沉砂的作用于種類

作用與設置

因城市污水的下水道系統會帶入較多的砂粒等大顆粒物，城市污水處理在初次沉淀池前必須設置沉砂池。含沙粒較少的工業廢水處理可以不設置沉砂池。

城市污水處理中沉砂池所去除的顆粒物包括砂粒、煤渣、果核等。沉砂池的設置要求是對砂粒（密度2.65g/cm3）的去除粒徑為0.2mm，并要求外運沉砂中盡量少含附著與夾帶的有機物，以免在沉砂池廢渣的處置過程中產生砂渣的過度腐敗問題。

沉砂池設置與設計計算的一般規定有：

1.沉砂池按去除相對密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設計。

2.污水流量應按分期建設考慮：當污水自流入廠時，按每期最大設計流量計算；用污水泵提升入廠時，按每期工作泵的最大組合流量計算；在合流制處理系統中，應按降雨時的設計流量計算。

3.沉砂池的個數或分格數不應少于2個，并列設置，在污水量較少時可以只運行1個池

4.城市污水的沉砂量可按0.03L/m3（污水）計算，砂渣的含水率為60%，密度為1500kg/m3；合流制污水的沉砂量需根據實際情況確定。

5.砂斗容積按2d的沉砂量計算，斗壁與水平面夾角不小于55度

6.一般采用機械除砂，并設置貯砂池。排沙管直徑不應小于200mm

7.重力排砂時，沉砂池與貯砂池應盡可能靠近

8.砂渣外運處置前宜用洗砂機處理，洗去砂上黏附的有機物 。

沉砂池的形式可分為平流式、曝氣和旋流式沉砂池三大類。

沉砂池種類

一. 平流式沉砂池

平流式沉砂池屬于早期使用的沉砂池形式，池型采用渠道式，廢水經消或整流后進入池中，沿水平方向流至末端經堰板流出，砂粒沉在池底。在池的底部設有砂斗，定期排砂。

平流式沉砂池的主要設計要求是：

最大流速0.3/s，最小流速0.15m/s；

水力停留時間為30~60s，最大流量停留時間不小于30s；

有效水深不應大于1.2m，每格寬度不宜小于0.6m；

砂斗間歇排砂，排砂周期小于2d

平流式沉砂池結構簡單，處理效果好，但沉砂效果不穩定，往往不適應城市污水水量較大的特性。水量大時，流速過快，許多砂粒未及時沉下；水量小時，流速過慢，有機懸浮物也沉下來了，沉砂易腐敗。平流式沉砂池目前只在個別小廠或老廠使用。

國外污水處理廠曾用過多爾式沉砂池，它是一種方形平流式沉淀池，典型尺寸為10m ×10m×0.8m，中心設旋轉刮砂機，連續排砂。該池型因占地大，不能適用水量變化，在新設計中已極少采用。

二. 曝氣沉砂池

曝氣沉砂池采用柜型長池型，在沿池長一側的底部設置一排空氣擴散器，即曝氣管，通過曝氣產生三個作用；在池的過水斷面上產生旋流，水呈螺旋狀通過沉砂池，

水力旋流使砂粒與有機物分離，沉渣不易腐敗

氣浮油脂并吹脫揮發性物質；預曝氣充氧、氧化部分有機物。重顆粒沉到底，并在旋流和重力的作用下流進集砂槽，再定期用排砂機械（刮板或螺旋推進器、移動吸砂泵等）排出池外：較輕的有機顆粒則隨旋流流出沉砂池。

主要設計要求：

水力停留時間3~5min，最大流量時的停留時間應大于2min；

水平流速為0.06~0.12m/s；

有效水深2~3m，寬深比宜為1~1.5，比寬比在5左右，并按此比例進行分格；

采用中孔或大孔曝氣穿孔管曝氣，曝氣量約為0.2m3/（m3污水），或3~5m3空氣/（m2.h）使水的旋流流速保持在0.25~0.30m/s以上；

進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并宜設置擋板。

曝氣沉砂池的主要優點是：可在水力負荷較大的情況下保持穩定的砂粒去除效果、沉砂中附著的有機物少，沉砂的性能穩定；有對污水預曝氣的作用，改善了原污水的厭氧狀態、還可被用于化學藥劑的投加、混合、絮凝等。

旋流式沉砂池

旋流式沉砂池采用圓形淺池形，池壁上開有較大的進出水口，池底為平底【列如“比式（PISTA）沉砂池‘美國smith、loveness公司專利】或向中心傾斜的斜底【列如”鐘式（JETA）沉砂池“英國jenes、attwood公司專利】底部中心的下部是一個較大的砂斗，沉砂池中心設有攪拌與排砂設備。

旋流式沉砂池的構造，進水從切線方向流進池中，在池中形成旋流，池中心的機械攪拌葉片進一步促進水的旋流。在水流渦流和機械葉片的作用下，較重的砂粒從靠近池心的環形孔口落入下部的砂斗，再經排砂泵或空氣提升器排出池外。

旋流式沉砂池的氣味小，沉砂中夾帶的有機物含量低，可在一定范圍內適應水量變化，是當前的流行設計，有多種規格的定型設計可供選用。

主要設計要求：

最高流量時的水力停留時間不應小于30s；

設計水力表面負荷為150~200m3/（m2.h）

有效水深宜為1.0~2.0m，池徑與池深比宜為2.0~2.5；

池中應設立式漿葉分離機。

一. 操作管理

1平流式沉砂池

運行操作主要是控制污水在池中的水平流速，和停留時間。污水中砂的粒徑大，則可增加水平流速，反之應減小 才能使砂粒充分沉淀下來。控制要點是：當流量變化時首先應調整溢流堰高度來改變有效水深，而后考慮改變運行池數。水力停留時間影響沉砂效率，如停留時間不足，則本應沉淀下來的砂粒也會隨水流走。反之，有機物將沉淀下來。

2曝氣沉砂池

運行操作主要是控制污水在池中的旋流速度和旋轉圈數。旋流速度與砂粒粒徑有關，粒徑越小，需要的旋流速度越大；旋流速度也不能太大，否則沉下的砂粒會重新泛起。旋流速度與沉砂池的幾何尺寸、擴散器的安裝位置和曝氣強度等因素有關。旋轉圈數則與除砂效率有關，旋轉圈數越多，除砂效率越高。要去除直徑為0.2mm的砂粒，需要維持0.3m/s的旋轉速度在池中至少旋轉三圈。在運行中可通過調整曝氣強度，改變旋流速度和旋轉圈數，保證穩定的除砂效率。當進入沉砂池的污水量增大時，水平流速也將加快，此時應增大曝氣強度。

3及時排砂除渣

沉砂量取決于進水水質，運轉時應認真摸索總結砂量的變化規律，及時排砂。排砂間隙過長會堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂機械；如排砂間隙太短又會使排砂量增大，含水率高，增加后續處理的難度。沉砂池上的浮渣也應定期清除。