曝气沉砂池教学课件.

排沙管
压缩空气 输送管
带变速箱的电动机 传动齿轮
沉砂 部分
流出口 流入口
转动轴
转盘与叶片
砂 斗
45°
砂提升管
图 7-28 钟式沉淀池工艺图
第三章第四节 初 沉 池
一、初 沉 池概述
1、作用：初沉池的主要作用是去除污水中的悬浮固体 SS和生物需氧量BOD5。 2、工作过程：在流速不大时，密度比水大的悬浮物SS 会借重力作用在污水中沉淀下来，实现与污水的分离 。沉淀下来的污泥由刮泥机刮至泥斗，用泵排出；浮 渣则由刮泥机所附刮渣器刮到浮渣槽，流入浮渣井。 水由溢流堰流出。 3、分类：平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀 池
（按砂粒比重2.65，去除d≥0.2mm砂粒来设计 （3）t停留≥30"，一般为30"~60"
（4）H有效=0.25~1.0m, ≤1.20m, 每格宽度b≥0.6m （5）沉砂量标准
生活污水：0.01~0.02l/人.d 城市污水： 3m3/105m3污水
砂含水率60%，容重1500㎏/m3，贮砂斗的容积 按2d沉砂量计算，砂斗倾角55º~60º （6）超高≥ 0.3m
有异向流、同向流、横向流三种，目前在实际工程中应用 的是异向流斜板（管）沉淀池，其结构见图4-12。
穿孔集水管
絮 疑 池
500
清水区
穿孔排泥管
斜管区 配水区
积泥区
Ⅱ-Ⅱ剖面
图 7-12 斜管沉淀池示意
优缺点 优点： 1.沉淀面积增大； 2.沉淀效率高，产水量大； 3.水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀； 缺点： 1.由于停留时间短，其缓冲能力差； 2.对混凝要求高； 3.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜 板（管）

曝气沉砂池原理、设计要点和计算1.曝气沉砂池的原理曝气沉砂池是在池一侧近池底处曝气，空气扩散器（板）距离池底0.6-0.9m，池内水流做旋流运动，无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。

由于旋流产生的离心力，把密度较大的无机物颗粒被甩向外层井下沉，相对密度较轻的有机物旋转至水流的中心部位随水带走．重的砂粒落到池底并滑入集砂槽。

螺旋形的流态主要是池一侧鼓入空气所形成，不是靠水流形成的，因而曝气沉砂池可以在进水流量变化很大的范围内，获得良好的运行效果，比平流式沉砂池对流量变化的适应性好，而且可使砂中有机物含量低于10%。

曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，曝气沉砂池的缺点是在曝气过程中有臭气散发，运行时泡沫较多，夏季对空气污染较大。

由于曝气提高了污水的溶解氧，在不设初沉池的情况下，容易破坏后续厌氧过程，影响除磷效果。

2.曝气沉砂池的设计要点①旋流速度应保持0.25-0.3m/s。

②水平流速为O.lm/s.③最高时流量的停留时间应大于2min。

④有效水深为2-3m，宽深比一般采用1-1.5。

⑤长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板。

⑥处理每立方米污水的曝气量为0.1-0.2m3空气。

⑦空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6-O.9m，送气管应设置调节气量的阀门。

⑧池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板。

⑨池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板。

⑩池内应考虑设消泡装置。

3.计算例题某城镇污水处理厂的最大设计流量为0.8m3/s，求曝气式沉砂池的总有效容积、水流断面积、池总宽度、池长等各部分尺寸及每小时所需空气量。

(1）池子总有效容积V(m3)V=Q max t×60式中Q max为最大设计流量，m3/s,Q max=O.8m3/s;t为最大设计流量时的流行时间，min，取t=2min.V=O.8×2×60=96m3(2）水流断面积A(m2)A=Q max/v式中，V1为最大设计流量时的水平流速，m/s，取V1=O.lm/ s。

