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平流式理想沉淀池分流入区、流出区、沉淀区和底部的污泥区。从图中可以看出，必存在一种从A点进入、以流速为u0的颗粒，最后刚好在出水口D点沉入池底污泥区。根据几何相似原理，则u0/v=H/L，即u0＝vH/L。
1) ut大于u0 沉入池底（代表I轨迹的颗
粒）；
2) ut小于u0、且在对角线AD以上 不能
被去除（代表Ⅱ轨迹的颗粒）； 3) ut小于u0、且在对角线AD以下 仍可
以被去除（代表虚线Ⅱ轨迹的颗粒）。 设沉速ut < u0的颗粒质量为dP，则可被沉淀去除的量为ut /u0dP，故总去除率η＝(1－P0 )+1/ u0∫utdp ，用百分数表示为η%＝(100－P0)+100/u0∫utdp，与前者分析推导结果相同，说明理论上是可行的。 讨论：
（1）将实际数据 Q、L、B、H带入，则颗粒在池内最长沉淀时间为：
t＝L/v=H/ u0
沉淀池容积
V＝Qt＝HLB， Q＝HBL/t＝HA/t=Au0
所以
Q/A=u0＝q。
Q/A的物理意义：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，即表面负荷率或溢流率，用q表示( m3/m2s或m3/m2h)。表面负荷的数值等于颗粒沉速u0。 （2）沉速ut的颗粒去除率
由
L/v=h/ut，h＝utL/v
则沉速ut为的颗粒去除率为：
η＝h/H= utL/vH= ut/vH/L= ut/vHB/LB= ut/Q/A= ut/q= ut/u0。
重要结论：平流式理想沉淀池的去除率取决于表面负荷及颗粒沉速ut，而与t无关。 2 竖流式理想沉淀池 自学
3 实际沉淀池与理想沉淀池的差距 自学
1) 深度方向水流速度分布不均匀对去除率没有影响。
2) 宽度方向水流速度分布不均匀是降低沉淀池去除率的主要原因。
3) 紊流对去除率的影响：减慢沉速，降低去除率；扰动底部沉淀物，降低去除率。
第三节 沉砂池
1) 功能和任务：去除比重比较大的无机颗粒（ρ≧2.65，d≧0.21mm，或65目的砂），以
减轻对设备的磨损，降低或减轻构筑物（沉淀池）的负荷。 2) 设置位置：泵站、倒虹管和初沉池前。
3) 常见类型：平流式沉砂池、曝气沉砂池和多尔沉砂池等。 4) 设计规范要求：①组数不少于2组，一备一用；②设计流量：自流按最大设计流量设计，
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提升泵站按工作水泵最大组合流量设计，合流制系统按降雨时的设计流量设计；③沉砂量15~30m3/106m3污水，含水率60％；④砂斗容积≤2日沉砂量，斗壁与水平面倾角≧55°。
一、平流沉砂池
优缺点：构造简单、处理效果好，但重力排砂时构筑物需高架。 1 构造
入流渠、出流渠、闸板、砂斗组成。
2 设计参数
1) vmax≤0.3m/s，vmin≤0.15m/s。
2) 水力停留时间最大流量时不少于30s，一般30～60s。 3) 有效水深h≤1.2m，一般采用0.25~1.0m；池宽≧0.6m。 4) 进水头部应采取消能和整流措施。 5) 池底底坡一般为0.01~0.02。 6) 沉砂池超高不宜小于0.3m。
7) 排砂方式：重力排砂，排砂管d≧200mm。对大中型污水处理厂，一般采用机械排
砂。
3 计算公式
池长
L＝vt
v为最大设计流量时的停留时间； 水流断面面积
A＝Qmax/v；
池总宽
B＝A/h2
h2为设计有效水深； 沉砂斗容积
V＝86400Qmaxtx1/105K总
x1为城市污水沉砂量，取3 m3/105m3污水 ； 沉砂池总高度
H＝h1＋h2＋h3
h1为超高，取0.3m，h3为砂斗高度；
检验：按最小流速>0.15m/s进行验算，保证沉掉0.21mm的砂，而不去除有机物。
vmin＝Qmin/nω
ω为单池过水断面面积。
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二、曝气沉砂池
1) 使粘在砂粒上的污泥及有机物更好分离（通过摩擦作用实现），避免泥沙沉于初沉池而
影响污泥的处理。
2) 送入空气，使无机颗粒甩向外侧而沉淀。 3) 预曝气，改善污水水质，减轻散发气味。 1 构造
横断面呈矩形，底坡i＝0.1～0.5，坡向砂槽；砂槽上方设曝气器，器安装高度距池底0.6～0.9m。
2 设计参数
1) 旋流速度：0.25~0.3m/s； 2) 水平流速：0.06~0.12 m/s； 3) 水力停留时间：1~3min；
4) 池深2~3m；宽深比1~1.5；长宽比≤5；池长14~20m。 5) 曝气量0.1~0.2m3空气/m3污水或3~5m3空气/m2 h。 3 设计计算 池总有效容积
