污水處理技術(shù)之沉砂池在污水處理中的作用及類型
一、適用對(duì)象
沉砂池去除污水中泥砂等粗大顆粒。主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。
二、沉砂池在污水處理中的作用
池在污水處理廠的投資、占地等方面所占的比例很小，但其作用卻不可忽視。若取消沉砂池，大量砂粒將進(jìn)入后續(xù)各處理單元，給污水廠的正常運(yùn)行帶來諸多隱患：
1、砂粒進(jìn)入初沉池會(huì)加速污泥刮板的磨損，縮短使用壽命。
2、排泥管道中砂粒的沉積易導(dǎo)致管道的堵塞，進(jìn)入污泥泵后會(huì)加劇葉輪磨損。
3、對(duì)于不設(shè)初沉池的處理工藝(如氧化溝、CASS等)或?qū)嶋H運(yùn)行中由于進(jìn)水負(fù)荷過低而超越初沉池運(yùn)行的工藝，大量砂粒將直接進(jìn)入生化池沉積，導(dǎo)致生化池有效容積的減少，同時(shí)還會(huì)對(duì)曝氣器產(chǎn)生不利影響。
4、砂粒進(jìn)入污泥消化池中，將減少有效容積，縮短清理周期。
5、污泥中含砂量的增加會(huì)大大影響污泥脫水設(shè)備的運(yùn)行。砂粒進(jìn)入帶式脫水機(jī)會(huì)加劇濾布的磨損，縮短更換周期，同時(shí)會(huì)影響絮凝效果，降低污泥成餅率。近年來臥螺式離心機(jī)在城市污水處理廠中的應(yīng)用日益廣泛，由于該設(shè)備采用高速離心分離的方式，砂粒會(huì)大大加劇轉(zhuǎn)筒、螺旋等處的磨損。
三、沉砂池一般規(guī)定
1、城市污水處理廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池。
2、沉砂池按去除相對(duì)密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計(jì)。
3、污水流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮；當(dāng)污水自留入廠時(shí)，按每期最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；用污水泵提升入場時(shí)，按每期工作泵的最大組合流量計(jì)算；在合流制處理系統(tǒng)中，按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。
4、沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)（格），并按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。
5、城市污水的沉砂量按（15-30）/（106m3/m3）計(jì)算，其含水率為60%，容重為1500kg/m3，合流制污水按實(shí)際情況確定。
6、砂斗容積按2日的沉砂量計(jì)算，斗壁與水平面夾角不小于55°。
7、一般應(yīng)采用機(jī)械除砂，并設(shè)置貯砂池。排砂管直徑不應(yīng)小于20mm。
8、重力排砂時(shí)，沉砂池與貯砂池應(yīng)盡可能靠近。
四、沉砂池的類型
按池內(nèi)水流方向的不同，可以分為平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池。
1、平流式沉砂池
平流式沉砂池是常用的型式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。它具有截留無機(jī)物顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單和排沉砂方便等優(yōu)點(diǎn)。
設(shè)計(jì)參數(shù)：
1）最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；
2）最大流量時(shí)停留時(shí)間不小于30s，一般采用30～60/s；
3）有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.25～1m，每格寬度不宜小于0.6m；
4）進(jìn)水頭部應(yīng)采取消能和整流措施；
5）池底坡度一般為0.01～0.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀
2、曝氣沉砂池
曝氣沉砂池的典型特征，就是池內(nèi)安裝了曝氣裝置，可以對(duì)池內(nèi)污水產(chǎn)生以下影響：
a)砂粒在沉砂池中以螺旋狀向前流動(dòng)；
b)使有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)；
c)使砂?；ハ嗄Σ粒軌蛉コ傲Ｉ细街挠袡C(jī)物污染物，有利于取得較為清潔的砂粒及其它無機(jī)顆粒；
d)曝氣還有去除油脂和合成洗滌劑的作用。
設(shè)計(jì)參數(shù)：
1)旋流速度應(yīng)保持0.25～0.3m／s；
2)水平流速為0.06～0.12m／s；
3)最大流量時(shí)停留時(shí)間為l～3min；
4)有效水深為2～3m，寬深比一般采用l～2；
5)長寬比可達(dá)5，當(dāng)池長比池寬大得多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；
6)lm3污水的曝氣量為0.2m3空氣；
7)空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約0.6～0.9m，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閘門；
8)池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板；
9)池子的進(jìn)口和出口布置，應(yīng)防止發(fā)生短路，進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直，并宜考慮設(shè)置擋板；
10)池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置。
3、旋流式沉砂池
目前國際上廣泛應(yīng)用的旋流沉砂池主要為鐘氏和比氏兩大類。從國內(nèi)應(yīng)用情況看，源自歐洲的鐘氏池及其各變型占絕大多數(shù)。
鐘式沉砂地是利用機(jī)械力控制流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀。并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝置。
圖1典型的鐘氏沉砂池結(jié)構(gòu)
沉砂池由流入口、流出口、沉砂區(qū)、砂斗、砂提升管、排砂管、電動(dòng)機(jī)和變速箱組成。污水由流入口沿切線方向流入沉砂區(qū)，利用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，污水中密度較大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗，有機(jī)物則被留在污水中。調(diào)整轉(zhuǎn)速，可達(dá)到最佳沉砂效果。沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂區(qū)。
設(shè)計(jì)參數(shù)：
1)水力表面負(fù)荷應(yīng)控制在200m3/(m2?h)左右。
2)水力停留時(shí)間控制在20-30s。
3)進(jìn)水渠道流速：①流量最大時(shí)的40%-80%時(shí)，控制在0.6-0.9m/s;②流量最小時(shí)，大于0.15m/s;③流量最大時(shí)，不大于1.2m/s。
4)進(jìn)水渠道直段長度為寬度的7倍且不應(yīng)小于4.5m。
5)出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的2倍。
6)出水渠道與進(jìn)水渠道夾角大于270°。
