水处理沉淀及过滤

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1、第二章水处理2.6沉淀（1）概述在沉淀池（或叫澄清池）中，在一定时间内沉淀下来的颗粒可以被去除。沉淀池通常为矩形或圆形，水流可以是辐流式或上流式。尽管沉淀池的形式不同，但是其设计上一般分成四个区域：进水区、沉淀区、出水区和污泥储存区。设置进水区的目的是使水流均匀分布，且使悬浮颗粒通过截面进入沉淀区。进水区包括一系列进水管和挡板。挡板设置在沉淀池1m以下并延伸到池底。在挡板系统后面，水流依进水构造的不同，呈现不同的流动形式，在某些点水流呈均匀分布且水的流速减慢到沉淀区的设计流速。在这些点，进水区终止

2、，沉淀区开始。平流式沉淀池上流式沉淀池Q导流板污泥区进水区穿孔挡板出水区出水堰沉淀区出水区沉淀区进水区Q污泥区圆形沉淀池污泥收集系统的照片圆形沉淀池污泥收集系统的示意图设计良好的挡板系统，进水区就在沉淀池的长度方向上延伸约1.5米，进水区设计是否合理对去除效率有很大影响。如果进水区的设计不合理，进水流速将无法降低到沉淀区的设计流速。进水区的长度不能加到沉淀区的设计长度中去，两者的长度必须分开设计。污泥储存区的构造和深度取决于清泥方式、清泥频率和估计的污泥量等参数。所有这些参数都可以估算。如果沉淀池

3、足够长，则储存深度可由池的底部深度提供，否则必须在进水末端设置污泥斗。在沉淀池内水流回经过很大的面积。流速缓慢。如果澄清水的输出管道设置在沉淀池的末端，所有的水将会冲进管道，在沉淀池内形成较高流速，从而导致已经沉淀的絮体上升，并混入出水中。絮体洗出的现象称为“冲洗”（scouring）。产生的原因之一是出水区的设计不合理。较理想的方式是设计一系列水槽，以提供较大的面积使水流通过，并减少沉淀池中靠近出水区水流的速度。这些水槽称为堰（weirs）。在堰的后面再将水流导入中央处的渠或管道，输送沉淀后的出

4、水。与轻颗粒相比，重颗粒所需要的堰较短。典型的堰溢流率2.6.2沉淀原理沉淀区设计需要了解两个重要参数：絮体沉降速率Vs和沉降池运行的设计速率V0。颗粒向下沉降的同时，水流垂直地上升。颗粒从沉降池底部去除而不会随出水流走的条件：Vs>V0。设计中需要确定颗粒的沉降速率，并将溢流率设定为较低的数值。对于上流式沉降池，V0=50%~70%Vs。V1VsV0Vs流速Q，颗粒+液体沉淀颗粒V0=Q/As表面积As液体上流式沉淀池中的沉降情况V1-水流速率；Vs-颗粒的最终沉降速率溢流率（overflowr

5、ate）：水的上升速率，有时也称为表面负荷率，单位为m3/(d•m2)，表示单位面积上的流量（m3/d）。可以看成每天每平方米的沉淀池表面积上所流经的水量，与负荷类似。与液体速率相同（m/s）。理想的平流式沉淀池符合以下三个假设：①颗粒与水流的流速均匀地分布在沉淀池截面上；②颗粒均匀分布，沉速不变，等速下沉，水平分速等于v；③任何颗粒只要接触到池底就认为被去除。理想的平流式沉淀池中颗粒去除情况假设一颗粒在A点，若要将其从水中去除，则该颗粒需要有足够大的沉降速度，以确保在水流通过沉淀池的停留时间内能

6、够到达沉淀池的底部，即沉降速度至少应该等于沉淀池的深度除以停留时间：Vs=h/t0。颗粒的沉降速率必须大于或等于沉降池的溢流率。Vs=h/t0=h/(V/Q)=hQ/(lwh)=Q/(lw)而(lw)即为沉淀池的表面积（As）这表明平流式沉淀池的去除效果与池的深度无关。hlVlVsA平流式沉淀池的去除效果为什么与深度无关？当颗粒沉降速率Vs大于或等于溢流率V0时，去除该颗粒所需的沉淀池颗粒仅为h/2，如果深度较大时则沉降速率等于V0的颗粒将无法完全去除。不过在较低深度处进入沉淀池的颗粒，可

7、以到达底部，所以会发生部分去除的现象。2hlVlVsAh/2lVlVsA平流式沉淀池部分去除发生的原因？与上流式沉淀池不同，在平流式沉淀池中Vs

8、溢流率为17m3/(d.m2)，希望去除沉降速率分别为0.1mm/s,0.2mm/s和1mm/s的颗粒。试计算在理想沉淀池中不同沉降速率颗粒的去除率。Solution：转换单位：V0=17m3/(d.m2)=0.2mm/s；（1）Vs=0.1mm/sV0，去除率P=100%,，所有颗粒可以被轻易地除去。2.6.3Vs的确定方法在设计理想沉淀池时，首先需要