v＝60Qmaxt
t为最大设计流量时的水力停留时间。 水平断面面积
A＝Qmax/v
v为最大设计流量时的水平流速。 池总宽
B＝A/H
H为有效水深。 池长
L＝V/A。
曝气量
q=3600DQmax
q为每小时的曝气量，D为单位污水量所需气量。 检验水的流态
旋流，其旋流速度
v＝（v12＋v22）1/2
污水每旋转一周推进的距离
Lr＝2πrtgφ
式中r＝0.5倍池宽，即旋流半径；φ为旋转角，tgφ＝v1/v2。 根据试验必须旋转3周（V≤0.35m/s时），能取得较好的效果。故要求v1 t＝L ≤3Lr。
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第四节 沉淀池
一、概述
1 分类
初沉池：一级污水处理的主体构筑物，或作为二级处理的预处理，可去除40～
55％的SS、20～30％的BOD，降低后续构筑物负荷。
按工艺布置 二沉池：生物处理装置后，用于泥水分离，它是生物处理的重要组成部分。
经生物处理＋二沉池沉淀后，一般可去除70～90％的SS和65～95％的BOD。
平流式 按池内水流流态 辐流式 竖流式 2 优缺点和适用条件
1) 平流式：沉淀效果好，耐冲击负荷与温度变化，施工简单，造价较低。但配水不易
均匀，采用多个泥斗排泥时每个泥斗需单独设排泥管，操作量大；采用链式刮泥设备，因长期浸泡水中而生锈。适用条件：大中型污水处理厂和地下水位高、地质条件差的地区。
2) 竖流式：排泥方便，管理简单，占地面积少。但池深大，施工困难，对冲击负荷与
温度变化适应能力差，造价高，池径不宜过大，否则布水不均。适于小型污水处理厂。
3) 辐流式：机械排泥，运行效果较好，管理较方便，排泥设备已定型。但排泥设备复
杂，对施工质量要求高。适于地下水位较高地区和大中型污水处理厂。
3 一般规定
1) 沉淀池数目不应少于2座，宜按并联运行设计。
2) 沉淀池的超高h ≧0.3m，其缓冲层高度一般采用0.3～0.5m。 3) 初沉池应设撇渣设施
4) 污泥区容积按≤2d污泥量计算。采用机械排泥时，可按4h泥量计算；人工排泥应
按每天排泥量计算
5) 初沉池排泥静水头≧1.5m；二沉池排泥静水头为：活性污泥法≧0.9m，膜法≧0.9m。 6) 污泥斗斜壁与水平面倾角：方斗≧60°，圆斗≧55 °。 7) 排泥管d≧200mm，采用多泥斗时应设单独闸阀和排泥管。
8) 沉淀池入口和出口均采取整流措施，入流口设调节闸门，以调节流量；出口堰也如
此。
9) 重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口，伸出
水面，以便与大气连通；在水下0.9～1.5m处接水平排泥管，污泥借静水压力排出。
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二、平流式沉淀池
1 构造
进水、沉淀、缓冲、污泥、出水五区以及排泥装置组成。
1) 进水区由侧向配水槽、挡流板组成，起均匀布水的作用。挡板入水深度≧0.25m，
高处水面0.15~0.2m，距流入槽0.5~1.0m。
2) 出水区由出水槽和挡板组成。流出槽为自由溢流堰，其要求水平，以保证出流均
匀，控制沉淀池水位。堰口采用锯齿形，最大负荷≧2.9L/(m.s)（初沉池）、1.7L/(m.s)（二沉池）。为改善出水水质，可设多出水槽，以降低出水负荷。
3) 缓冲层：避免已沉淀污泥被水流搅起。污泥区：贮存、浓缩和排泥作用。
4) 排泥装置与方法：利用进水压力。底坡I＝0.01～0.02；机械刮渣速度1m/min（初
沉池）。如二沉池采用平流式沉淀池，因污泥絮体含水率为99％，密度接近1，不宜挂起，而只能采用泵抽吸（p80图3-30），目前少用。
2 设计参数
1) 长宽比以3～5为宜，对大型沉淀池宜设导流墙；L/H=8～12，L一般30～50m。 2) 采用机械排泥时，池宽应根据排泥设备确定，此时底坡一般0.01～0.02；刮泥机行
进速度≤1.2m/min，一般0.6～0.9 m/min。
3) 表面负荷：最大水平流速，初沉池3mm/s，二沉池5mm/s。 3 设计计算
当无沉淀试验资料时，按沉淀时间与表面负荷计算。 池子总面积
A＝3600Qmax/q。
有效水深
h2＝qt。（初沉池t＝1~2h，二沉池1.5~2.5h）
沉淀区有效容积
V1＝Ah2或Qmaxt
沉淀区长度
L＝3.6vt
v为最大设计流量时的水平流速，一般小于5mm/s。 沉淀区总宽度
B＝A/L
沉淀池座数
n＝B/b
b为每座宽度，一般5~10m 污泥区容积
按人算
W＝SNt/1000
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