地表水处理（三）

2.2.19平流沉淀池结构特点是什么

平流结构池

特点：水从池的一端流入，另一端流出，在池内作水平流动，由进水区，沉淀区，出水区，污泥区几部分组成。

2.2.20如何设计平流沉淀池

平流沉淀池沉淀出水浊度一般在5NTU以下，沉淀池数或分格数不少于2，沉淀时间应根据原水水质和沉淀后水质要求，通过实验或参照资料确定，一般为1.5~3.0h。

进水区直接影响净水效果。一般情况下，当进水端用穿孔墙配水时，花墙距进水端池壁的距离应不小于1~2m，穿孔墙在池底积泥面以上0.3~0.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉淀积泥。进水区及过孔流速为0.25m/s，絮凝体借自重而不断沉降。

沉淀区作用是使悬浮物沉降，达到出水悬浮物含量低于10mg/L，在特殊情况下不大于15mg/L的目标。沉淀池的设计应使池内水流稳定，提高水池的有效容积，减少湍动影响，提高沉淀效率。沉淀池内平均水平流速一般为10~25mm/s,有效高度一般为3.0~3.5m，超高一般为0.3~0.5m，长宽比应不小于4:1，长深比应不小于10:1。沉淀池每格宽度(或导流墙间距)宜为3~8m，最大不超过15m 。用虹吸式或泵吸式桁车机械排泥时，池子分格宽度还应结合机械桁架的宽度。池内水流的雷诺数Re一般为4000~15000，多属湍流。留时间(水充满沉淀池所需时间)一般为1.0~3.0h。

出水区应使出水均匀流出，不能跑“矾花”。当流速较大时，可考虑在出水槽前增加指形槽的措施，以降低出水槽堰口的负荷。出水槽堰口溢流率不大于300m³/(m·d)。

污泥区 污泥区是为存积下沉的污泥，另一方面是供排泥用。为了排泥，沉淀池底部可采用斗形底，可采取穿孔排泥和机械虹吸排泥等形式。采用吸泥机排泥时，池底为平坡。沉淀池泄空时间一般不超过6h。另外，平流沉淀池在北方冬季应注意防冻。平流沉淀池一般采用直流式布置，避免水流转折。但是，为满足沉淀时间和水平流速要求，往往池长较大，一般在80~100m 之间。当地形条件受限或处理规模较小时，也可采用转折布置。此时，在转折处必须放大间距，减小流速，以免沉泥翻起。

2.2.21斜管（板）沉淀池结构是怎样的

斜管(板)沉淀池是指在沉淀区内设有斜管或斜板的沉淀池。在沉淀池的沉淀区内放置倾角为60°的斜管或斜板(斜管管径约25~40mm，长为800~1000mm;斜板间距约100mm)，利用倾斜的平行板或平行管道分割成一系列浅层沉淀层，被处理的水和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。因沉淀区分隔为许多浅层沉淀层，沉淀面积和沉淀效率显著增加;同时，沉到管底或板面上的污泥将自动滑离沉淀区，解决了除泥问题。根据其相互运动方向分为异向流、同向流和侧向流三种分离方式

2.2.22如何设计斜管（板）沉淀池

斜管(板)沉淀池的设计主要在于确定池体的尺寸、计算斜管(板)装置，校核运行参数(停留时间、上升流速、雷诺数等)，确定排泥装置及进出水系统等。

(1)进口处整流墙的开孔率应使过孔流速不大于絮凝池出口流速，以免絮粒破碎。进口多用穿孔墙，进口速度0.05~0.1m/s;也可用缝隙整流，缝隙前窄后宽，穿缝流速0.13~0.15 m/s。出水集水管管间距1.2~1.5m，集水孔口流速0.6m/s,孔径 φ=25~30mm，孔面积余量Q=1.5Q，孔距100~250mm，孔口淹没深5~10cm。也可采用溢流堰。

(2)沉淀池的底部排泥系统在沉淀池的设计中占据重要位置。目前排泥设施有以下三类。

①机械排泥，适用于大型斜管(板)沉淀池，运行过程可自动控制，管理操作简单，但维修较困难。池底设计为平坡;按机械构造分为桁架式、牵引式和中心悬挂式;排泥方式分为吸泥机和刮泥机。

穿孔管排泥，设备简单，排泥方便，但容易堵塞，须严格管理。适用于中小水量、面积小、管较短(<10m)的沉淀池。

③多斗排泥，适用于中小型池。容易控制和管理，且不易堵塞，但因斗深增加池子的深度，使土建成本加大。

(3)斜管(板)沉淀池的清水区保护高度不宜小于1.0m;底部配水区高度不宜小于1.5m。斜管管径为30~40mm;斜长为1.0m;倾角为60°。沉淀池的沉淀区的尺寸与水、泥运动方向密切相关。

