沉淀池相关设计要点及适用条件

一、沉淀的概念

在污水处理过程中，沉淀是指将污水中的悬浮物和颗粒物通过重力沉降的过程。这个过程通常发生在沉淀池中，也称为沉淀池沉淀。

沉淀池是一种用于污水处理的单元，通常是一个大型的混凝沉淀池。在污水处理过程中，污水首先通过混凝剂的作用，将悬浮在水中的微小颗粒物和有机物质聚集成较大的颗粒，这些颗粒物称为污泥团。然后，污水进入沉淀池，由于重力作用，污泥团会逐渐沉降到池底，形成污泥层。清水则从池顶流出，经过进一步的处理后可以排放到环境中。沉淀是污水处理过程中非常重要的一步，它可以有效地去除污水中的悬浮物和颗粒物，从而减少对环境的污染。同时，沉淀也是污水处理过程中较经济、最简单的一步，因为它沉淀过程不需要使用能源，只需要利用重力即可完成。

沉淀可分为以下几种：

按水流状态，分为静水沉淀与动水沉淀；

按投加混凝剂与否，分为自然沉淀与混凝沉淀；

按颗粒受力状态及所处水力学等边界条件，分为自由沉淀与拥挤沉淀；

按颗粒本身的物理、化学形状分为团聚稳定颗粒沉淀与团聚不稳定颗粒沉淀。

二、各沉淀池的适用条件及设计要点（按流程中位置分）

按污水处理流程中的位置，沉淀池主要分为初次沉淀池、二次沉淀池和污泥浓缩池。

1.初次沉淀池

适用条件：

初次沉淀池通常用于污水处理系统中的初级处理阶段，其主要作用是去除污水中的悬浮物和颗粒物。以下是初次沉淀池适用的条件：1. 污水中含有大量的悬浮物和颗粒物，如沙子、泥土、有机物等。2. 污水中的悬浮物和颗粒物的密度大于水的密度，这样才能通过重力沉降。3. 污水中的悬浮物和颗粒物的粒径较大，一般在几毫米到几十毫米之间。初次沉淀池只能去除污水中的悬浮物和颗粒物，对于溶解在水中的有机物和无机物等其他污染物质则无法去除。

设计要点：

(1）考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮泥，排泥设备，迅速排除沉泥；

(2）考虑可浮悬浮物及污泥上浮，设置浮渣去除设备；

(3）表面负荷以25~50m?/(㎡.d）为标准，沉淀时间以1.0~2.0h为标准；

(4）进水端考虑整流措施，采用阻流板、有孔整流壁、圆筒形整流板；

(5）采用溢流堰，堰上负荷不大于250m?/(㎡.d);

(6）长方形池，最大水平流速为7mm/ s ;

(7）污泥区容积，静水压排泥不大于2d污泥量，机械排泥时考虑4h排泥量；

(8）排泥静水压大于等于1.50m。

2.二次沉淀池

适用条件：

二次沉淀池通常用于污水处理系统中生化反应后端，其主要作用是去除污水中的好氧污泥、颗粒物和生物污染物。以下是二次沉淀池适用的条件：1. 污水中含有大量的悬浮物、颗粒物和生物污染物，如细菌、病毒、藻类等。2. 污水中的悬浮物、颗粒物和生物污染物的密度大于水的密度，这样才能通过重力沉降。3. 污水中的悬浮物、颗粒物和生物污染物的粒径较小，一般在几微米到几毫米之间。4. 二次沉淀池的设计应该考虑到污水的流量、水质、水位变化等因素，以确保其能够有效地去除污水中的悬浮物、颗粒物和生物污染物。二次沉淀池的设计和运行需要考虑到污水的水质变化、温度变化、水流速度等因素，以确保其能够达到预期的处理效果。同时，二次沉淀池也需要定期排泥和回流，以保证整套系统正常运行。

设计要点：

(1）考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮泥、排泥设备，迅速排除沉泥；

(2）考虑污泥上浮，设置浮渣去除设备；

(3）表面负荷为20~30m?/(㎡.d)，沉淀时间为1.5~3.0h:

(4）进水端考虑整流措施，采用阻流板、有孔整流壁、圆筒形整流板：

(5）采用溢流堰，堰上负荷不大于150m?/(㎡.d);

(6）长方形池，最大水平流速为5mm/ s ;

