污水处理用沉砂池的四种形式

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沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。

1.平流式沉砂池

平流式沉砂池是污水处理工艺中物理方法沉砂池的一种，其主要目的是去除污水中粒径大于0.2mm、相对密度为2.65的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。它的工作原理主要基于重力分离。从结构上看，平流式沉砂池是平面为长方形的沉砂池，主体部分实际上是一个加宽、加深了的明渠，由入流渠、沉砂区、出流渠、沉砂斗等部分组成，两端设有闸板以控制水流。在池底，通常设置1~2个贮砂斗，下接排砂管，用于存储和排出沉积的砂粒。

平流式沉砂池广泛应用于多种场合。在工业生产中，如钢铁厂、冶金厂、制药厂、食品加工厂等，其生产过程中会产生大量含悬浮物和颗粒物的废水，平流式沉砂池可以有效地处理这些废水。此外，在建筑施工和农业生产中，平流式沉砂池同样发挥着重要作用，帮助改善水质，保障用水安全。

平流沉砂池在污水处理过程中虽然有一定的优点，如结构简单、工作稳定等，但也存在一些缺点，这些缺点可能会影响到其处理效果和使用效率。

平流沉砂池对被少量有机物包覆的砂粒截留效果不高。这会导致沉砂中夹杂有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。有机物在沉砂中的存在不仅可能引发腐化发臭的问题，还可能对后续处理工艺造成不利影响。

平流沉砂池的处理效果受多种因素影响，如进水流量、进水质量、砂层深度、池体高度、水温等。特别是当池体高度较大时，底部的水流量会变小，砂层里的污泥会大量积累，导致砂层渗透性降低，从而影响污水的处理效果。

平流沉砂池的维护成本相对较高。砂层的排放难度较大，需要采取专门的方法对砂层进行清洗和更换，这增加了人力物力和设备的投入。同时，由于底部水流量小，容易滞留污泥等杂质，长期使用后需要定期清理维护，这也增加了运营成本。

平流沉砂池对有效水深的要求较高。如果水深过小，水温、流量等因素的影响会更集中，从而影响水质处理效果。而对于水深过大的池体，不仅增加了清理维护的难度，也会提高处理成本。

2.竖流式沉砂池

竖流式沉沙池，又称立式沉沙池，是一种特殊的沉淀构筑物，主要用于去除废水中密度较大的无机颗粒，特别是粒径大于0.2mm的砂粒。它的工作原理基于水流在池内竖向流动，使废水中的悬浮物在重力作用下沉降。

竖流式沉沙池通常具有圆形或方形的平面图形，废水通过设在池中心的进水管自上而下进入池内。在进水管下方设有伞形挡板，确保废水在池中均匀分布，并沿整个过水断面缓慢上升。在此过程中，悬浮物逐渐沉降到池底，而澄清水则从池四周沿周边溢流堰流出。

竖流式沉沙池在污水处理中具有一定的应用，但同样存在一些明显的缺点：

施工困难：由于竖流式沉沙池的深度较大，其施工难度相对较高。深池的挖掘、建造以及设备的安装都需要特殊的技术和工艺，这增加了建设的难度和成本。

造价高：竖流式沉沙池由于其特殊的设计和施工要求，其造价往往比传统的沉沙池要高。这对于一些预算有限的污水处理厂来说，可能是一个不小的负担。

运行维护困难：竖流式沉沙池内部结构相对复杂，需要定期清理和维护。由于深度大，清理工作较为困难，而且如果运行和维护不当，可能会影响其处理效果和使用寿命。

对冲击负荷和温度变化的适应能力差：竖流式沉沙池对于水质和水量变化的适应能力相对较弱。当水质变化大或水量冲击大时，其处理效果可能会受到影响，需要更频繁地进行调整和维护。