(4)水力校核：斜管Re<200，斜板Re<500，Fr=10^-4~10^-5。

2.2.23澄清池的概念，与沉淀池的区别

澄清池是集混凝、反应、沉淀于一体的净水构筑物，它是给水处理中最常见的水处理设施之一。澄清池的优点在于能使具有活性的泥渣重复利用，因而可降低加药量，提高出水水质。澄清池的工作原理是:原水在澄清池中由下向上流动，澄清池中有一层呈悬浮状态的泥渣，泥渣层由于重力作用在上升水流中处于动态平衡状态;当原水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成的微小絮凝体随水流通过泥渣层时，在运动中与泥渣层相对较大的泥渣接触碰撞就被吸附在泥渣颗粒表面而迅速除去，使水获得澄清;清水经由澄清池上部的清水槽被收集排出。因而保持悬浮状态的浓度稳定且均匀分布的泥渣层是保证澄清池处理效果的关键，也是所有澄清池的共同特点;根据泥渣与原水的接触方式，澄清池可分为泥渣循环分离型和悬浮泥渣过滤型两种类型。

采用混凝沉淀法去除水中悬浮颗粒的工艺包括水和药剂的混合、反应以及絮凝体的沉淀三个阶段，澄清池是将这三个过程集于一个构筑物中完成的一种特殊形式的设施。沉淀池中絮体与水分离靠重力作用，密度大于水的颗粒沉入池底，达到泥水分离的目的。澄清池靠活性泥渣层的吸附截留作用使泥水分离。

在操作上，沉淀池的沉泥居于池底被全部排清，不利用;而澄清池需保持矾花(泥渣)在一定浓度以增加絮凝作用，通过排泥控制和保持泥渣层的絮凝活性(排出的泥渣与新形成的泥渣量保持平衡，反复絮凝的多余泥渣被排除)。

2.2.24澄清池的类型

澄清池从基本原理上可分为两大类：泥渣悬浮型和泥渣循环型。

泥渣悬浮型是加药后的原水由下而上通过悬浮状态的泥渣层时，水中脱稳杂质与高浓度的泥渣颗粒碰撞凝聚并被泥渣层拦截下来。类似过滤作用，浑水通过悬浮层即获得澄清。如悬浮澄清池、脉冲澄清池。

泥渣循环型是为了充分发挥泥渣接触絮凝作用，可使泥渣在池内循环流动，或称回流泥渣型。回流量约为设计流量的3~5倍。泥渣循环可借机械抽升或水力抽升造成。如机械加速澄清池、水力循环澄清池。

2.2.25机械搅拌澄清池结构特点是什么

机械加速澄清池简称加速澄清池，是一种常见的泥渣循环式澄清池。加速澄清池多为圆柱形钢筋混凝土结构，小型的也有钢板结构。主要由第一反应室、第二反应室、导流室和泥渣浓缩池组成，此外还有进水系统、投药系统、排泥系统和机械搅拌提升系统等。在加速澄清池中，泥渣循环流动，悬浮层中泥渣质量分数较高，颗粒之间相互接触的机会很大。因此投药少，效率高，运行稳定。

在机械加速澄清池中心安装有机械搅拌设备,上部为提升叶轮，下部为搅拌桨，两者安装在同一轴上。在运行中，投药后的原水经进水管、配水槽进入第一反应室(一次混合及反应区)中，与回流泥渣混合并完成药剂与水的混合和反应过程:混合泥水从池中心提升至第二反应室(二次混合及反应区)，继续完成混凝过程:然后经由导流室进人分离室完成泥水分离过程。

2.2.26影响机械搅拌澄清池处理效果的因素

影响因素主要有:第一反应室的搅拌速度、回流泥渣浓度、回流量以及投药点。

(1)第一反应室的搅拌速度为了使泥渣和水中杂质充分混合，增加接触凝聚的机会，同时也为防止搅拌不均匀引起部分泥渣沉积池底，要求增大速度。但若超过一定的范围，速度过高，反而会把已凝聚成的矾花打碎，影响反应室的澄清效果，因此控制搅拌速度很重要。搅拌速度根据泥渣质量浓度决定，活性泥渣质量浓度可以通过测定沉降比获得。质量浓度低时搅拌速度要小，浓度高时搅拌速度要增大。

(2)回流泥渣浓度及回流量从反应角度讲,泥渣浓度越大越容易接触凝聚原水中的悬浮颗粒。但另一方面，泥渣浓度越大，澄清水分离越困难，以致使部分泥渣被带出，影响出水水质。因此，在不影响分离室工作的情况下，泥渣质量浓度应尽可能高些。通常用调整排泥量的方法控制泥渣质量浓度。一般来说，回流量大，反应效果好，但回流量过大，从第二反应室流出的泥水流速也大，会影响分离室工作的稳定，一般控制回流量为进水量的3~5倍。

(3)投药点选择投药点很重要，最好能使药剂和水在短时间内迅速得到混合。

2.2.27哪些原因造成矾花上浮现象

澄清池中，当第二反应室出来的矾花被大量带入分离室并在清水区大量上浮时，称为翻池现象。

翻池现象是循环型澄清池一个常见的问题，其原因有以下几种可能:①池内泥渣回流不畅;②积泥时间太久，泥渣发酵，放出气泡;③进水温度过高造成池水对流:④进水量过大，上升流速过高;⑤加药中断或排泥不及时等。

由于气候温度原因，池子表面可能会有大粒矾花上浮，但矾花间的水仍然很清，这时可以增加助凝剂用量，以加大矾花自身的重量使其沉降下来。并增加排泥次数。