水污染控制技术：二次沉淀池

第八节 二次沉淀池
目录
一 二 三 四 基本原理 二沉池的构造 二沉池的设计计算 二沉池的代替工艺
一 基本原理
悬浮颗粒在水中的沉淀可分为：自由沉淀、 絮凝沉淀和成层沉淀（阻碍沉淀）和压缩沉 淀 悬浮固体浓度不同，下沉速度也不同（实验 1） 通过沉淀筒中的沉淀实验模拟沉淀池中工作 情况，并希望由此获得一些基本参数（实验 2）
二沉池构造特点
注意：
由于二沉池属于成层沉淀，在沉淀池中还存在异重流 斜板起到布水器的作用， 现象，实际过水断面小于理论值，故其最大水平流速 但增设斜板增加投资 且斜板上容易积存污泥， 一般仅为初沉池的一半，在实际构造时应考虑在内
造成运行管理上的麻烦。
为了提高二沉池的负荷，有些污水处理厂采用在澄清 区加设斜板，此方法不够妥当。要提高二沉池澄清能 力，最有效地方法是合理设计进水口。
二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、 压缩区；两个界面：泥水界面和压缩界面。
泥 水 界 面
压 缩 界 面
二沉池实际工作状态
混合液进入二沉池以后，立即被池水稀释，固 体浓度大大降低，并形成一个絮凝区（同沉淀 筒中A区）。絮凝区上部是清水区，清水区与 絮凝区之间有一泥水界面。 絮凝区后是一个成层沉降区（同B区），在此 区内，固体浓度基本不变，沉速也基本不变。 絮凝区中絮凝情况的优劣，直接影响成层沉降 区中泥花的形态、大小和沉速 靠近池底处形成污泥压缩区。压缩区与成层沉 降区之间有一明显界面，固体浓度发生突变。 运行正常的、沉降性能良好的活性污泥，在污 泥压缩区的积存量是很少的（沉降性能好的污 泥易于压缩）。
滤池的稳定工作周期及冲洗
随着工艺运行时间的推移，滤池填料层饱和，泥水界面 逐渐上升，直至污泥层穿透滤层，出水水质恶化。为了 保证出水水质，滤料层必须进行定期清洗。用常规穿孔 管曝气冲洗的冲洗方法较为合理。
异重流现象
两种或者两种以上比重相差不大、可以相混的流体， 一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与 其它流体发生全局性掺混现象的流动。
不同浓度污泥沉降速度实验
初始MLSS浓度：①>②>③>④ 由图发现，浓度越大，沉降 速度越小，反之，沉速越大。 （由斜率可得）
沉淀筒中的沉淀实验
注：实验还表明， 当浓度达到 1000mg/L时 不论浓度大小， 都会得到 上述现象 ⑤ ⑥ ⑧
①
②
③
④
a 开始沉淀时，筒中液体是均匀一致的(如①)。 b 沉淀片刻后，开始出现泥、水分层现象，且泥面清晰，上层清液中虽可能仍有微细的 泥花（A层）， 但为数廖廖，且不易沉降（如②）。 c 取样分析，泥层B中固体浓度是均匀一致的。随着沉淀时间的延长，泥面逐渐下沉，量 筒底部出现泥层C（如③）。 d 泥层逐渐变浓，最后出现D层，上层泥花挤压下层泥花，通常叫污泥浓缩（如④）。
三 二沉池的设计计算
设计计算分为两部分
1、选择池型 2、计算需要的沉淀池面积、有效水深和污泥区 容积。
表面负荷法
1、沉淀池表面面积 公式：A=Q/q A---澄清区表面积,m2 Q---污水设计流量，用最大时流量，m3/h q---表面水力负荷，m3/(m2· h) 设计流量不包括回流污泥量，因其分为两路，一路 流过澄清区从出水堰槽流出池外，另一路通过污泥 区从排泥管排出。
