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沉淀池

沉淀池是應用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構筑物，沉淀池在廢水處理中廣為使用。它的型式很多，按池內水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。 考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素，假設顆粒的沉速以等加速改變，并設起始沉速為零。結合考慮管內的流速分部，則斜管長度為：-d*tgθ式中a為顆粒沉速變化的加速度，即a=du/dt上述三種方法，各有不足之處。

 定義
英文：sedimentation tank
名詞解釋：利用重力作用沉淀去除水中懸浮物的一種構筑物[1] 
分類概述
平流式
由進、出水口、水流部分和污泥斗三個部分組成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用磚石圬工結構，
沉淀池或用磚石襯砌的土池。平流式沉淀池構造簡單，沉淀效果好，工作性能穩定，使用廣泛，但占地面積較大。若加設刮泥機或對比重較大沉渣采用機械排除，可提高沉淀池工作效率。
特點
1．平流式沉淀池的構造及工作特點
為帶行車式刮泥機的平流式沉淀池。
斜管沉淀池
為使入流污水均勻與穩定的進入沉淀池，進水區應有整流措施。入流處的擋板，一般高出池水水面0.1—0.15m，擋板的浸沒深度應不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，擋板距進水口0.5～1.0m。
平流式沉淀池的出流裝置。
出水堰不僅可控制沉淀池內的水面高度，而且對沉淀池內水流的均勻分布有直接影響。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/m·d，二沉池為130～250m3/m·d。鋸齒形三角堰應用普遍，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。擋板應當高出水面0.1～0.15m，浸沒在水面下0.3～0.4m，距出水口處0.25～0.5m。
多斗式沉淀池，可以不設置機械刮泥設備。每個貯泥斗單獨設置排泥管，各自獨立排泥，互不干擾，保證沉泥的濃度。在池的寬度方向污泥斗一般不多于兩排。
2．平流式沉淀池的設計
沉淀池功能設計的內容包括沉淀池的只數、沉淀區的尺寸和污泥區尺寸等。
豎流式
池體平面為圓形或方形。廢水由設在沉淀池中心的進水管自上而下排入池中，進水的出口下設傘形擋板，使廢水在池中均勻分布，然后沿池的整個斷面緩慢上升。懸浮物在重力作用下沉降入池底錐形污泥斗中，澄清水從池上端周圍的溢流堰中排出。溢流堰前也可設浮渣槽和擋板，保證出水水質。這種池占地面積小，但深度大，池底為錐形，施工較困難。
輻流式
池體平面多為圓形，也有方形的。直徑較大而深度較小，直徑為20～100米，池中心水深不大于4米，周邊水深不小于1.5米。廢水自池中心進水管入池，沿半徑方向向池周緩慢流動。懸浮物在流動中沉降，并沿池底坡度進入污泥斗，澄清水從池周溢流入出水渠。
新型
近年設計成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加設斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，縮短沉淀時間，減小沉淀池體積。但有斜板、斜管易結垢，長生物膜，產生浮渣，維修工作量大，管材、板材壽命低等缺點。正在研究試驗的還有周邊進水沉淀池、回轉配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。
