第三章--混凝沉淀和澄清之二

第四节第四节沉淀的基本理论沉淀的基本理论一、分类根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，范围：1．自由沉淀：悬浮物质浓度不高，在沉淀过程中颗粒之间互不碰撞，呈离散状态，各自独立地完成沉淀过程。颗粒形状、尺寸、质量不变。如沉砂池中砂粒、浓度低的污水在初沉池。2．絮凝沉淀（干扰沉淀）：悬浮物浓度在50～500mg/l，颗粒间可能互相碰撞产生絮凝作用，使粒径与质量加大，沉速不断加快。如活性污泥在二沉池。3．拥挤沉淀（分层沉淀）：浓度＞500mg/l，沉淀中相邻颗粒互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，清水与浑水间形成明显的交界面，沉淀显示为界面下沉。如二沉池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。4．压缩沉淀：浓度大。颗粒间互相支承，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。如活性污泥在二沉池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。活性污泥在二沉池中沉淀实际是依次进行，只是各类沉淀出现时间不同。二、各种沉淀类型分析（一）自由沉淀低浓度离散性颗粒在水中沉淀，开始时加速下沉，水流阻力不断增加，短暂时间后达到与重力平衡，颗粒开始匀速下沉。1．公式根据牛顿第二定律，得出dyCguygD34粒径有关阻力系数，与液体密度颗粒密度dCDygRe下面表示沉速公式及适用条件公式名称Re范围阻力系数CD粒径范围（mm）沉速公式斯托克斯＜1（层流）24/Re0.001~0.12181gduyg阿兰1～1000（过渡）eR100.1~2.0dguyyg3122])(2254[牛顿103～2.5×104（紊流）0.4＞2.0dgyuyg83.12．应用（1）已知d，推求u=?（2）已知u，反推d=?3．结论4．沉淀规律（去除率）（二）絮凝沉淀（三）拥挤沉淀1．外观现象和沉淀过程分析基本特征：水沉降过程中出现清浑交界面，整个过程就是界面下沉过程2．界面沉降的重要特性－相似性3．肯奇沉淀理论及应用（压缩沉降的计算）（四）压缩沉淀三、理想沉淀池（一）工作过程分析1．什么是理想沉淀池？符合三个假定：（1）颗粒处于自由沉淀状态。（2）水流沿水平方向作等速流动。（3）颗粒沉到池底即认为被去除，不再返回水流中。2．工作情况包括四个区：流入区、沉淀区、流出区和污泥区。截留速度u0：指从池顶开始下沉能全部去除的颗粒中最小颗粒的沉速。3．u0与表面负荷率q的关系AQq表示单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，也称作单位面积产水量。hmm23/0utHBLtHBLAtVAQqHBLQtV数值相等，意义不同。（二）去除率（三）结论1．沉淀池出水中的颗粒沉速均小于截留速度u02．去除的颗粒中包括原水中全部沉速≥u0的颗粒及一部分ui＜u0的颗粒，这部分颗粒各自的去除率为%100/%1000AQuuuEii3．小于u0的某一种颗粒，其去除率E只与q和ui有关，而与其它因素无关（如H、L、t、v）。四、影响实际沉淀池沉淀效果的因素1．进、出口对沉效的影响2．不正常流型对沉效的影响3．水流的紊动性和稳定性对沉效的影响4．其他因素对沉效的影响五、判别指标1．水流的紊动性Re2．水流的稳定性Fr第五节沉砂池作用：去除比重较大的无机颗粒位置：泵站、倒虹管前；初次沉淀池前一、平流沉砂池（一）构造入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。优点：结构简单、处理效果较好。缺点：沉砂中约夹杂15％的有机物，使沉砂后续处理增加难度。（二）设计计算1．设计参数是按去除砂粒直径大于0.2mm，比重为2.65而定的。（1）设计流量（2）水平流速0.15~0.30m/s（3）停留时间30～60s（4）有效水深0.25~1.0m，每格池宽大于0.6m（5）沉砂量生活污水按0.01~0.02L/人d城市污水1.5~3.0m3/105m3水（6）沉砂池超高不宜小于0.30m2．计算公式（1）水流部分长度LL＝Vt（2）水流断面积A＝Qmax/v（3）池总宽度B＝A/h2（4）沉砂斗容积