水中悬浮物质和胶体物质的去除(沉淀)

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1、第一篇水质净化与水污染控制工程第二章水的物理化学处理方法第二节水中悬浮物质和胶体物质的去除�通过颗粒与水的密度差异，水中悬浮物质可在重力的作用下进行分离。�20～100微米以上的颗粒可以用直接沉淀法去除。�较小颗粒必须采取一些措施或别的方法才能去除。�（混凝、澄清、过滤、气浮等）沉淀理论基础一沉淀（sedimentation）沉淀类型特征发生场合颗粒在沉淀过程中呈离散状态，互不干悬浮物浓度不高，颗自由沉淀扰，其形状、尺寸、密度等均不改粒无絮凝性变，下沉速度恒定。在沉淀过程中，颗粒互相凝集，其粒径悬浮物浓度不高，颗絮凝沉淀和质量逐渐增大，沉淀速度逐渐加粒有絮

2、凝性快。颗粒互相牵扯形成网状的“絮毯”整体下悬浮物浓度较高，每拥挤沉淀沉，在颗粒群与澄清水层之间形成个颗粒下沉都受成层沉淀明显的界面，沉淀速度就是界面下到周围其他颗粒移的速度。的干扰。悬浮物浓度很高，颗下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用压缩沉淀粒互相接触，互下被挤出，由此污泥层被浓缩。相支撑。沉淀理论基础球形颗粒阻力系数与雷诺数间的关系球形颗粒自由沉淀速度的确定假设•颗粒外形为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉淀过程中其大小、形状和重量均不改变；•水处于静止状态；•颗粒沉淀仅受重力、浮力和水的阻力作用。213uF=πdρgF=ζρAt23624gd(ρ−ρ)u

3、=s13tF=πdρg3ζρ16s沉淀理论基础颗粒沉速的计算程序颗粒的直径为50um，密度颗粒粒径为1200kg/m3，计算该颗粒在20℃水中的沉降速度。假设颗粒沉淀处于层流区、过渡区或者湍流区，解：查表可知，20℃水选择相应的沉速计算公式计算颗粒的沉速的粘度μ=0.00101Pa·s假设颗粒沉降处于层流区，采用Stokes公式颗粒沉速可得−4u=2.710×ms/=0.97/mht假设不成立校核假设校核雷诺数ρud成假Ret==0.0131<µ立设符合Stokes公式的应用条件，可见假设成立。沉淀理论基础自由沉淀试验一般采用一根圆形管【如下图1号管所示，

4、其后各管为按粒径系列对1号管的分解】或一组等径圆形管（通常为5～7个）中进行，在各个圆管下段设一取样口，取样口到管内水面的高度均为H。Hu=0t=t0,刚好能完全去除所有沉速大于t0t=0,将悬浮物浓度为C0的原水混合均匀的颗粒，而沉速小于u0的颗粒尽管有部分后注入该组圆管，系列颗粒在管中分布如通过取样面，但取样面的浓度仍维持不变下t=0时，将悬浮物浓度为C0的原水混匀注入圆管，经时间t1沉淀后，沉速大于u1=H/t1的颗粒均沉过了取样面，而沉速小于u1的颗粒在取样面的浓度维持不变，测得悬浮物浓度为C1，用C1/C0表示这部分颗粒与全部颗粒的重量之比【1-

5、C1/C0称为表观去除率】，记作x1，余类同。沉淀理论基础沉速u∞842.6721.330.670cm/minx10.960.810.620.460.230.060沉淀理论基础沉淀效率Hu=�指定沉淀时间t0，可得颗粒完全去除的最小沉速0t0η=−1x�凡是沉速大于u0的颗粒可以全部去除，去除率为10x0表示沉速小于u0的颗粒与总颗粒之比。�对于沉速为u(u

6、过时间沉淀，各种颗粒沉淀的总去除率为1x0η=η+η=(1−x)+udx120u∫00沉淀理论基础絮凝沉淀絮凝性颗粒(如活性污泥、混凝后形成的矾花等)在沉淀过程中大颗粒会赶上小颗粒,时间指定深度的SS浓度和表观去除率E(min（括号中数字）互相碰撞凝聚,形成大的絮凝体,所以颗粒沉)0.6m1.2m1.8m速将随着沉淀深度增加而增加。当悬浮物浓度越高,碰撞几率越大,絮凝的可能性就越大。5356.9(17.387.0(10.0)395.6(8.0)0)10309.0(28.346.2(19.5)365.5(15.0)0)20251.6(41.298.9(30.

7、5)316.1(26.5)5)30197.8(54.253.7(41.0)288.1(33.0)0)40163.4(62.230.1(46.5)251.6(41.5)0)50144.1(66.195.7(54.5)232.2(46.0)等去除率曲线5)每一水深h下沉淀时间t60116.1(73.178.5(58.5)204.3(52.5)与表观去除率E的关系(图例数据为相应的去除百分率)0)75107.5(75.143.2(66.7)180.6(58.0)0)沉淀理论基础拥挤沉淀和压缩沉淀�当悬浮液浓度较高时，颗粒互相干扰，小颗粒沉速加快，大颗粒沉速减慢，

8、彼此以集合体形式下沉，颗粒间的距离保持一定，上层清液与下层污泥间形