景观水体生态修复的应用案例
案例一
某公园景观水体采用曝气生态浮床工艺，通过在浮床上种植水生植物并曝气， 提高水体溶解氧含量，改善水体生态环境。
案例二
某河流生态修复工程采用曝气增氧技术，通过曝气机向水体中充入空气，增加 溶解氧含量，促进水生生物的生长和水体自净能力的提升。
THANKS。
分析曝气池运行过程中产生的污染物 对环境的影响，并提出相应的环保措 施。
技术经济分析
结合曝气池的运行效果、能耗、环境 影响等方面进行综合评估，为工艺优 化提供依据。
04
曝气池的优化与改造
曝气池的优化策略
提高充氧效率
通过改进曝气装置，降低能耗，提高氧的利 用率。
优化池型设计
根据处理工艺要求，合理设计曝气池的池型 、尺寸、深度等参数，提高处理效率。
可靠性原则
设计应考虑曝气池的稳定性和 耐冲击性，确保长期稳定运行
。
环保性原则
设计应减少对环境的负面影响 ，如减少噪音、减少污水泄漏
等。
曝气池的运行管理
监测与控制
对曝气池的各项运行参数进行 实时监测，如溶解氧、pH值、 温度等，并采取相应的控制措
施。
污泥管理
定期监测和调整污泥的沉降性 、活性及数量，确保微生物的 活性及降解效率。
处理；循环混合式则介于两者之间。
此外，按照是否需要压缩空气，曝气池又可以分为鼓风式和自然曝气式 两种类型。鼓风式曝气池需要鼓风机提供压缩空气，而自然曝气式则利 用水力或机械搅拌等方式实现曝气。
02
曝气原理及设备
曝气原理
01
曝气原理总结
曝气是使空气与水在池内充分混合，从而使池内的好氧微生物充分接触
的污水处理需求。

机物而影响水质。
适用性
沉砂池适用于处理含有大量无机 颗粒和重金属的污水，沉淀池则 适用于生活污水和工业废水的处
理。
04
实际应用案例
沉砂池应用案例
案例一
某城市污水处理厂的预处理阶段，采用沉砂池去除污水中的大颗粒砂砾和悬浮物。该沉砂池设计为平 流式，有效水深为2.5米，水平流速为0.4m/s，通过重力分离作用，将比重较大的无机颗粒物与有机 悬浮物进行分离。
出水质量
经过沉砂池处理后的出水 较为清澈，而沉淀池处理 后的出水可能含有少量悬 浮物和有机物。
应用场景比较
应用场景
沉砂池适用于处理含有大量无机颗粒 和重金属的污水，如工业废水。沉淀 池则广泛应用于生活污水和工业废水 的处理。
处理量
设计参数
沉砂池的设计参数主要包括水流速度 、停留时间和池深等，而沉淀池的设 计参数则包括表面负荷率、沉淀时间 和上升流速等。
对于大型污水处理厂，沉砂池和沉淀 池通常会结合使用，以充分发挥各自 的优势。
优缺点比较
优点
沉砂池可以有效去除无机颗粒和 重金属，减轻后续处理设备的负 担；沉淀池则可以有效去除悬浮 物和部分有机物，提高出水质量
。
缺点
沉砂池可能会因为颗粒物在池底 的积累而导致堵塞；沉淀池则可 能因为出水含有少量悬浮物和有
沉砂池与沉淀池污水处理课 件
目录
• 沉砂池介绍 • 沉淀池介绍 • 沉砂池与沉淀池的比较 • 实际应用案例 • 未来发展趋势与展望
01
沉砂池介绍
沉砂池的定义与作用
定义
沉砂池是污水处理厂中用于去除污水中的无机砂粒和杂质的构筑物。
作用
通过降低流速、沉淀和分离，将污水中的大颗粒无机物从水中分离出来，减轻 后续处理单元的负担，保护水泵和管道免受磨损，提高污水处理的稳定性和可 靠性。

目录绪论 (1)1 沉砂池 (1)1.1 沉砂池的基本定义 (1)1.2 污水中的砂粒 (1)1.3 沉砂池的作用 (1)1.4 沉淀池的分类 (1)2 曝气沉砂池 (1)2.1 曝气沉砂池的定义 (1)2.2 曝气沉砂池的特点 (2)2.3 曝气沉砂池的构造及工作原理 (2)2.4 曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点 (2)2.5 曝气沉砂池的沉砂效率 (3)2.6 曝气沉砂池的清砂方式 (4)3 曝气沉砂池的设计 (5)3.1设计参数 (5)3.2 注意事项 (6)3.3 设计计算 (6)3.4 实际设计与计算 (7)4 结束语 (8)5 参考文献 (9)绪论本文介绍了工业污水处理中常用的曝气沉砂池工艺以及与其的相关理论基础知识，旨在全面了解曝气沉砂池的构造，工作流程，及其优点与不足。

通过学习并根据已知条件，初步设计简单的曝气沉砂池构型，通过数据采集计算，确定其具体参数，完成设计。

从而全面、准确、深刻的了解曝气沉砂池。

1 沉砂池1.1 沉砂池的基本定义城市污水或综合污水的处理一般在预处理段设置沉砂池。

沉砂池的作用是去除水中密度比较大的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，来减轻水泵和管道的摩擦，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机物组分的含量，提高污泥作为肥料的价值[1]。

1.2 污水中的砂粒污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机物颗粒，如树皮、骨头、种粒等。

在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐败的污泥，因此，这些颗粒物质都应在沉砂池中被去除。

1.3 沉砂池的作用（1）防止活动的机械设备受到磨损而带来不正常的损耗；（2）减少在管道、渠道和导管中形成重沉积物；（3）减少消化池由于砂过分累积引起的清理频率。

