水质工程学 4.4~4.6.ppt

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1、4.4澄清池4.4.1澄清池的工作原理在絮凝过程中，当水中有两种直径相差很大的颗粒时，粒径为d1的细颗粒，其颗粒浓度为n1；粒径为d2的粗颗粒，其颗粒浓度为n2。在速度梯度的作用下，两种颗粒每秒相碰撞的次数，即颗粒浓度的降低速率为：式中：α0为附着效率系数。假设d1远远小于d2，，有d1+d2≈d2。如果细颗粒为原水中的颗粒，其颗粒浓度n1很大；而粗颗粒d2为池中的絮体，其颗粒浓度n2保持不变，并有n1>>n2，则上式可改写为：式中：则：式中：nt为颗粒在t时刻的颗粒浓度，其值与水中絮体的体积浓度有关，在给定Gt的条件下，随着水的虚体体积浓度的增大而迅速减小。如果能在池内形成

2、一个絮体浓度足够大的区域，使原水进入该区域与絮体接触，就能大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率泥渣悬浮型澄清池：悬浮澄清池脉冲澄清池特点：泥渣处于悬浮状态泥渣回流型澄清池∶机械搅拌澄清池水力循环澄清池特点：泥渣在垂直方向不断循环澄清池的类型4.4.2机械搅拌澄清池设计要点①清水区上升流速为0.8~1.1mm/s；②水在澄清池内总的停留时间可采用1.2~1.5h；③叶轮提升流量为进水流量的3~5倍；④原水进水管、三角配水槽的水流流速分别为1m/s、0.4m/s；⑤第一絮凝室的容积：第二絮凝室的容积（含导流室）：分离室为2：1：7，第二絮凝室与导流室的水流流速一般为40~60mm/

3、S；⑥直径大于6m时用6~8条集水槽，直径小于6m时用4~6条集水槽优点:(1)处理效率高泥渣的回流作用；泥水分离效果好（2）对水量、水质、水温的变化适应性强a.泥渣回流量大，浓度高，对原水水质、水量、水温的变化起缓冲作用。b.循环水量、搅拌强度可以通过机械调节。缺点：（1）需要一套机械搅拌设备：维护较麻烦。（2）结构复杂。适用：（1）大，中，小型水厂；（2）进水悬浮物含量一般小于1000mg/L,短时可达3000-5000mg/L。水力循环型澄清池4.4.3脉冲澄清池泥渣周期性上下移动──“脉冲”,一个周期内,包括两个过程:充水:t1=50S放水:t2=10S脉冲周期:T=

4、t1+t2=60S(1)配水均匀a.配水穿孔管,流速大b.有人字板整流(2)混合效果好(3)澄清效果好a.有利于接触絮凝b.自动调整泥渣浓度(4)泥水分离好工作特点(1)净水效果好(2)除真空脉冲器外,无机械设备优点：缺点：对水温，水质的变化较敏感,管理水平要求高上述两种类型的澄清池的清水区加装斜管，能显著提高澄清池的处理效果。4.5水中造粒实验发现在利用有机高分子絮凝过程中，由体系外部供给一定能量，在某些条件下就会生成结实的颗粒絮凝体，称为水中造粒现象。起源：日本学者提出：结团絮凝西安建筑大学在流化床上发展了该理论历史：卡特莫尔1904年使金属矿物质细粉末成酸性再用脂肪酸作

5、架桥；特伦特1922年提出以烃类的油作为架桥的方法。自我造粒型流化床底部进水区造粒区分离区集泥区集水区常规絮凝形成过程形成的絮凝体结构松散，内部空隙很大，密度低、沉淀时间长。在造粒设备中，水对水中微小粒子进行脱稳，导入搅拌区进行造粒。颗粒的结合和成长以微小颗粒在悬浮颗粒表面逐一附着的方式进行。控制因素化学条件：脱稳电位-15~-20mv反应动力学条件：保证快速混合扩散的反应条件；预先形成的高浓度颗粒层，为致密的絮凝体的形成提供了巨大的表面；在高浓度颗粒悬浮层提供适宜剪切力。流体力学条件：提供向上水流；紊流条件；相对稳定的流化床顶部固液界面4.6辐流沉淀池圆形扁平池子，排泥性能

6、好，适用于悬浮物浓度高、沉淀泥量大的水的处理，如高浊度水沉淀池、污水处理厂初沉池和二沉池，工业上用作浓缩池；但占地大，需机械维修，配水条件差。中央进水幅流式辐流式沉淀池剖面中心进水周边进水辐流式沉淀池刮泥机中心传动系统