池径限制：竖流式沉沙池的池径不宜过大，否则布水可能不均匀，影响处理效果。这在一定程度上限制了其处理规模和应用范围。

3.曝气式沉砂池

曝气式沉沙池，也称为曝气沉砂池，是一种利用曝气作用促进废水中悬浮物沉降的长形渠道。它的工作原理主要是基于曝气系统与废水中的物质之间的物理和化学作用。

曝气沉砂池的主要结构包括池体、曝气系统和排沙系统。池体通常由钢筋混凝土制成，形状为长方形或梯形。废水从池的一端流入，经过一系列物理和化学作用后，从另一端流出。曝气系统则包括曝气头、曝气管道和曝气控制器等部件，其主要作用是将空气中的氧气溶解在污水中，并促使污水充分搅拌和循环。这样可以使污水中的有机物质得到氧化分解，同时使无机物质和沙子等颗粒物在池内沉淀下来。

在曝气沉砂池中，曝气装置通常安设在距池底60~90cm处。由于曝气作用，废水中的有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。曝气还使水中的悬浮物和有机物随气泡上浮到水面，形成浮渣，随后被气泡破裂和水流的冲击作用击碎，使其更容易沉淀。

排沙系统则负责将沉淀在池底部的沙子排出池外。通过污泥回流系统，部分污泥还可以回流到曝气沉砂池中，进行进一步的处理。

曝气沉沙池在废水处理过程中虽然具有一些明显的优点，但同时也存在一些不可忽视的缺点：

能耗较高：曝气沉沙池需要通过空气泵或增压泵进行氧气供给，以维持曝气系统的正常运行。这一过程中会消耗大量的电力，增加了整个废水处理过程的能耗成本。

维护成本高：曝气设备需要定期检查和维修，以确保其正常运行。此外，由于曝气作用会使一些物质在池内形成浮渣，这些浮渣需要定期清理，这也增加了维护工作的复杂性和成本。

对生物脱氮除磷系统的影响：曝气作用虽然有助于去除废水中的有机物质，但也可能对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行产生不利影响。这可能会影响整个生物处理过程的效率和稳定性。

对水质变化的适应性有限：当进水水质发生较大变化时，曝气沉沙池的处理效果可能会受到影响。特别是当进水中含有大量难以降解的有机物质时，曝气沉沙池的处理效果可能会下降。

占地面积大：由于曝气沉沙池需要足够的空间来设置曝气设备和排沙系统，因此其占地面积相对较大。这对于一些空间有限的处理厂来说可能是一个问题。

4.曝气式沉砂池

也称涡流沉砂池,一般设计为圆形，池中心设有1 台可调节的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心旋转浆板下设有砂斗。它可以通过合理地调节旋转浆板的转速，控制水流流态与流速，加速沙粒沉淀并使有机物随水流带走，可以有效地去除其它形式沉砂池难于去除的细砂（0.1mm 以下的砂粒）。主要由流入口、流出口、沉砂区、砂斗、涡轮驱动装置以及排沙系统等组成。

当污水从切线方向流入沉砂区时，进水渠道中的跌水堰设计使得可能沉积在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池。同时，挡板的设计使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，加强了附壁效应。在沉砂池中间，设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡板和进水水流组合在一起，旋转的涡轮叶片使砂粒呈螺旋形流动，从而促进了有机物和砂粒的分离。

由于所受离心力不同，相对密度较大的砂粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而较轻的有机物则在沉砂池中间部分与砂子分离，随出水旋流带出池外。通过调整转速，可以达到最佳的沉砂效果。砂斗内沉砂可以通过空气提升、排沙泵排沙等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排沙的标准。

旋流式沉沙池具有占地面积小、沉砂效果受水量变化影响小、砂水分离效果好、分离出的含水率低、有机物含量少、便于运输等优点。

旋流沉沙池的缺点主要体现在以下几个方面：

成本相对较高：旋流沉沙池的建设和运营成本相对较高，主要是由于其复杂的结构和精细的制造工艺造成的。这增加了污水处理的初始投资，并且在长期运营过程中也可能需要更多的维护费用。

对进水水质要求较高：旋流沉沙池对进入其中的污水流量、浓度和粘度等参数有较为严格的要求。如果进水水质波动较大，可能会影响到沉沙效果，甚至可能导致设备的堵塞或损坏。因此，使用旋流沉沙池时，需要对进水水质进行严格的控制和管理。

维护管理难度：旋流沉沙池需要定期清理和维护，以保持其良好的运行状态和沉沙效果。然而，由于其内部结构的复杂性，维护管理可能相对困难，需要专业人员进行操作。