化工工艺重力沉降技术

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1、水污染控制工程第三章重力沉降法1概述2沉降的基本原理3沉降试验和沉降曲线4理想沉淀池5沉砂池及其设计计算沉淀池及其设计计算浅层沉淀池学习内容1概述1.1简介重力沉降法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。1.2沉淀处理工艺的四种用法沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物初次沉淀池：较经济的去除悬浮有机物，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。自由沉淀2.1沉淀的四种

2、类型絮凝沉淀区域沉淀(成层沉淀)压缩沉淀2.沉降的基本理论自由沉淀SS(悬浮颗粒浓度)不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。2.1沉淀的四种类型絮凝沉淀区域沉淀(成层沉淀)压缩沉淀2.沉降的基本理论自由沉淀2.1沉淀的四种类型SS不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。絮凝沉淀区域沉淀(成层沉淀)压缩沉淀2.沉降的基本理论自由沉淀2.1沉淀的四种类型絮凝沉淀区域沉淀(成层

3、沉淀)压缩沉淀SS较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。2.沉降的基本理论自由沉淀2.1沉淀的四种类型絮凝沉淀区域沉淀(成层沉淀)压缩沉淀SS很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。2.沉降的基本理论沉砂池二沉池污泥斗;浓缩池二次沉淀池与污泥浓缩池化学絮凝沉淀2.2自由沉淀及其理论基础（1）分析假定a.颗粒为球形;b.自由

4、沉降(沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变);c.颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响;d.静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成等速下沉。式中：As——运动方向的面积Cd——牛顿无因次阻力系数：Cd=f(Re)μs——颗粒沉降速度V——颗粒的体积ρS-颗粒的密度；ρL-水的密度；g-重力加速度。当受力平衡时，沉速变为μs（最终沉降速度）（2）悬浮颗粒在水中的受力当颗粒所受外力平衡时，Fd=Fg-Ff,,即CdAs(ρLus2/2)=V(ρs-ρL)g因得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：①层流区

5、（stokes区）:③紊流区（牛顿区）②过渡流区（艾伦区）μ--水的动力粘度。斯托克斯定律颗粒沉降速度uS与下述因素有关：（3）斯托克斯定律讨论当ρS>ρL时，颗粒以uS下沉；当ρS=ρL时，uS=0，颗粒呈悬浮状态；ρS<ρL时，颗粒以uS上浮，可用浮上法去除。uS与d2成正比，因此↑d,uS↑,提高去除效果。uS与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。自由沉降试验和沉降曲线3.1、试验装置3.3、Camp图解积分法及沉降曲线3.2、常规计算法及沉降曲线H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装置示意图3.2．常规计算法(数据记

6、录与处理)tt0t1t2t3…ti…tnHH0H0H0–Δh1…H0–Δhi-1…CC0C1C2C3…Ci…CnμE3.2．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(min)图3-1E-t曲线最小沉速，uE图3-2E-u曲线3.3Camp图解积分法给定的沉降时间t内：对于μ≥μ0的颗粒全部除去对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。p01-p0给定的沉降时间t内：对于d≥d0的颗粒全部除去对于d

7、所占SS总量的百分率用dp表示。对于μ＜μ0的颗粒，其中可去除部分所占比例为：则在di→di+dd范围内能被去除部分颗粒占SS总量的百分率为：对于全部μ<μ0颗粒群体，可去除部分为：3．3Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1–p0则，总沉降效率为ET：沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速度分布曲线沉降速度分布曲线的图解U＜u0颗粒分率，p颗粒分率，p3.3．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t(min)E-t曲线最小沉速，μEE-u曲线