第二章水的物理化学处理法2.ppt

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1、第二节水中悬浮物质和胶体物质的去除沉淀混凝澄清过滤气浮沉淀是利用水中悬浮物质与水的密度差进行分离的基本方法。当悬浮物的密度大于水时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物；当悬浮物的密度小于水时，则上浮至水面形成浮渣（油）。通过收集沉淀物和浮渣使水体得到净化。一、沉淀（一）沉淀理论基础沉降类型自由沉降絮凝沉降拥挤沉降压缩沉降颗粒参数下沉速度产生条件初沉池初期沉淀初沉池中期沉淀和二沉初期二沉池后期污泥浓缩池不变，离散状态尺寸质量渐大不变，颗粒相对位置不变不变，颗粒挤压不受干扰渐大界面沉速沉速加上重力挤

2、压牛顿提出：落入静止流体中的颗粒会进行加速运动，直到作用于颗粒上的摩擦阻力与颗粒的牵引力相等为止，这时颗粒作匀速运动。浮力fb重力fg浮力重力阻力fd合力fn=fg-fb=(ρs-ρ)gVs阻力fd=CdρAsu2/2（1）自由沉降µ：水的动力粘度，Pa•sd:颗粒直径，m:颗粒密度，kgm-3g：重力加速度，m•s-2StokesFormula（2）絮凝沉降当悬浮物浓度约为50－500mg/L时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞，产生凝聚作用，形成更大的絮凝体（颗粒粒径与质量逐渐加大）

3、，沉淀速度随深度而不断加快。典型例子：投加混凝剂后悬浮物沉淀；活性污泥在二沉池中的沉淀。当悬浮物浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，大颗粒的沉速减慢，小颗粒的沉速上升，这样沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自维持相对位置不变。在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀与澄清水之间形成清晰的液－固界面，沉淀显示为界面下沉。典型例子：二次沉淀池下部的沉淀过程及污泥浓缩池中的初期情况。⑶拥挤沉淀（区域沉淀，成层沉淀）拥挤沉淀的继续，即形成压缩，随着沉淀时间的延长

4、，颗粒间相互支撑，上层颗粒在重力作用下挤进下层颗粒的间隙，使污泥得以浓缩。典型例子：活性污泥在二沉池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。⑷压缩沉淀理想的沉淀池1、沉淀池中各过水断面上各点的流速均以作水平流动；2、进水中的悬浮颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速与水流相同u，并以竖直分速u等速下沉；3、悬浮颗粒落到池底即可认为被除去。简化的理想状态：（二）普通沉淀池沉淀池就其流态及结构形式可分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池和斜板沉淀池。对沉淀池池型的选择，应考虑诸多因素，如污水量的大小；悬浮物质的

5、沉降性能与泥渣性能；地区地质条件；池造价高低及施工难易；运行管理的复杂程度等。（1）平流式沉淀池平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一端流出，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长方形，可以是单个或多个串联。平流式沉淀池有进水区、沉淀区、出水区和污泥区四部分组成。1、进水区进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上，尽可能减少扰动。入口流速小于25mm/s。为了保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流入点应高出污泥层面0.5m以上。水流入沉淀池后应尽快消能，防止在池内形成短流或股流。设置整流装置。2．沉

6、淀区如前所述，要降低沉淀池中水流的紊流性指标Re数和提高水流的弗劳德数（Fr），必须设法减少水力半径R，采用导流墙，对平流式沉淀池进行纵向分格等，均可减小水力半径，改善水流条件。Re=vR/Fr＝v2/Rg沉淀区的高度（有效水深H）与其前后有关处理构筑物的高程布置有关，一般约3-4m。沉淀区的长、宽、深之间相互关联，应综合考虑，还应核算表面负荷。一般，L/B≥4，L/H≥10，每格宽度3-8m，不宜大于15m。3．出水区沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。沉淀池常见出水口布置形式。出流堰是沉淀效

7、果好坏的重要条件，它不仅控制池内水面的高程，而且对池内水流的均匀分布影响极大。应防止池内水流产生偏流现象。尽可能减少单位堰长的过流量，因此堰的施工必须精心，尽量做的水平。4．污泥区（积泥区和排泥区）及时排出沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常，保证出水水质的一项重要措施。沉淀池排泥方式有斗形底排泥、穿孔管排泥及机械排泥。目前基本都采用机械排泥，不需留存泥区，池底水平，略带坡度以便放空。排泥方式：（1）刮泥：设置刮泥机（车），池底设计坡度0.01-0.02。（2）污泥泵排泥；（3）静水压力排泥（静水压

8、力1.5-2.0m水头，排泥管径不小于200mm）。（4）如设有多个泥斗时，则无需刮泥装置，每个泥斗设独立的排泥管及排泥阀。5、缓冲区污泥区和清水区之间应有一个缓冲区，其深度可取0.3-0.5m，以减轻水流对存泥的搅动，也为存泥留有余地。影响平流式沉淀池沉淀效果的因素1.沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响(1)进水的惯性作用；(2)出水堰产生的水流抽吸；(3)较冷或较重的进水产生的异重流；(4)风浪引起的短流；(5)池内存在的导流壁和刮泥设施等2.凝聚作用的影响。由于实际沉淀池的沉淀时间和水深所