旋流式沉砂池说明书

1.沉砂池1.1简介沉砂池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等），沉砂池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去，若按生物除磷设计的污水厂，为保证除磷效果，一般不采用采用曝气沉砂池。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力来控制流态和流速，主要优点是占地面积小，沉砂效果受水量变化影响很小，砂水分离效果好，分离出的砂子含水率低率，有机物含量少，便于运输。鉴于本次设计中设计水量较小，流量波动对平流式沉砂池的影响较大，故不采用，而又不足以满足曝气沉砂池最小的水深要求，因此采用旋流式沉砂池。但应当注意，细格栅的栅距应当尽量的小，以防止布条等物体的带入对叶轮以及提砂泵等装置造成影响。旋流式沉砂池为一种涡流式沉砂池，由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂提升管、排砂管、电动机和变速箱等组成。污水由流入口沿切线方向流入沉砂区，利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片旋转，在离心力的作用下，污水中密度大的砂砾被甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被留在无水肿。调整转速，可达到最佳沉砂效果。沉砂用压缩空气经提升管、排砂管清洗后排除。清洗水回流至沉砂区。1.2工艺设计沉砂池：污水进入沉砂池前先经过细格栅处理，设两座沉砂池，一用一备。污水经过沉砂池处理去除的砂质，用砂泵（两台互为备用）送入砂水分离器，脱水后的沙子装进储砂箱。2.沉砂池设计中，必需按照下列原则：（1）城市污水厂一般应设置沉沙池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。（2）设计流量应按分期建设考虑：a)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；b)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；c)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每10万立方米污水沉砂量为30立方米计算，其含水率为60%，容量为1500kg/立方米。（5）贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。（6）沉砂池的超高不宜小于0.3m。（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。3.旋流式沉砂池设计3.1设计要点（1）水力表面负荷约q为150~200m3/（m2·h）（2）最大设计流量的停留时间不小于30s（3）有效水深1~2m，池径与池深比为2.0~2.5（4）进水渠道流速：在最大流量的40%~80%的情况下为0.6~0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s，在最大流量时不大于1.2m/s（5）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于4.5m（6）出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到除砂的目的。3.2设计参数（1）沉砂池座数：2座（2）设计流量：Q=5000m3/d=0.058m3/SQmax=0.10092m3/s≈0.101m3/s（3）进水流速：v1=0.7m/s（4）表面负荷：q=200m3/（m2·h）（5）水力停留时间：t=35s（6）排砂时间间隔T=2d（7）城市污水含砂量：X=30m3/106m33.3设计计算3.3.1沉砂池的直径D=qQ3600max4式中：D——沉砂池的直径,mQmax——设计最大水量，m3/sq——水力表面负荷，m3/（m2·h）则D=2003600101.04=1.52m，设计中取2.14m3.3.2沉砂池有效水深h2=2maxD4tQ式中：h2——沉砂池有效水深，mt——水力停留时间，s则h2=214.235101.04=0.98m3.3.3沉砂室的沉沙量V=610XTQ式中：V——沉沙量，m3Q——设计流量，m3/dX——城市污水含砂量，m3T——排砂时间间隔，d则V=6102500030=0.3m33.3.4沉砂斗容积V`=2225412141rdrdhhd式中：V`——沉砂斗容积,m3h3——沉砂池缓冲层高度，0.33mh4——沉砂斗圆柱体高度,1.2mh5——沉砂池圆台体高度,0.50md——沉砂斗上口径，1.0mr——沉砂斗下口径,0.3m其中，h3=30tand21D=0.5（2.14-1.0）30tan=0.33mh5=55tanr21d=0.5（1.0-0.3）55tan=0.50m则V=23.0-3.01-15.0121-2.1141=0.86m30.6m3大于两日尘沙量，故合格3.3.5沉砂池总高H=h1+h2+h3+h4+h5式中：H——沉砂池总高，mh1——超高，一般采用0.3~0.5m,取0.3m则H=0.3+0.98+0.33+1.2+0.5=3.31m3.3.6进水渠道进水渠与旋流式沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度渠宽：B1=hvQ1式中：B1——渠宽，mh——进水渠深，0.6m（有效水深，渠道深0.8）v1——进水流速，0.7m/s则B1=7.06.0058.0=0.138m取0.2m（因为渠道加宽，故超高0.2够用）校核：当最大流量时v1=2.07.0101.0=0.72m/s＜1.2m/s符合流速要求进水渠道长度（最小为4B1）：L1=7B1=7×0.2=1.4m3.3.7出水渠道出水渠与进水渠夹角360度，最大限度延长沉砂池内的水力停留时间。渠宽：B2=2B1=2×0.20=0.40m3.3.8备注沉砂池部分尺寸参考“旋流式沉砂池型号及尺寸”（见《给排水设计手册-城市排水》）。沉砂池对应技术参数：叶轮转速12~20r/min，砂水排量为34m3/h,电机功率0.75kW。泵开启数：4次（每次10min）,去除砂砾属性：相对密度2.65,粒径0.1mm。鼓风机：风量2m3/min，气压39.2kPa,功率2.2kW。3.4其他主要设备选型3.4.1砂泵的选型。根据工艺设计，旋流沉砂器的泥砂去除量为34m3/h，可选取离心式潜污泵沙泥排量为60m3/h，故选取80QW60-13-4，符合工艺设计泥砂的去除量40m3/h。砂泵的技术参数为：流量60m3/h，扬程13m，电机功率4kW.砂泵选取离心式潜污泵，在与设备厂家订货时，说明使用在旋流沉砂器的泥砂输送应对砂泵的腔体以及叶轮做耐磨处理。3.4.2砂水分离器的选型。砂水分离器污水厂沉砂池的配套设备，是将沉砂池排除的砂水混合液进行砂水分离。根据设计工艺，旋流沉砂器的泥砂排出量为34m3/h，选取有轴螺旋砂水分离器,其规格型号为SF-260，处理量为18~43m3/h，电机功率0.37W，转速5r/min。机体最大长度3840mm，最大宽度1250mm，最大高度1550mm，螺旋外径220mm。进水管道DN100，出水管道DN150.4操作管理中的注意事项(1)随着季节的变化，原水的进水管中的含沙量会有显著地区别，所以采用这种设计时要经常调节底阀的开启频率。例如，在暴雨季节的时候，由于涞水中的含沙量有很大增加，应适当提高底阀开启频率，相应的也要增加排沙次数，以达到更好的初砂效果。(2)为了节约投资费用，对于处理水量为400~27000小型污水处理厂的沉砂池，建议采用钢制池体，而对于处理水量为45000以上的污水处理厂，一般为混凝土结构池体。(3)及时排沙，排净砂子的砂水分离机水分离的效果最好，当砂子积满锥形体后，如果不及时排沙，从溢流管中流出的水中含沙量就会显著增多。有时候因不能及时地排沙而造成排沙管堵塞，可以用敲击排沙管的方式来解决。如果这种堵塞的情况经常出现，可以用增大排砂管管径的方法来解决。(4)注意解决源头问题，将污水处理工艺中在沉砂池前面的构筑物功能很好的发挥出来，尽量减小细格栅的栅条间距，防止纤维、硬毛和布条的带入对叶轮的影响。(5)在冬季的北方，若是除砂机间歇式运行，应在每次机停以后，将砂水分离机的排砂管中的砂子和水排空，防止机器冻结或排砂管的破裂。这种情况尤其是在夜间容易发生，排出的砂子也应及时清运，避免冻结。