二沉池构造特点
1. 二沉池的进水部分要仔细考虑，应使布水均匀并造成有利于 絮凝的条件，使污泥絮体结大。 2. 二沉池中污泥絮体较轻，容易被出水挟走，因此要限制出流 堰处的流速，一般二沉池出水堰最大负荷不宜大于1.7L/ （s.m）。 3. 污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩的要求。浓缩时间一般不超 过2h,采用污泥斗排泥时，污泥斗斜壁与水平面夹角，方斗宜 大于60°，圆斗宜大于55°。二沉池静压排泥的净水头，活 性污泥法处理系统不应小于0.9m，生物接触氧化法不应小于 1.2m。排泥管直径宜大于200mm。 4. 二沉池应设置浮渣的收集、撇除、输送和处置装置。
过水断面
某一研究时刻的水面线与河底线包围的面积，称过 水断面。
过水断面
表面负荷法
3、二沉池污泥区容积 Vs=RQts Vs---污泥斗容积，m3 R---最大污泥回流比 ts---污泥在二沉池中的浓缩时间，h 应保证有一定容积，减少污泥回流量同时减轻后续 污泥处理的水力负荷，容积又不能过大，引起缺氧而 失去活性。
四 二沉池的替代工艺
新型悬浮填料滤池取代二沉池
优点：占地面积小， 出水无飘泥， 出水水质好等
表面负荷法
2、二沉池的有效水深 H=Q· t/A=q· t t---水力停留时间，h,一般取1.5~4h
水深不影响沉淀效率，但是水深影响流态
二沉池有效水深
假设污泥颗粒沉降速率 为Vs，水流上升速率为 Vo Vs=h/to (即水流通过 沉淀池的停留时间内， 能够到达沉淀池底部） =h/(V/Q)=Q/A 有上式可知，Vs与深 度无关 如果颗粒可以从沉淀池 底部去除，则需Vs>Vo 即可
悬浮填料滤池 （上流式过滤 方式）
新型悬浮填料滤池
特点
1 通过过滤作用可以进行固液分离 2 滤池的污泥浓缩功能通过两种方法实现：一种是 通过类似二沉池的污泥浓缩回流实现；另一种则 是通过填料滤池内滤层的截留吸附等作用将污泥 浓缩，并在滤层冲洗时将部分滤层内污泥回流 3 滤池除了具有良好的固液分离、污泥浓缩和回流 功能外，还具有一定的生化功能（生物膜），有 利于减少剩余污泥量 4 基本不出现漂泥问题
刮泥机结构图
初沉池与二沉池比较
二沉池的构造与污水处理厂的初沉池类似，可以采 用平流式、竖流式和辐流式。
二沉池与初沉池对比 二沉池和初沉池主要区别在于对象和功能不同
处理对象 初沉池 二沉池 主要为悬浮物 活性污泥混合液 功能 去除部分悬浮杂质， 保证后续工艺的进行 固液分离、污泥浓缩
初沉池与二沉池比较
二沉池实际工作状态
小结
二沉池澄清能力：与混合液进入池后的絮凝 状况密切相关，也与二沉池的表面面积有关。 二沉池浓缩能力：主要与污泥性质及泥斗 的容积有有关，对于沉降性能良好的活性污泥 二沉池的泥斗体积可以较小。
二 二沉池的构造
二沉池截面图
出水堰的配置
为了迅速将水从池中 排出，将水导入小型 管道或沟渠，以便提 高流速，这些水槽成 为堰。由于二沉池悬 浮固体较重，所需堰 长度较小。
二沉池实际操作与沉淀筒对比：
根据对污水厂中实际运行的二次沉淀池实测的结果以及在污水 厂现场用连续流沉淀池模型试验的结果都表明： 沉淀筒静沉试验不能够反映二次沉淀池的真实运行情况。
理由如下： 1 二沉池实际工作时连续进水，沉淀筒仅进水一次； 2 混合液进入二沉池后立即被池水稀释，浓度大大降低
二沉池实际工作状态