实质上除砂是在离心机，换热器和高压隔膜泵之前[2]。

目录绪论11 沉砂池11.1 沉砂池的基本定义11.2 污水中的砂粒11.3 沉砂池的作用11.4 沉淀池的分类12 曝气沉砂池12.1 曝气沉砂池的定义12.2 曝气沉砂池的特点22.3 曝气沉砂池的构造及工作原理22.4 曝气沉砂池中的水流及颗粒轨迹特点22.5 曝气沉砂池的沉砂效率32.6 曝气沉砂池的清砂方式43 曝气沉砂池的设计53.1设计参数53.2 注意事项63.3 设计计算63.4 实际设计与计算74 结束语85 参考文献9绪论本文介绍了工业污水处理中常用的曝气沉砂池工艺以及与其的相关理论基础知识，旨在全面了解曝气沉砂池的构造，工作流程，及其优点与不足。

通过学习并根据已知条件，初步设计简单的曝气沉砂池构型，通过数据采集计算，确定其具体参数，完成设计。

从而全面、准确、深刻的了解曝气沉砂池。

1 沉砂池1.1 沉砂池的基本定义城市污水或综合污水的处理一般在预处理段设置沉砂池。

沉砂池的作用是去除水中密度比较大的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，来减轻水泵和管道的摩擦，防止后续处理构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机物组分的含量，提高污泥作为肥料的价值[1]。

1.2 污水中的砂粒污水中的砂粒是指相对密度较大，易沉淀分离的一些大颗粒物质，主要是污水中的无机性砂粒，砾石和少量较重的有机物颗粒，如树皮、骨头、种粒等。

在颗粒物质的表面还附着一些粘性有机物，这些粘性有机物是极易腐败的污泥，因此，这些颗粒物质都应在沉砂池中被去除。

1.3 沉砂池的作用（1）防止活动的机械设备受到磨损而带来不正常的损耗；（2）减少在管道、渠道和导管中形成重沉积物；（3）减少消化池由于砂过分累积引起的清理频率。

实质上除砂是在离心机，换热器和高压隔膜泵之前[2]。

1.4 沉淀池的分类常选用的沉砂池有平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池4种。

平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有构造简单、处理效果较好的优点。

辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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L=vt L vt 式中：v—最大设计流量时的速
A qv max / v
式中V—沉砂斗容积，m^3 X—城镇污水的沉砂量，一般采用 2 0.03L/m^3 T—排砂时间的间隔，d 式中： h2——设计有效水深。 Kz—污水流量总变化系数。 5.贮砂斗各部分尺寸计算 4. 贮砂斗所需容积V 设贮砂都底宽b1=0.5m；斗壁与水 平面的倾角为 60 度，则贮砂斗的 q X T 86400 v max 上口宽 b2 为 ; V B2=2h3/tg60+b1 k z 10 6 贮砂斗的容积V1： V1=1/3h3(S1+S2+ ) 式中:式中： X—— 城市污水的沉砂量 V1 —贮砂斗容积，m^3 , h3—贮砂斗高度， 一般采用m 30m3/ S1 S2—贮砂斗上下口面积， 6m3污水）; (10 m^2
平流式沉池砂

平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式， 它具有截留无机颗粒效果较好，构造较简单等优点。
1，污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应 不小于0.15m/s； 2，最高流量时，污水在池内的停留时间不应小于 30s，一般取30～60s； 3，有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25～1.0m, 每格宽度不宜小于0.6m； 4，池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除沉砂设备 时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。
h h1 h2 h3 Vmin=Q/n1Amin 式中 : h1—— 超高， m； 式中： n1 —最小流量 h2——有效水深,m; 2 h ' 时工作的沉沙数目： 3 底设 b2 6% 坡度坡向砂斗， b1 h3——贮砂斗高度,m。 tg 60
◦
则; 贮砂斗的容积V1： H3=h3+0.06*l2 V h' ( S S S S ) 7,池总高度H： 式中:h’3 ——贮砂斗高度，m； S1，S2 H=h1+h2+h3 ——贮砂斗上口和下口 式中：的面积。 h1—超高，m 6.贮砂室的高度h3 8, 核算最小流速vmin: 设采用重力排砂，池底坡度i=

