初沉池之斜管沉淀池设计

一般规定

斜管与斜板沉淀池的结构也包括进水与配水区、沉淀区、出水区、污泥区四个部分。目前在实际工程中应用较多的是异向流斜板(斜管)沉淀池,其结构示意见图

构造

斜板（管）沉淀池是根据“浅层沉淀”理论，在沉淀池沉淀区放置与水平面成一定倾角（通常为60°）的斜板或斜管组件，以提高沉淀效率的一种高效沉淀池。斜板（管）沉淀池由进水穿孔花墙、斜板（管）装置、出水渠、沉淀区和污泥区组成。按水流与污泥的相对运动方向，斜板（管）沉淀池可分为异向流、同向流和侧向流3种。异向流斜板（管）沉淀池水流自下向上，水中的悬浮颗粒是自上向下；同向流斜板（管）沉淀池水流和水中的悬浮颗粒都是自上而下；侧向流斜板（管）沉淀池水流沿水平方向流动，水中的悬浮颗粒是自上而下。由于沉淀区设由斜板或者斜管组件，因此排泥只能依靠静水压力排出。

优缺点简要概述

斜板（管）沉淀池利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力、缩短了颗粒沉降距离、从而缩短了沉淀时间、提高了处理效率。

斜板（管）沉淀池常用于废水处理厂的扩容改建，或在用地受限的污水处理厂中使用。斜板（管）沉淀池不宜作为二沉池，因为活性污泥黏度较大，容易黏附再斜板（管）上，影响沉淀效果甚至堵塞斜板（管）。另外，在二沉池中可能会有厌氧消化产生气泡，影响沉淀分离效果。

斜管（板）样式

为了充分利用沉淀池的有限容积，斜板（管）设计成密集型几何图形，多采用正方形、长方形、六边形和波形等，材质有聚氯乙烯、聚丙烯、玻璃钢三种。实际应用中采用聚丙烯斜管较多。

设计参数

(1）升流式异向流斜板（管）沉淀池的设计表面负荷，一般可比普通沉淀池的设计表面负荷提高一倍左右。对于二次沉淀池，应以固体负荷（一般在平均水力负荷及平均混合液浓度时）不大于190kg/( m ?d ）核算。

(2）斜板垂直净距一般采用80~100mm，斜管孔径一般采用50~80mm。

(3）斜板（管）斜长一般采用1.0~1.2m；斜板（管）区底部缓冲层高度一般采用0.5~1.0m；斜板（管）上部水深一般采用0.5~1m。

(4）斜板（管）倾角一般采用60°。

(5）进水方式一般采用穿孔墙整流布水，出水方式一般采用多槽出水，在池面上增设几条平行的出水堰和集水槽，以改善出水水质，加大出水量。

(6）在池壁与斜板的间隙处应装设阻流板，以防止水流短路。斜板上缘宜向池子进水端倾斜安装。

(7）斜板（管）沉淀池一般采用重力排泥。每日排泥次数至少1~2次，或连续排泥。

(8）池内停留时间：初沉池≤30min，二沉池≤60min。

(9）斜板（管）应设置冲洗措施

(10）斜管有效负荷按照2~4 m?/(m?.h)，上升流速υ0在2~4mm/s

计算公式汇总

典型例题解析

某城市污水处理厂设计最大设计流量Qmax=797m?/h，设计人口16万人，初沉池采用升流式异向流斜板沉淀池，求斜板沉淀池各部分尺寸。

(1)每座沉淀池表面积F, m?

F= Qmax/0.91n q′

式中：Qmax-最大设计流量，m?/h

      n-池数，个，取 n=4

      q′-表面负荷m?/(m?.h)，取q′= 4m?/(m?.h)

F=797/0.91*4*4

  =54.74 m?

(2)池子平面尺寸a，m

(3)池内停留时间t，min

设斜长1m，斜板倾角60°，斜管高度

h3=1*sin60°=0.866m

设斜管上部水深h2上部为0.7m，池内停留时间

t=（h2+h3）*60/ q′

 =(0.7+0.866)*60/4

 =23.5min

(4)污泥部分所需容积，V，m?

V=SNT/1000

式中：S-每人每日污泥量，L/(人.d),一般采用0.3~0.8，取S=0.6 L/(人.d)

      N-设计人口数，人

      T-两次清除污泥间隔时间，d，取T=2d

则V=SNT/1000n

     =0.6*160000*2/1000*4

     =48 m?

(5)污泥斗容积V1，m?

V1= h5（a?+aa1+ a1?）/3

式中: h5-污泥斗高度

      a1-污泥斗下部边长m，取0.8m

      a-方形池边长，m

设污泥斗下部边长a1=0.8m，泥斗高度h5，m

h5=（a/2 – a1/2）tanα

   =（7.4/2 – 0.8/2）tan60°

   =5.72m

V1= h5（a?+aa1+ a1?）/3

    =5.72*(7.4?+7.4*0.8+0.8?)/3

    =116.92 m?＞48 m?

(6)池子总高度

H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5

取池子保护高度h1=0.3m，下缓冲层高h4=0.8m

则：H=0.3+0.7+0.866+0.8+5.72

         =8.386m

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知识点：初沉池之斜管沉淀池设计与计算