沉淀池有各種不同的用途。如在曝氣池前設初次沉淀池可以降低污水中懸浮物含量，減輕生物處理負荷在曝氣池后設二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，還有在二級處理后設置的化學沉淀池，即在沉淀池中投加混凝劑，用以提高難以生物降解的有機物、能被氧化的物質和產色物質等的去除效率。
水平管
水平管沉淀池是目前接近“哈真”淺層理論的沉淀池，它將沉淀管水平放置，沿水平行流動，懸浮物垂直分離，具有沉淀和分離功能。安裝時可將預制的“水平管”模塊組裝為水平管沉淀池。水平管沉淀分離裝置分成若干層，由此增加了沉淀面積，減小了懸浮物的沉降距離，縮短了懸浮物沉淀時間；水平管單元的垂直斷面形狀為菱形，管底側向設有排泥狹縫，沉泥順側底下滑，再通過排泥狹縫滑入下面的水平管沉淀單元，懸浮物通過水平管及時與水分離，水走水道、泥走泥道，改善了懸浮物可逆沉淀的排泥條件，并避免了懸浮物堵塞管道和跑礬現象的發生。配備不停水自動沖洗系統，解決在水平管壁面上的沉泥附著積累問題。
注意事項
沉淀池池體平面為矩形，進口設在池長的一端，一般采用淹沒進水孔，水由進水渠通過均勻分布的進水孔流入池體，進水孔后設有擋板，使水流均勻地分布在整個池寬的橫斷面。沉淀池的出口設在池長的另一
廢水沉淀池端，多采用溢流堰，以保證沉淀后的澄清水可沿池寬均勻地流入出水渠。堰前設浮渣槽和擋板以截留水面浮渣。水流部分是池的主體。池寬和池深要保證水流沿池的過水斷面布水均勻，依設計流速緩慢而穩定地流過。池的長寬比一般不小于4，池的有效水深一般不超過3米。污泥斗用來積聚沉淀下來的污泥，多設在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。
為避免短流，一是在設計中盡量采取一些措施（如采用適宜的進水分配裝置，以消除進口射流，使水流均勻分布在沉淀池的過水斷面上，降低紊流并防止污泥區附近的流速過大，采用指形出水槽以延長出流堰的長度；沉淀池加蓋或設置隔墻，以降低池水受風力和光照升溫的影響；高濃度水經過預沉，以減少進水懸浮固體濃度高產生的異重流等）；二是加強運行管理，在沉淀池投產前應嚴格檢查出水堰是否平直，發現問題，要及時修理。在運行中，浮渣可能堵塞部分溢流堰口，致使整個出流堰的單位長度溢流量不等而產生水流抽吸，操作人員應及時清理堰口上的浮渣；用塑料加工的鋸齒形三角堰因時間關系，可能發生變形，管理人員應及時維修或更換，以保證出流均勻，減少短流。通過采取上述措施，可使沉淀池的短流現象降低到小限度。
對于已經在斜板和斜管上生長的藻類，可用高壓力水沖洗，往往一經沖洗即可去除附著的藻類。活性污泥處理系統的二次沉淀池是該系統的重要組成部分。二次沉淀池的運轉是否正常，直接關系到處理系統的出水水質和回流污泥的濃度，對整個系統的凈化效果產生重大影響。二次沉淀池運行管理較為復雜，其運行過程中常見問題及防止措施參見“活性污泥法處理系統的運行管理”。
作用編輯
沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分離的構筑物，多為分離顆粒較細的污泥。在生化之前的稱為初沉池，沉淀的污泥無機成分較多，污泥含水率相對于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般稱為二沉池，多為有機污泥，污泥含水率較高。
技術參數
斜管onclick=“g(沉淀池)； 沉淀池設計原理了創造理想的層流條件，提高去除率，需要控制雷偌數Re=，斜管由于濕周p長，故Re可控制在200以下。遠小于層流界限500。又從佛勞德數Fr=可知，由于P
高效沉淀池長，W小，Fr數可達10.3-10.4。
異向流斜管onclick=g(沉淀池>沉淀池的水力計算可歸納為如下三種：
2.1分離粒徑法：
可分離顆粒的粒徑dp可表示為：
若用可分離顆粒沉速us來表示，則：
式中：Q—onclick=g(沉淀池)>沉淀池流量
A—斜管區水面面積
Af—斜管總投影面積
K—顆粒粒徑與沉速的變換系數
V—斜管中的水流速度
