非機械排泥時緩沖層高度為0.5m，使用機械排泥時緩沖層上緣應高出刮泥板0.3m。

豎流式沉淀池池體呈圓形或方形，污水從中心管的進口進入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上，緩慢向上流動。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、防止水流呈輻流狀態(tài)，圓池的直徑或方形的邊長與沉淀區(qū)有效水深的比值一般不大于3，池子的直徑一般為4-7m，最大不超過10m。圓池直徑或方形池邊長D≤7m時，沉淀出水沿周邊出水；≥7m時，應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0.5-1mm/s，沉淀時間為1-1.5h。中心管內(nèi)的流速一般應大于100mm/s，其下出口處設喇叭口或反射板。反射板底距泥面至少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0.25-0.5m，作為初沉池時縫隙中的水流速度應不大于30mm/s，作為二沉池時縫隙中的水流速度應不大于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。浮渣擋板淹沒深度0.3-0.4m，高出水面0.1-0.25m，距集水槽0.25-0.5m。

輻流式沉淀池內(nèi)水流的流態(tài)為輻流型，因此，污水由中心或周邊進入沉淀池。

中心進水輻流式沉淀池的進水管懸吊在橋架下或埋設在池體地板混凝土中，污水首先進入池體的中心管內(nèi)，然后在進入沉淀池時，經(jīng)過中心管周圍的整流板整流后均勻地向四周輻射流動，上清液經(jīng)過設在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，有刮泥機或掛吸泥機掛到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。

周邊進水輻流式沉淀池進水渠布置在沉淀池四周，上清液經(jīng)過設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水輻流式沉淀池相同。

（1）進、出水的布置方式有中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種形式。

（2）刮泥機的旋轉(zhuǎn)速度一般為1-3r/h，外周刮泥板的線速度不能超過3m/min，通常采用1.5m/min。

（3）周邊進水的輻流式沉淀池效率較高，與中心進水、周邊出水的輻流式沉淀池相比，表面負荷提高1倍左右。

(1)檢查刮泥機或吸刮泥機等金屬部件的防腐是否完好合格，以及其在污水情況下的運轉(zhuǎn)狀況。

(2)沉淀池進水后觀察是否漏水，做好沉降觀測，檢查觀測沉淀池是否存在不均勻沉淀，通過觀察出水三角堰的出水情況也能發(fā)現(xiàn)沉淀池的沉降情況。

(3)檢查刮泥機或吸刮泥機的帶負荷運行情況。主要觀察振動、噪聲和驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)情況是否正常，線速度、角速度等是否在設定范圍內(nèi)。

(4)試驗和確定刮泥機或吸刮泥機的刮、吸泥功能和刮渣功能是否正常。觀察沉淀池表面的浮渣能否及時排出，觀察排泥量在一定范圍內(nèi)變化時的吸、刮效果。

(5)分別測定進、出水的SS，驗證沉淀池在設計進水負荷下的作用是否符合設計要求。比如二沉池的回流污泥濃度和初沉池的排泥濃度是否在合理范圍內(nèi)。

(6)檢驗與沉淀池有關(guān)的自控系統(tǒng)能否正常聯(lián)動。如初沉池的自動開停功能和二沉池根據(jù)泥位計測得泥位的自動排放剩余污泥或浮渣功能等。

初次沉淀池一般設置在污水處理廠的沉砂池之后、曝氣池之前，二次沉淀池設置在曝氣池之后、深度處理或排放之前。

初沉池的主要作用是去除污水中密度較大的固體懸浮顆粒，以減輕生物處理的有機負荷，提高活性污泥中微生物的活性。污水經(jīng)過格柵截留大塊的懸浮物和懸浮有機物，并經(jīng)過沉砂池去除密度大于1.5g/cm3的懸浮顆粒后，仍存在許多密度稍小或顆粒尺寸較小的懸浮顆粒，這些顆粒的成分以有機物為主。

初沉池用于處理城市污水時，沉淀時間一般為1.5-2h，對進水BOD5的去除率可以達到20%-30%，對懸浮物SS的去除率可以達到50%以上。

（1）根據(jù)初沉池的形式及刮泥機的形式，確定刮泥方式、刮泥周期的長短。避免沉積污泥停留時間過長造成浮泥，或刮泥過于頻繁或刮泥太快擾動以下沉的污泥。

（2）初沉池一般采用間歇排泥，要注意總結(jié)經(jīng)驗并根據(jù)經(jīng)驗人工掌握好排泥次數(shù)和排泥時間。當采用連續(xù)排泥時，應注意觀察排泥的流量和排放污泥的顏色。

（3）巡檢是注意觀察各池的出水量是否均勻，還要觀察出水堰出流是否均勻，堰口是否被浮渣封堵，并及時調(diào)整或修復。

（4）巡檢時注意觀察浮渣斗中的浮渣是否能順利排出，浮渣刮板和浮渣斗擋板配合是否適當，并及時調(diào)整或修復。

（5）巡檢時注意辨聽刮泥、刮渣、排泥設備是否有異常聲響，同時檢查其部件是否有松動等，并及時調(diào)整或修復。

（6）排泥管道至少每月沖洗一次，防止泥沙、油脂等在管道內(nèi)尤其是閥門處造成淤塞，冬季還應當增加沖洗次數(shù)。每年將初沉池排空，進行徹底清理檢查。

（7）按規(guī)定對初沉池的常規(guī)檢測項目進行及時分析化驗，尤其是SS等重要項目要及時比較，確定SS去除率是否正常，如果下降就應采取必要的整改措施。

（8）初沉池的常規(guī)檢測項目：進出水的水溫、PH值、CODcr、BOD5、TS、SS及排泥的含固量和揮發(fā)性固體含量等。

為充分發(fā)揮初沉池的作用，許多污水廠的剩余污泥都從初沉池集中排放，因此，初沉池出水中帶有細小懸浮顆粒的 原因主要有：水力負荷沖擊或長時間超負荷；因為水短流二減少了停留時間，一直絮體在沉降下去之前即隨水流進入出水堰；曝氣池活性污泥過度曝氣，是污泥自身氧化而解體；進水中增加了某些難沉淀污染物顆粒。

與以上原因?qū)慕鉀Q辦法有：增加調(diào)節(jié)池，均勻分配進水水力負荷；調(diào)整進水、出水設施的不均勻性，減輕沖擊負荷的影響，克服短流情況；調(diào)整曝氣池的運行參數(shù)，以改善污泥絮凝性能，如營養(yǎng)鹽缺乏時及時補充，泥齡過長造成污泥老化是應縮短泥齡，過度曝氣應調(diào)整曝氣量；投加絮凝劑，改善某些難沉淀懸浮顆粒的沉降性能；使消化池、濃縮池上清液均勻進入初沉池，消除其負面影響；使二沉池剩余污泥均勻進入初沉池，消除剩余污泥回流帶來的影響。