沉沙池一般设置在泵站或沉淀池之前,用以分离废水中比重较大的砂粒、灰渣等无机固体颗粒,使水泵和管道免受磨损和阻塞,同时也减轻沉淀池的无机负荷,使污泥具有良好的流动性,便于排放输送。
按照池内水流方向的不同,沉砂池可分为平流式和竖流式两种,其中以平流式应用最为广泛。近年来,曝气沉砂池也得到了推广应用。
一、平流沉砂池
这种沉砂池的构造如图3-14。他的上部过水部分,是一条加宽了的明渠,渠的两端设有控制闸板,池底设有1~2个倒棱台形的贮砂斗,斗底有带闸阀的排砂管。 平流沉砂池的主要设计参数如下:
(1)流量 当废水以自流方式进入时,应取最大小时流量;当用泵送入时,应取工作水泵的最大组合流量。
(2)分格数 分格数一般不小于2,并按方式运行。运行格数的多少随实际流量大小而定。
(3)流速 应控制在最大流速0.3m/s和最小流速0.15m/s之间,以保证比重较大的无机颗粒下沉,而让有机悬浮物随水流出。
(4)停留时间 流量最大时,废水在池内的停留时间不小于30s,一般为30~60s。
(5)结构尺寸 有效水深一般为0.25~1.0m,不大于1.2m;超高不小于0.3m;每格宽不小于0.6m;沉砂量依水质不同而异,对城市污水可按每106m3废水产生3m3沉砂考虑,对工业废水需由实验确定。贮砂斗容积一般按2日以内的沉砂量设计,斗壁倾角不小于550;池底以0.01~0.02的坡度坡向砂斗。
平流沉砂池的设计计算要点如下:
(1)池长由设计流量下的水平流速和停留时间按确定。
(2)过水面积F由设计流量Q和水平流速,按 确定。
(3)池子总宽B由过水面积和有效水深h2确定, ;单格宽度b由总宽和分格数n按b=B/n确定。
(4)计算沉砂池有效水深h2,确定保护高度h1。
(5)核算最小流速(即最小流量时的流速) (m/s),如 为可行,否则应调整单宽b和水深h2。
二、曝气沉砂池
普通沉砂池因池内水流分布不均,流速多变,致使对无机颗粒的选择性截流效率不高,沉砂容易厌氧分解而腐败发臭。曝气沉砂池集曝气和除砂于一身,不但可使沉砂中的有机物降低至5%以下,而且还有预曝气、除臭、除油等多种功能。
曝气沉砂池(图3-15)是一个狭长渠道,沿渠壁一侧的整个长度上设置曝气装置。为增强曝气推动水流回旋的作用,可在曝气器的外侧装设倒流挡板。池底内侧设有集砂斗,池底以0.1~0.5的坡度破向砂斗。废水进入沉砂池后,在水平和回旋的双重推力作用下,以螺旋形轨迹向前流动。设计合理时,由曝气造成的横向环流有稳定的环流速度,足以保证较重的无机颗粒沉下,而较轻的有机颗粒悬浮于水中,并通过颗粒间的碰撞摩擦和水流的剪切力作用,把附着在砂粒上的有机质淘洗于水中,获得较为洁净的沉渣。
曝气沉砂池的主要设计参数如下:
(1)废水在池内的水平流速一般取0.08~0.12m/s,在过水断面周边的最大旋转线速为0.25~0.4m/s。
(2)废水在池内的停留时间取4~6 min,最大流量时为1~3min。
(3)有效水深取2~3m,宽深比为(1~l.5):1,长宽比可达5:1。
(4)曝气装置多采用穿孔管曝气器,孔径2.5~6.0 mm,曝气管安装于池壁一侧距池底0.6~0.9m处,曝气量为0.2m3(空气)/m3(水)或1.5m3(空气)/m3(池容)h。
曝气沉砂池的设计计算要点如下:
(1)总有效容积V(m3)由最大设计流量Q(m3/s)和相应的停留时间t(min)计算。
(2)过水断面积F(m2)由Q和相应的水平流速v1(m/s)计算。
(3)池长L(m)由V和F计算。
(4)池总宽B(m)由F和有效水深h2(m)计算。
(5)空气需用量qa(m3/h)由Q和1m3废水所需空气量d(m3/m3)确定。