L—顆粒沉降需要的長度
d—斜管的垂直高度
θ—斜管傾角

2.2 特性系數法
按照沉淀不理的端面所求得的可分離沉速usc與us關系為：usc=us，s為一常數。S值被稱為斜管的特性參數，雖斷面形狀而定。
考慮到顆粒沉淀過程中的絮凝因素，假設顆粒的沉速以等加速改變，并設起始沉速為零。結合考慮管內的流速分部，則斜管長度為顆粒沉速變化的加速度，即上訴三種方法，各有不足之處，在還沒有更完善的斜
平流沉淀池管沉淀池計算方法之前，認為分離粒徑可作為斜管沉淀計算的出發點。斜管沉淀池的流態設計
對斜管沉淀池進行設計需要以下參數：
截留速度
斜管沉淀池在布置方面的差別，將影響設計截留速度值的取用。一般規模較大的斜管沉淀池，由于其進水分配和出水收集不容易保證均勻。而設計時宜選用指標低于規模較小的斜管沉淀池。在異向流斜管沉淀池設計中，截留速度一般為0.15-0.40mm/s。
管徑與管距
國內異向流斜管沉淀池的斷面幾乎采用正六角行，一般用內切直徑作為管徑用于給水處理的異向流斜管沉淀池的管徑為25-35mm。
斜管長度
斜管長度一般不宜小于50cm，斜管的長度取決于斜管的加工和沉淀池的池深。
傾角
異向流傾角需要保持45-600
上升流速或表面符合率
異向流流速8.3-14mm/s。
雷偌數（Re）
一般平流式沉淀池中的雷偌數（Re）常在104上，而水流屬于紊流。斜管沉淀池則由于濕周增加，水力半徑降低，而雷偌數（Re）明顯減少，以致完全有條件控制在層流條件下（Re數小于500）。
佛勞德數
在平流式沉淀池中，Fr值大致為10-5的數量級。斜管沉淀池由于水力半徑減少和水流速度提高的提高，Fr數一般在10-3-10-4 的范圍內，因而水流穩定性明顯增加。
使用管理
沉淀池運行管理的基本要求是保證各項設備安全完好，及時調控各項運行控制參數，保證出水水質達到規定的指標。為此，應著重作好以下幾方面工作。
避免短流
進入沉淀池的水流，在池中停留的時間通常并不相同，一部分水的停留時間小于設計停留時間，很快流出
柳鋼旋流沉淀池池外；另一部分則停留時間大于設計停留時間，這種停留時間不相同的現象叫短流。短流使一部分水的停留時間縮短，得不到充分沉淀，降低了沉淀效率；另一部分水的停留時間可能很長，甚至出現水流基本停滯不動的死水區，減少了沉淀池的有效容積。總之短流是影響沉淀池出水水質的主要原因之一。形成短流現象的原因很多，如進入沉淀池的流速過高；出水堰的單位堰長流量過大；沉淀池進水區和出水區距離過近；沉淀池水面受大風影響；池水受到陽光照射引起水溫的變化；進水和池內水的密度差；以及沉淀池內存在的柱子、導流壁和刮泥設施等，均可形成短流形象。
加混凝劑
當沉淀池用于混凝工藝的液固分離時，正確投加混凝劑是沉淀池運行管理的關鍵之一。要做到正確投加混凝劑，必須掌握進水質和水量的變化。以飲用水凈化為例，一般要求2-4小時測定一次原水的濁度、pH值、水溫、堿度。在水質頻繁季節，要求1-2小時進行一次測定，以了解進水泵房開停狀況，根據水質水量的變化及時調整投藥量。特別要防止斷藥事故的發生，因為即使短時期停止加藥了也會導致出水水質的惡化。
及時排泥
及時排泥是沉淀池運行管理中極為重要的工作。污水處理中的沉淀池中所含污泥量較多，有絕大部分為有機物，如不及時排泥，就會產生厭氧發酵，致使污泥上浮，不僅破壞了沉淀池的正常工作，而且使出水質惡化，如出水中溶解性BOD值上升；pH值下降等。初次沉淀的池排泥周期一般不宜超過2日，二次沉淀池排泥周期一般不宜超過2小時，當排泥不徹底時應停池（放空）采用人工沖洗的方法清泥。機械排泥的沉淀池要加強排泥設備的維護管理，一旦機械排泥設備發生故障，應及時修理，以避免池底積泥過度，影響出水水質。
防止藻類
在給水處理中的沉淀池，當原水藻類含量較高時，會導致藻類在池中滋生，尤其是在氣溫較高的地區，沉淀池中加裝斜管時，這種現象可能更為突出。藻類滋生雖不會嚴重影響沉淀池的運轉，但對出水的水質不利。防止措施是：在原水中加氯，以抑止藻類生長。采用三氯化鐵混凝劑亦對藻類有抑制作用。