η
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
总去除率 表观去除率
0 15 30 45 60 90 180 t(min)
不同沉淀时间的总去除率
下图的运动迹线中的相似三角形存在着如下的关系：
v/u0L/H
vu0(L/H)
将上式带入式 v q v/A ' q v/H b中并简化后得出
沉砂池设置目的就是去除污水中泥沙、 煤渣等相对密度较大〔比重为2.65〕的 无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的 正常运行。
沉砂池 的作用
沉砂池的 工作原理
沉砂池的 几种型式
一、概论
从污水中去除砂子、煤渣等比重 较大的无机颗粒，以免这些杂质影 响后续处理构筑物的正常运行。
以重力或离心力分离为基础，将 进入沉砂池的污水流速控制在只能 使比重大的无机颗粒下沉，而有机 悬浮颗粒则随水流带走。
t(min)
不同沉淀时间的总去除率
η
1 0.9
0.8 0.7
0.6 0.5
0.4
0.3 0.2
0.1 0
0 0.67 1.33 2 2.67 4
8
u,cm/min
不同沉淀速度的总去除率
思考题
下图是沉降实验所得总去除率与颗粒沉淀速度u0 的 关系，有人认为从图中可以看出，颗粒的沉淀速度越 大去除率越低。另外的人认为沉淀速度越大说明颗粒 粒径越大，而颗粒越大越易除去，为什么此时去除率 越低呢？你如何解释？
斯托克斯定律 讨论
uS118S Lgd2
由上式可知，颗粒沉降速度uS与下述因素有关：
❖当ρS大于ρL时，ρS-ρL为正值，颗粒以uS下沉； ❖当ρS与ρL相等时，uS=0，颗粒在水中呈悬浮状 态，这种颗粒不能用沉淀去除； ❖ρS小于ρL时，ρS-ρL为负值，颗粒以uS上浮，可 用浮上法去除。 ❖uS与颗粒直径d的平方成正比，因此增加颗粒直径 有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。

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缓冲层
d 平流式沉淀池的流入装置与出流堰的一种形式
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e 目前多采用如下图所示的锯齿形溢流堰，这种 溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水 面应位于齿高度的1/2处。
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g 多斗排泥平流式沉淀池
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平流式沉淀池的构造及工作特点（进水）
•锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2
处。
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• 为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降， 在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调 节装置，使出口堰口尽可能水平。
• 堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置 浮渣收集和排除装置。
• 多斗式沉淀池，不设置机械刮泥设备。每 个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥， 互不干扰，保证沉泥的浓度。
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二、曝气沉砂池
• 功能: 解决沉砂中夹带有机物和被有机物 包裹的砂粒截留效果不好的问题。
• 曝气的作用: 曝气及水流的螺旋旋转作用， 使污水中的有机颗粒相互碰撞、摩擦，并 受到气泡上升时的冲刷作用，进而将粘附 在砂砾上的有机污染物去除，使得沉于池 底的莎莉较为洁净。（曝气沉砂池沉碴中 有机物含量仅5％左右，不易腐败）；具有 预曝气、脱臭、防止厌氧分解、除泡等作
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• 水流状态: 池中污水呈螺旋状前进
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2、主要设计参数
–水平流速v 0.08~0.12m/s，旋流速度v 旋 0.25~0.4m/s
–停留时间T 1~3min(最大流量时)，通常 4~6min，若作为预曝气则停留时间为 10~30min
–有效水深H 2~3 m ；有效宽/深比 1~1.5
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根据有关制造商提供的曲线,其驱动装置的转速和有机物的分离效率 之间存在如下关系:
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七、旋流沉砂池
目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏和比氏两大类。钟式 沉砂池工作构造图如下：
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1. 钟式沉砂池工作原理
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如图1所示，水流通过配水进入沉淀池,根据离配水装置的远近可 分为A、B、C三个区。 进入A区的水流方向变化大，随着水流方向的急剧变化。形成一定强度 的水流梯度，水流经过斜管后，容易造成矾花的剪碎或影响颗粒的粒 度大小，致使沉淀效果差。 相对A区来说，B区、C区较好些。但C区由于水流缓慢，易形成死泥， 使积泥过多，如不及时排除，也易带出水面。特别在温度较高时，水 中微生物多,带出的颗粒易堵塞斜管，使出水量减少，影响沉淀池沉淀 效果。 因此，在生产中采用穿孔花墙及缝隙进水墙，应注意通过孔口的大小 来控制流速，不使矾花破碎，配水孔与斜管底部及排泥区的高度要根 据实际情况确定.
进水断面大，进水易均匀
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向心式的表面负荷可提高约1倍。最新课件442.特点最新课件
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3.设计
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4．池形分析
对矩形池和幅流式圆形池沉淀效率对比研究表明矩形池沉淀效果良好 ，分析认为： 入流和出流部分的紊流：
如当圆池直径为20m，水深3.04m，不发生紊流的容积约仅占全部容积 的40%；对同样矩形吃来说，宽6m，水深3m，长53m，不发生紊流的长度为 47m，占全部容积的88%。 水流的稳定性与短路流