水污染控制工程 同济大学课件3.1.ppt

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1、第3章沉淀Sedimentation1第一节概述1、沉淀的定义悬浮颗粒在重力作用下，从水中分离的过程称为沉淀。实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。(1)当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。——沉淀(2)当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。——上浮22、沉淀去除的对象及构筑物①砂粒②化学沉淀③混凝絮体④生物污泥⑤污泥浓缩沉砂池浓缩池沉淀池33、位置及作用A、作为处理系统的主体；B、工艺流程主体处理单元之前——预处理；C、工艺流程主体处理单元之后；D、污泥处置。（1）城市污水处理工

2、艺:4（2）高浓度有机废水处理工艺:（3）含铬废水处理工艺：5(1)自由沉淀水中悬浮物颗粒浓度低，呈离散状态；互不干扰，各自完成沉淀过程。颗粒在下沉过程中的形状、尺寸、密度、不发生变化。例如：沉砂池4、沉淀类型根据悬浮颗粒的性质及其浓度的高低，沉淀可分为四种类型：6(2)絮凝沉淀水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性能。在沉淀过程中互相碰撞发生凝聚，其粒径和质量均随沉淀距离增加而增大，沉淀速度加快。例如：二沉池；混凝沉淀。7(3)拥挤沉淀(分层沉淀)水中悬浮物浓度较高，颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰，沉速降

3、低，颗粒碰撞互相“凝聚”而共同下沉，形成一明显的泥、水界面。沉淀过程实质是泥、水界面下降的过程，沉淀速度为界面下降速度。如：二沉池的上部；污泥浓缩池上部。《动画》8(4)压缩沉淀当悬浮物浓度很高、颗粒互相接触、互相支承，在上层颗粒的重力作用下将下层颗粒间的水挤出，使颗粒群浓缩。例如：二沉池污泥斗;浓缩池底部。9第二节自由沉淀一、自由沉淀的假定条件实际中水流状态、悬浮物的大小、形状、性质是十分复杂的，影响颗粒沉淀的因素很多。为了解颗粒在水中自由沉降过程的动力学本质，进行如下假定：①颗粒为球形，沉淀过程

4、中大小、形状和质量均不发生变化；②液体为静止状态；③颗粒沉淀不受容器器壁影响；④颗粒沉淀仅受重力和水的作用。作用方式？10二、自由沉淀速度(1)颗粒在静水中的受力情况重力：浮力：阻力：式中：ρs,ρ―表示颗粒及水的密度g―重力加速度A―颗粒在沉淀方向上的投影面积，对球形颗粒，A=лd2/4u―颗粒沉速λ―阻力系数，它是雷诺数（）和颗粒形状的函数。μ—水的粘度11(2)颗粒在静水中的运动情况在静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用而产生加速运动，同时水的阻力也逐渐增大。经一很短时间后，当阻力F3增大到

5、与颗粒的“重力F1和浮力F2之差”相等时，颗粒作等速下沉运动。等速沉淀的速度常称沉淀末速度，简称沉速。12(3)颗粒沉淀速度在等速沉淀情况下，F1-F2=F3，即:水流状态：层流状态：Re<1时，——Stokes式过渡状态：1ρ时，u>0,颗粒下沉；当ρs<ρ时，u<0,颗粒上浮；当ρs=

6、ρ时，u=0,颗粒悬浮。B．与颗粒直径平方成正比；一般沉淀只能去除d>20μm的颗粒。对于粒径较小的颗粒，可以通过混凝增大颗粒粒径，促进沉淀；C.与水的粘度μ成反比；因粘度与水温成反比，故提高水温有利于加速沉淀。14(1)实验目的实际废水中悬浮物颗粒粒径不均匀，形状各异，密度也有差异。通过沉淀试验：①了解废水中悬浮物的沉淀特点；②为工程设计提供参数。三、自由沉淀实验15H取样口沉降柱(2)实验方法实验编号:123········n原水浓度：C0C0C0······C0有效水深：HHH········

7、H取样时间：t1t2t3······tn取样浓度：C1C2C3······CnCi/C0=XiX1X2X3······XnH/ti=uiu1u2u3······un①颗粒沉降到取样口被认为去除；②沉降速度u：在指定时间t内，能从液面恰好沉到水深H处最小颗粒的沉速。u=H/t③Xi表示沉速u＜ui的颗粒浓度与原始浓度的比值X悬浮污沉淀累积分布曲线16(3)沉淀效率计算▲u≥u0颗粒去除率：t0时间内，沉淀距离H,全部去除。▲u

8、去除比例为h/H;即：X去除率为(1-X0)X0表示沉速u