水污染控制工程-沉淀课件
41页1、1,第3章 沉 淀,Sedimentation,2,第一节 概 述 1、沉淀的定义 悬浮颗粒在重力作用下,从水中分离的过程称为沉淀。实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。 (1) 当悬浮物密度大于水时,悬浮物下沉与水分离。 沉 淀 (2) 当悬浮物密度小于水时,悬浮物上浮与水分离。 上 浮,3,2、沉淀去除的对象及构筑物 砂粒 化学沉淀 混凝絮体 生物污泥 污泥浓缩,4,3、位置及作用 A、作为处理系统的主体; B、工艺流程主体处理单元之前预处理; C、工艺流程主体处理单元之后; D、污泥处置。,(1)城市污水处理工艺:,5,(2)高浓度有机废水处理工艺:,(3)含铬废水处理工艺:,6,(1)自由沉淀 水中悬浮物颗粒浓度低,呈离散状态;互不干扰,各自完成沉淀过程。颗粒在下沉过程中的形状、尺寸、密度、不发生变化。 例如:沉砂池,4、沉淀类型 根据悬浮颗粒的性质及其浓度的高低,沉淀可分为四种类型:,7,(2)絮凝沉淀 水中悬浮物浓度不高,但有絮凝性能。在沉淀过程中互相碰撞发生凝聚,其粒径和质量均随沉淀距离增加而增大,沉淀速度加快。 例如:二沉池; 混凝沉淀。,8,(3)拥挤沉淀(分
2、层沉淀) 水中悬浮物浓度较高,颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰,沉速降低,颗粒碰撞互相 “凝聚”而共同下沉,形成一明显的泥、水界面。沉淀过程实质是泥、水界面下降的过程,沉淀速度为界面下降速度。 如:二沉池的上部; 污泥浓缩池上部。,动画,9,(4)压缩沉淀 当悬浮物浓度很高、颗粒互相接触、互相支承,在上层颗粒的重力作用下将下层颗粒间的水挤出,使颗粒群浓缩。 例如:二沉池污泥斗; 浓缩池底部。,10,第二节 自由沉淀 一、自由沉淀的假定条件 实际中水流状态、悬浮物的大小、形状、性质是十分复杂的,影响颗粒沉淀的因素很多。 为了解颗粒在水中自由沉降过程的动力学本质,进行如下假定:, 颗粒为球形,沉淀过程中大小、形状和质量均不发生变化; 液体为静止状态; 颗粒沉淀不受容器器壁影响; 颗粒沉淀仅受重力和水的作用。,作用方式?,11,二、自由沉淀速度 (1) 颗粒在静水中的受力情况 重力: 浮力: 阻力:,式中:s,表示颗粒及水的密度 g重力加速度 A颗粒在沉淀方向上的投影面积,对球形颗粒,A=d2/4 u颗粒沉速 阻力系数,它是雷诺数( )和颗粒形状的函数。 水的粘度,12,(2)颗粒在静水中的运
3、动情况 在静水中悬浮颗粒开始沉淀时,因受重力作用而产生加速运动,同时水的阻力也逐渐增大。 经一很短时间后,当阻力F3增大到与颗粒的“重力F1和浮力F2之差”相等时,颗粒作等速下沉运动。 等速沉淀的速度常称沉淀末速度,简称沉速。,13,(3)颗粒沉淀速度 在等速沉淀情况下,F1-F2=F3,即:,层流状态下:,Stokes公式,14,由stocks公式 可知:,(4)影响沉淀速度的因素,A与颗粒、水的密度差成正比; 当s时,u0,颗粒下沉; 当s时,u0,颗粒上浮; 当s=时,u=0,颗粒悬浮。,B与颗粒直径平方成正比; 一般沉淀只能去除 d20m的颗粒。 对于粒径较小的颗粒,可以通过混凝增大颗粒粒径,促进沉淀;,C. 与水的粘度成反比; 因粘度与水温成反比,故提高水温有利于加速沉淀。,15,(1) 实验目的 实际废水中悬浮物颗粒粒径不均匀,形状各异,密度也有差异。 通过沉淀试验: 了解废水中悬浮物的沉淀特点; 为工程设计提供参数。,三、自由沉淀实验,16,H,取样口,沉降柱,(2) 实验方法 实验编号: 1 2 3n 原水浓度:C0 C0 C0C0 有效水深:H H HH 取样时间:t
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