(7）注意溢流设备的布置，防止污泥上浮出流而使处理水恶化：

(8）考虑 SVI 值增高引起的问题：

(9）排泥静水压，生物膜法后大于等于1.20m，曝气池后大于等于0.9m。

3.污泥浓缩池

适用条件：

污泥浓缩池通常用于污水处理系统中的污泥处理阶段，其主要作用是将污泥中的水分去除，从而减少污泥的体积和重量，方便后续处理和处置。以下是污泥浓缩池适用的条件：1. 污泥的含水率较高，一般在80%以上。2. 污泥中的固体颗粒较小，一般在几微米到几毫米之间。3. 污泥中的有机物含量较高，一般在20%以上。4. 污泥浓缩池的设计应该考虑到污泥的产生量、含水率、有机物含量等因素，以确保其能够有效地去除污泥中的水分。需要注意的是，污泥浓缩池的设计和运行需要考虑到污泥的性质和特点，以确保其能够达到预期的处理效果。同时，污泥浓缩池也需要定期清理和维护，以保证其正常运行。

设计要点：

(1）考虑沉淀污泥发生腐败，设置排泥设备，迅速排除沉泥；

(2）考虑污泥易析出气体上浮，设置曝气搅动栅；

(3）表面负荷为3~8m?/(㎡.d)，沉淀时间为10~12h:

(4）进水端考虑整流措施，采用阻流板、有孔整流壁、圆筒形整流板；

(5）采用溢流堰，堰上负荷不大于100m?/(㎡.d);

(6）矩形池，最大上升流速为0.2mm/s;

(7）注意溢流设备的布置，防止污泥上浮出流而使处理水恶化；

(8）排泥静水压≥2.0m。

三、各沉淀池的优缺点和适用条件（按水流方向分）

按水流方向分沉淀池可以分为平流式、辐流式、竖流式、斜流式4种形式。

四、关于沉淀池设计的一般规定

（1）关于沉淀池的设计流量一般要按照分期建设考虑；a、当污水为自流进入沉淀池时，要按每期的最大设计流量计算；b、当污水是由泵提升进入沉淀池时，应按工作水泵的最大组合流量计算；c、在雨污合流的处理系统中还要考虑降水时的流量，沉淀时间不宜小于30min。

（2）沉淀池的个数或者分格数一般要超过2个，并且按照并联来设计。

（3）当无实测资料的情况下，城市污水沉淀池的设计参数可以参考下表来选用。

类别和位置	沉淀时间/h	表面负荷/{m?/（㎡·h）}	污泥量（干物质）/{g/（人·d）}	污泥含水率/%	固体负荷/{kg/（㎡·d）}	堰口负荷/{L/（s·m）}
初沉池（单独沉淀池）	1.5~2.0	1.5~2.5	15~17	95~97	略	≤2.9
初沉池（二级处理前）	1.0~2.0	1.5~3.0	14~25	95~97	略	≤2.9
二沉池（活性污泥后）	1.5~2.5	1.0~1.5	10-21	99.2~99.6	≤150	≤1.7
二沉池（生物膜法后）	1.5~2.5	1.0~2.0	7~19	96~98	≤150	≤1.7

（4）沉淀池的超高建议至少0.3m。

（5）沉淀池的缓冲层高度，一般采用0.3~0.5m。

（6）沉淀池的有效水深（H)沉淀时间（t）与表面负荷的关系如下面表格所示。当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之间的比值为定值，H/t=表面负荷。一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用2~4m，对辐流式沉淀池指的是池边水深。

有效水深、沉淀时间与表面负荷的关系表

表面负荷/{m?/（㎡·h）}	H=2.0m	H=2.5m	H=3.0m	H=3.5m	H=4.0m
3.0	略	略	1.0	1.17	1.33
2.5	略	1.0	1.2	1.4	1.6
2.0	1.0	1.25	1.50	1.75	2.0
1.5	1.33	1.67	2.0	2.33	2.67
1.0	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0

（7）排泥斗的斜池壁与水平面的倾斜角，方斗的情况下不小于60°，圆斗的情况下不小于55°。

（8）排泥管的管径不能小于200mm。

（9）采用多斗排泥的情况下，每个泥斗都应该设置单独的闸阀和排泥管。

（10）沉淀池污泥的排放模式采用机械排泥时可以连续排泥或者间歇排泥。当不采用机械排泥的情况下，初沉池的静水头不应小于1.5m；二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。

（11）当每组沉淀池有2个池以上时，为使每个池的入流量均等，应在入流口设置调节阀门，用来调整流量。

（12）当采用重力排泥时，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，以便于疏通。在水面以下1.5~2.0m处，由排泥管接出水平排出管，污泥借静水压力由此排出池外。

（13）进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由池壁接入，不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。

（14）初次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于2d的污泥量计算。曝气池后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量，并应有连续排泥措施。机械排泥的初次沉淀池和生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。