水处理工程沉淀与澄清4

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1、第四章沉淀与澄清沉淀的基本理论沉淀池隔油池气浮池第1节沉淀原理与分类(Sedimentation,orsettlingandClarification)一、原理利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉比重<1，上浮沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒给水处理――混凝沉淀，高浊预沉废水处理――沉砂池（去除无机物）初沉池（去除悬浮有机物）二沉池（活性污泥与水分离）二、分类：（1）自由沉淀-沉砂池、初沉池前期发生离散颗粒，尺寸形状不变，相互无干扰，沉速不变（2）絮凝沉淀-絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）颗粒有凝聚性，颗粒相

2、互聚集，粒径质量增大（3）成层沉淀（拥挤沉淀）：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层，形成网状“絮毯”下沉，颗粒群与澄清水层之间有明显的界面。（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）沉速就是界面下沉速度。无机颗粒5-8g/L以上，如泥沙。活性污泥2-3g/L以上。（4）压缩沉淀-污泥浓缩池颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。上澄水自由沉淀带絮凝干涉沉淀带成层沉淀带压缩沉淀时间t水深ABCD沉淀过程示意图一、颗粒沉速公式（Stokes’law）假设条件：①球状颗粒，不可压缩，无凝聚性，沉淀过程中大小、形状、重量不变；②水处于静止状态③颗粒仅受重力和水的阻力作用水

3、中重浮合力阻力，量纲分析得到在等速沉淀情况下对于层流，Re<1时阻力重力浮力第2节自由沉淀(discreteparticlesettling)对于非球形颗粒:：形状系数Stokes公式，①颗粒与水的密度差(ρs–ρ)愈大，沉速愈快，成正比关系。当ρs>ρ时，u>0，颗粒下沉；当ρs<ρ，u<0,颗粒上浮；当ρs=ρ,颗粒既不下沉又不上浮；②颗粒直径越大，沉速越快；③水的粘度越小，沉速越快，提高水温例4-1油珠的直径为50μm，密度为800kg/m3,试计算油珠在20℃水中的上浮速度。解：20℃水的粘度μ＝0.0010Pa·s，代入Stokes公式得校核雷诺数Re颗粒沉淀曲线将

4、含悬浮物浓度为c0的原水混合均匀后，注入一组沉淀管，经过t1时间后，从第一沉淀管深度为H处取样，测定浓度为c1；…..在t1时刻沉速大于u1的所有颗粒全部沉过了取样面，而沉速小于u1的颗粒浓度不变，仍为c1,c1/c0表示这部分颗粒与全部颗粒之比，记作x1,余类同。将xi与ui作图，得沉淀曲线。对于指定沉淀时间t0，u0=H/t0,u≥u0颗粒全部除去u

5、-1unxn××××××t=t1×××××t=t*hn-2hn-1hnH高度时各种颗粒百分比为xj，沉淀h距离去除的量沉淀试验数据沉淀时间t,min01530456090180xi=ci/c010.960.810.620.460.230.06表观去除率E=1-xi00.040.190.380.540.770.94u=H/t,cm/min842.6721.330.67η0.3440.5760.7470.8160.9090.976解：（1）各沉淀时间相应的沉速（2）以xi为纵坐标，u为横纵标作图得沉淀曲线（3）图解计算各沉速下的总去除率,u0=3.0为例，小于此沉速的颗粒与全部颗粒

6、之比x0=0.67,积分项等于各矩形面积之和u0x00.1(0.5+1.0+1.3+1.6+2.0+2.4)+0.07×2.7=1.07η=(1-0.67)+1.07/3=0.687以此计算出各时总沉淀效率（4）以总效率η为纵坐标，以沉淀时间t为横纵标作图的效率-时间曲线例题:某废水静置沉淀数据如表，有效水深1.2m,计算各沉淀时间的颗粒去除率。不同沉淀时间的总去除率二、理想沉淀池假设：颗粒为自由沉淀水流水平流动，在过水断面上，各点流速相等。颗粒到底就被去除。水平流速v=Q/(h0B)B:池宽考察顶点，流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留速度。u

7、u0的颗粒可以全部去除u