水污染控制工程第14章沉淀和澄清.ppt

第14章 沉淀和澄清,14.1 悬浮颗粒在静水中的沉淀 14.2 平流式沉淀池 14.3 斜板与斜管沉淀池 14.4 澄清池,14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（1）,基本概念 悬浮颗粒——指原水中原有悬浮物 + 水中胶体经混凝反应后聚集形成的颗粒 沉 淀——水中悬浮颗粒依靠重力作用，克服水的浮力和阻力，从水中下沉分离出来的过程，称为沉淀 自由沉淀——水中悬浮颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，仅受颗粒重力、浮力和阻力的作用的沉淀，称为自由沉淀一般发生在浓度极低时14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（2）,基本概念 拥挤沉淀——在沉淀过程中，水中悬浮颗粒彼此相互干扰，或受池壁的干扰，使颗粒下沉速度降低的沉淀过程，称为拥挤沉淀发生在常见浓度和高浓度时 沉 淀 池——为完成沉淀过程的构筑物，称为沉淀池14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（3）,14.1.1 悬浮颗粒在静水中的自由沉淀 水中颗粒受力分析： 重力 – 浮力 – 阻力 = m du/dt,,,,,,阻力,浮力,重力,,,颗粒,14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（4）,3,2,14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（5）,14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（6）,14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（7）,14.1.2 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）,基本术语 浑液面——清水与浑水分界面。

交界面——不同区间的分界面统称为交界面 平均沉降速度——浑液面下沉的速度所代表的颗粒沉降速度 临界沉降点——当沉降达到变浓度区刚消失的位置时的状态 沉降筒分区 清水区 悬浮物区 等浓度区 变浓度区 压实区,,,14.1.2 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（2）,浑液面下降线,,,,,,,,,H,14.1.2 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（3）,14.2 平流式沉淀（1）,基本术语 沉淀区、污泥区、进水区、进水管、穿孔墙、出水区、出水堰、出水口 14.2.1 非凝聚性颗粒的沉降过程分析——理想沉淀池 理想沉淀池的三个假定： 1.颗粒处于自由沉淀状态； 2.水流沿着水平方向层流流动； 3.颗粒沉到池底既被去除 Q=v h0 B L=v t ; h0=u0 t ; u0= Q/LB → u0= Q/A——表面负荷,14.2 平流式沉淀（2）,,,,,,14.2 平流式沉淀（3）,,14.2 平流式沉淀（4）,14.2 平流式沉淀（5）,14.2 平流式沉淀（6）,14.2 平流式沉淀（7）,,14.2 平流式沉淀（8）,14.2.1 凝聚性颗粒的沉降过程分析——实际沉淀池 与理想沉淀池的主要区别： 1.在沉淀过程中颗粒的大小、形状、密度都有所变化； 2.沉淀速度正比于沉淀深度和沉淀时间；,14.2 平流式沉淀（9）,14.2 平流式沉淀（10）,14.2.2 影响平流沉淀池沉淀效果的因素 与理想沉淀池的主要区别： 1）.实际水流状况对沉淀效果的影响。

流速分布不均匀，存在短流问题，短流原因： 进水惯性；Re=vR/ ν 10-5 式中，v——平流池水平流速，m/s； R——水力半径，m.,14.2 平流式沉淀（11）,2）.凝聚作用的影响； 沉淀时间——影响沉淀过程中的再絮凝反应； 池中水深——水越深，越有利于网捕作用的继续进行14.2 平流式沉淀（12）,14.2.2 平流沉淀池的构造 三维模型 设计计算 按表面负荷Q/A计算 1）算池面积A 2）求池长 L=3.6 v T 3）求池宽 B=A/L 按停留时间算（不含污泥区） 1）V=Q T 2）B=V /L H 3）d=(0.7 BLH0.5/T)0.5 (排泥管直径) 局部结构,14.2 平流式沉淀（13）,14.2 平流式沉淀（14）,14.2 平流式沉淀（11）,14.2 平流式沉淀（12）,14.2 平流式沉淀（13）,14.2 平流式沉淀（14）,14.2 平流式沉淀（15）,,,平流沉淀池 介绍完毕 !,14.2平流池结束语,14.3 斜管与斜板沉淀（1）,基本概念与术语 浅层理论——E=ui/u0=ui/(QA)，表面负荷越大，di粒径的颗粒去除率越高；物理过程看，沉降试验中，沉降管上部清水区的深度与沉降管的总深度无关，既浑液面的初期下降速度与总深度无关。

术语—— 斜板、斜管、清水区、斜管（板）区、配水区、污泥区、集水管（槽）、排泥管、斜管长度、斜管组高度、斜管管径(内切圆直径） 主要工艺参数 表面负荷 q=Q/A, 规范推荐9~11m3/(m2.h),实际采用5~6 m3/(m2.h) 水力核算条件 Re200; Fr=10-3~10-4 （单管或单板间） 14.3 斜管与斜板沉淀（2）,基本构造 利用其它阅图软件讲解（便于缩放） 设计计算 根据表面负荷求面积（沉淀区面积） 求斜管净过水面积：扣除斜角死水区和斜管结构面积（1.03）； 算池体总高度：总高度=保护高0.3+清水区高1.2+斜管区高0.87+配水区高1.5+排泥槽高0.8=4.67~4.80m 水力核算： Re=vR/ν; Fr=v2/Rg,斜管与斜板沉淀 介绍完毕 !,14.4 澄清池（1）,基本概念与术语 澄清池——“絮凝→沉淀” 的结合 沉渣体积浓度——由 u’=u(1-Cv)n →Cv=1-(u’/u)1/n 上升流速u’决定泥渣层沉渣体积浓度Cv 术 语—— 接触絮凝、泥渣层、活性、 主要工艺参数 清水区上升流速 （≈表面负荷）：mm/s 规范推荐：机械加速澄清池，0.9~1.2； 水力循环澄清池，0.8~1.1； 脉 冲 澄 清 池， 0.8~1.1； 悬 浮 澄 清 池， 0.9~1.0（单层）， 0.7~0.9（双层）。

14.4 脉冲澄清池（1）,全景图,14.4 脉冲澄清池（2）,阶剖图,14.5 其它澄清池简介__机械搅拌澄清池,14.5 其它澄清池简介__水力循环澄清池,14.5 其它澄清池简介__悬浮澄清池,14.5 其它澄清池简介__机械搅拌真空泵脉冲澄清池,14.6 澄清池___小设计,小设计 某水厂设计水量为15000m3/h(含水厂自用水量0.05%)，水源水质常年变化较大，若需要对采用“混凝+平流沉淀池”、机械加速澄清池、水力循环澄清池、脉 冲 澄 清 池、悬 浮 澄 清 池等不同方案进行比较，请先分别进行主要工艺参数计算，再分析不同方案的优缺点，并提出你的推荐方案。