污水处理技术之沉砂池在污水处理中的作用及类型
一、适用对象
沉砂池去除污水中泥砂等粗大颗粒。主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
二、沉砂池在污水处理中的作用
池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小，但其作用却不可忽视。若取消沉砂池，大量砂粒将进入后续各处理单元，给污水厂的正常运行带来诸多隐患：
1、砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损，缩短使用寿命。
2、排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞，进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。
3、对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS等)或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒将直接进入生化池沉积，导致生化池有效容积的减少，同时还会对曝气器产生不利影响。
4、砂粒进入污泥消化池中，将减少有效容积，缩短清理周期。
5、污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损，缩短更换周期，同时会影响絮凝效果，降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛，由于该设备采用高速离心分离的方式，砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。
三、沉砂池一般规定
1、城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。
2、沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。
3、污水流量应按分期建设考虑；当污水自留入厂时，按每期最大设计流量计算；用污水泵提升入场时，按每期工作泵的最大组合流量计算；在合流制处理系统中，按降雨时的设计流量计算。
4、沉砂池个数或分格数不应少于2个（格），并按并联系列设计。
5、城市污水的沉砂量按（15-30）/（106m3/m3）计算，其含水率为60%，容重为1500kg/m3，合流制污水按实际情况确定。
6、砂斗容积按2日的沉砂量计算，斗壁与水平面夹角不小于55°。
7、一般应采用机械除砂，并设置贮砂池。排砂管直径不应小于20mm。
8、重力排砂时，沉砂池与贮砂池应尽可能靠近。
四、沉砂池的类型
按池内水流方向的不同，可以分为平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。
1、平流式沉砂池
平流式沉砂池是常用的型式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无机物颗粒效果较好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。
设计参数：
1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；
2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60/s；
3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m，每格宽度不宜小于0.6m；
4）进水头部应采取消能和整流措施；
5）池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状
2、曝气沉砂池
曝气沉砂池的典型特征，就是池内安装了曝气装置，可以对池内污水产生以下影响：
a)砂粒在沉砂池中以螺旋状向前流动；
b)使有机颗粒经常处于悬浮状态；
c)使砂粒互相摩擦，能够去除砂粒上附着的有机物污染物，有利于取得较为清洁的砂粒及其它无机颗粒；
d)曝气还有去除油脂和合成洗涤剂的作用。
设计参数：
1)旋流速度应保持0.25～0.3m／s；
2)水平流速为0.06～0.12m／s；
3)最大流量时停留时间为l～3min；
4)有效水深为2～3m，宽深比一般采用l～2；
5)长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；
6)lm3污水的曝气量为0.2m3空气；
7)空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6～0.9m，送气管应设置调节气量的闸门；
8)池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；
9)池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；
10)池内应考虑设消泡装置。
3、旋流式沉砂池
目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏和比氏两大类。从国内应用情况看，源自欧洲的钟氏池及其各变型占绝大多数。
钟式沉砂地是利用机械力控制流态与流速，加速砂粒的沉淀。并使有机物随水流带走的沉砂装置。
图1典型的钟氏沉砂池结构
沉砂池由流入口、流出口、沉砂区、砂斗、砂提升管、排砂管、电动机和变速箱组成。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，污水中密度较大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被留在污水中。调整转速，可达到最佳沉砂效果。沉砂用压缩空气经砂提升管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区。
设计参数：
1)水力表面负荷应控制在200m3/(m2•h)左右。
2)水力停留时间控制在20-30s。
3)进水渠道流速：①流量最大时的40%-80%时，控制在0.6-0.9m/s;②流量最小时，大于0.15m/s;③流量最大时，不大于1.2m/s。
4)进水渠道直段长度为宽度的7倍且不应小于4.5m。
5)出水渠道宽度为进水渠道的2倍。
6)出水渠道与进水渠道夹角大于270°。
