平流式沉淀池的基本构造和设计参数

沉淀池多为钢筋混凝土的水池,其内部按水的流态及其功能,通常可分为:①进水区;②沉淀区;③出水区;④缓冲层、污泥区与排泥斗。其示意图如图6-20所示。

图6-20 平流式沉淀池中各区域分布示意图

(1)进水区。进水区的功能是使水流从进水口均匀地分布在沉淀区的截面上,并尽量减少扰动。一般做法是使水流从絮凝池直接流入沉淀池。通常将絮凝池和沉淀池之间的隔墙做成穿孔墙,如图6-21所示。为防止絮凝体破碎,洞口流速不宜大于0.15〜0.2m/s;为保证穿孔墙的强度,洞口总面积不宜过大。洞口的断面形状宜沿水流方向渐次扩大,以减少进口的射流。如前所述,要降低沉淀池中水流的Re和提高水流的Fr,必须设法减小水力半径。采用导流墙、对平流式沉淀池进行纵向分格等均可减小水力半径,改善水流条件。如图6-21所示。

图6-21 穿孔墙

(2)沉淀区。沉淀区的高度与其前后有关净水构筑物的高程布置有关,一般为3〜4m。沉淀区的长度L决定于水平流速v和停留时间了,即L=vT。沉淀区的宽度决定于流量Q、池深H和水平流速v,即B=Q/Hv.沉淀区的长、宽、深之间互相关联,应综合研究决定,还应核算表面负荷率。一般认为,长宽比不小于4, 长深比宜大于10。每格宽度宜在3〜8m,不宜大于15m。

(3)出水区与出水堰。沉淀区的水应尽量在出水区均匀流出。一般采用堰口布置,沉淀池的出水堰多为三角溢流堰,它是由一系列直角三角堰构成的锯齿形堰口,常用齿深5cm的堰口,见图6-22 (a)也有采用穿孔集水渠的做法,通过一系列淹没式出水孔口出水。为缓和出水区附近的流线过于集中的局面,应尽量增加出水堰的长度,以降低堰口的流量负荷。目前,我国常用的增加堰长的办法是采用多重堰、双面堰等,如图6-22所示。

                                                                                                                                   图6-22 沉淀池出水堰及其布置

(4)缓冲层、污泥区和排泥装置。沉淀池须有污泥区以便间歇的进行排泥。为便于排泥,沉淀池多采用斗形底。原水浊度不高时可采用单斗,浊度较高时可用多斗式排泥装置,如图6-23所示。排泥斗的数量和大小应根据原水浊度、沉淀池尺寸等通过技术比较后确定。

穿孔管排泥是另一种水力排泥方法,它适用于原水浊度不大的中小型沉淀池。穿孔管置于排泥槽底部。排泥槽的底部应作成长斗形,以便污泥自动流向中央穿孔排污污管。如图 6-23所示。

图6-23 多斗式沉淀池

1 – 进水管;2 – 隔板絮凝池;3 – 沉淀池;4 – 出水管;5 – 排泥管

采用机械排泥装置,这种沉淀池的底为平底或只有很小的底坡,沉下的污泥靠刮泥机的刮泥板把池底沉泥刮到集泥斗中,再定期排出池外。机械排泥服务的面积大,效果好,可实现连续排泥,适用于大池型,多用于大中型平流式沉淀池。图6-24为多口虹吸式吸泥机装置。吸泥动力利用沉淀池水位所能形成的虹吸水头。集泥板、吸口、吸泥管、排泥管成排地安装在桁架上,整个桁架利用电机和传动机构通过滚轮架设在沉淀池壁的轨道行走。在行进过程中将池底积泥吸出并排人排泥沟。这种吸泥适用于具有3m以上虹吸水头的沉淀池。由于吸泥动力较小,池底积泥中的颗粒太粗时不易吸起。

图6-24 多口虹吸式吸泥机(单位:mm)

当沉淀池为地下式时,如池内外的水位差有限,可采用泵吸排泥装置,其构造和布置与虹吸式相似,但用泥泵抽吸。

还有一种单口扫描式吸泥机,它是在总结多口吸泥机的基础上设计的。其特点是无需成排的吸口和吸管装置。当吸泥机沿沉淀池纵向移动时,泥泵、吸泥管和吸口沿着横向来回行走吸泥。