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1、曝氣沉砂池的設計計算唐建國林潔梅[提要]本文主要介紹了曝氣沉砂池的特點、設計參數(shù)的意義和取值范圍,對曝氣沉砂池的設計具有一定的參考作用。[關鍵詞]曝氣沉砂池表面負荷停留時間供氣量設計計算一、前言(如圖2中b點),由于具有較高的水平流速,而沉砂池是城市污水處理廠不可缺少的處理旋流速度較小,所以顆粒沿水平方向運動的距工序,沉砂池去除的所謂砂子主要包括雜粒、石離比沿橫斷面方向運動的距離大。顆粒在重力子、煤渣或其它一些重的固體構成的渣滓,其密的作用下沉到池底,沿著沉淀路線,水平流速逐度和沉降速度遠大于污水中易于腐爛的
2、有機步減小,旋流速度逐步增大。在這一區(qū)域較小物,其中雜粒還包括蛋殼、骨屑、種子以及廢棄的顆粒受旋流的影響較大,所以在橫斷面方向食品之類的有機物。運動比較大顆粒運動距離大(如圖2中b點軌和其它形式的沉砂池相比,曝氣沉砂池的跡①和③)。特點是:一,可通過曝氣來實現(xiàn)對水流的調(diào)節(jié),而其它沉砂池池內(nèi)流速是通過結構尺寸確定的,在實際運行中幾乎不能進行調(diào)解;二,通過曝氣可以有助于有機物和砂子的分離。如果沉砂的最終處置是填埋或者再利用(制作建筑材料),則要求得到較干凈的沉砂,此時采用曝氣沉砂池較好,而且最好在曝氣沉砂池后同時
3、設置沉砂分選設備。通過分選一方面可減少有機物產(chǎn)生的氣味,另一方面有助于沉砂的脫水。圖1曝氣沉砂池螺旋形流態(tài)二、曝氣沉砂池中的水流及顆粒軌跡特點通過在曝氣沉砂池內(nèi)一側鼓入空氣,會使水流產(chǎn)生垂直于水平軸的豎向流,其與在沉砂池內(nèi)的水平流疊加產(chǎn)生螺旋流,如圖1所示。這種螺旋流一方面使有機物和砂子得到分離,另一方面將沉入池底的砂子沖入集砂槽內(nèi)。砂子等顆粒物質(zhì)在曝氣沉砂池內(nèi)由于受不圖2顆粒軌跡情況圖同水流的影響,不同顆粒運動情況也不相同。三、曝氣沉砂池的沉砂效率在具有高旋流速度的區(qū)域,如水面處,小顆粒受對于所有沉砂池而言
4、,沉砂效率首先取決水流的影響比大顆粒大,所以小顆粒物質(zhì)比大于水力停留時間。表1是曝氣沉砂池對不同顆顆粒物質(zhì)更快到達池邊(如圖2中a點軌跡粒粒徑砂子的截流情況。從表1中可以看出粒①)。在池邊由于水平流速較小,所以顆粒水平徑為011～012mm顆粒的截流效率是達不到運動的距離較短,較大的顆粒會較快地沉入池100%的,012mm顆粒的截流效率為85%,而底(如圖2中a點軌跡③)。在池橫斷面的中部011mm顆粒的截留效率僅為50%。實際運行給水排水Vol.23No.101997·15·曝氣沉砂池的截流效率與截流效率(
5、%)允許表面水力負荷和砂子的分離效率的關系表2顆粒粒徑d(mm)截流效率(%)分離效qA率321009085>0130>95(m/m·h))(%)012085d(mm)01157501125316061127192011050011605176913611188<0107<100120010181712821124時,沉砂池的沉砂效率可以通過測定初次沉淀0125019180291523610001315311684412852192池污泥中砂子的含量來確定。如果沉砂效率不高時,應根據(jù)實際情況調(diào)整運行參數(shù)來提高
6、沉砂效率。四、曝氣沉砂池的設計計算沉砂池一般按去除粒徑為012mm以上、密3度為2165g/cm的砂子和無機物質(zhì)設計,不同粒徑砂子的沉速(與水溫有關)情況詳見圖3。圖4曝氣沉砂池可沉砂量與水力停留時間關系圖量時一般應大于1～3min(如果設有除渣池時水力停留時間應大于5min),德國有資料要求在最大流量時應大于10min,除砂要求較高時應大于20min,要求較低時應大于5min。圖4是水力停留時間和砂子去除率的關系圖。曝氣沉砂池與其它沉砂池相比優(yōu)點之一就是污水中的有機物和無機物可以得到較好的分3圖3砂子(ρ=
7、2165g/cm)粒徑與沉速的關系圖離。一般供氣量越大,這種分離效果越好;但是曝氣沉砂池的主要設計參數(shù)是允許表面水供氣量過大,會影響曝氣沉砂池的沉砂效果,特力負荷(由于在實際情況中存在有水流的紊動,別是對細顆粒砂子的截流效果。按我國規(guī)范規(guī)所以實際采用的允許表面水力負荷qA低于理定氣水流量比一般為011～012;國外對此規(guī)定想情況下的沉速,允許表現(xiàn)水力負荷與沉砂池也不盡相同,表3是各國對供氣量的規(guī)定情況表面積之間的關系詳見公式(1))、水力停留時一覽表。德國有人通過對30座曝氣沉砂池的調(diào)間、供氣量、旋流速度。查
8、,發(fā)現(xiàn)供氣量普遍超過實際需要量,盡管這些qA=Q/A(1)曝氣沉砂池大小尺寸均滿足要求,但供氣量過2式中A———沉砂池表面積(m);大并沒有得到良好的沉砂效果,后續(xù)處理構筑3Q———進水水量(m/h);物中仍然有許多應由沉砂池截留的砂子沉淀。32qA———允許表面水力負荷(m/(m·h))。相反通過減少供氣量后,曝氣沉砂池的工作狀允許表面水力負荷與不同粒徑砂子的分離況卻得以改善。通過試驗按能量密度確
