水污染控制技术第二版课件 教学课件 作者 王金梅 薛叙明 主编2章 沉淀.上浮.气浮.ppt

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1、2.3沉淀2.3.1沉淀的基础理论2.3.2沉砂池2.3.3沉淀池在污水厂中，有以下四种用法：（1）废水的预处理（2）污水进入生物处理构筑物前的初步处理（初次沉淀池）（3）用于生物处理后的固液分离（二次沉淀池）（4）用于污泥处理阶段的污泥浓缩2.3.1沉淀的基础理论1.概述2.沉淀类型指SS浓度不高，沉淀过程中颗粒间互不碰撞、呈单颗粒状态，各自独立地完成沉淀过程。（1）自由沉淀：如沉砂池和初沉池中的沉淀。（2）絮凝沉淀：当SS浓度较高(50～500mg/L)时，沉淀过程中颗粒间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒粒径与质量逐渐加大，沉速加快。如活性

2、污泥在二沉池中的沉淀。（3）区域沉淀（成层、拥挤沉淀）：因SS过大，沉淀过程中相邻颗粒间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，颗粒群以整体向下沉降，并与上清液形成清晰的固液界面。（4）压缩沉淀：颗粒间相互支撑，上层颗粒在重力作用下挤压下层颗粒间的间隙水，使污泥得到浓缩。如二沉池中下部的沉淀如二沉池泥斗和浓缩池的过程四点假设:1.自由颗粒为直径均匀的球体2.沉淀过程中颗粒大小形状重量不变3.液体是静止,且非压缩性的4.颗粒沉淀是无干扰的,自由沉淀运动3.自由沉淀及其理论基础ρgF2+F3F1ρy球状颗粒自由沉淀

3、时力的平衡图由牛顿第二定律得：带入整理得：-----即斯托克斯公式。颗粒的沉降速度正比于＞，如，颗粒下沉；＜如，颗粒上浮。①②反比于水的粘滞度，同一颗粒在不同水质和水温条件下有不同的值，如水温升高，下降，增大。③正比于颗粒本身直径的平方，如在颗粒下沉的过程中进行适当的搅拌，促使颗粒相互碰撞、絮凝使粒径增大可获得很好的效果。-----斯托克斯公式。3.自由沉淀试验及沉淀曲线实验材料：实验柱6～8个，d＝80～100mm，h＝1500～2000mm，取样口位于1200mm处。实验过程：经沉淀t1、t2、t3…ti…tn时，分别在1～8号沉淀柱取水样

4、100mL，得出水SS浓度C1～C8，并作出η～t的关系曲线以及η～ui的关系曲线实验结果：对于u≧ui的颗粒，可在时间ti内全部沉淀去除；沉降柱修正试验法：试验方法同前，在每根沉降柱上开多个取样口，在H以上所有取样口的取样（从中间0.5H处取样）。沉速ui：是指在沉淀时间ti内能从水面恰好下沉到水深H处的最小颗粒的沉淀速度。而对u＜ui的颗粒，在时间ti内能否被沉淀去除取决于颗粒所在位置，因而此方法存在误差。设水样中的SS浓度为Ci，则出水中的剩余SS的比例为Pi=100%×Ci/C0，SS实际在ti时的去除率为1-Pi，作P0～ut曲线，凡

5、ut≧u0＝H/t的所有颗粒都可能去除，其去除率为1－P0；沉速ut＜u0＝H/t的颗粒能被去除的数量作如下讨论：设其中某特定粒径的颗粒的重量是悬浮物总量的dP，它能被去除的比值为ut/u0，其在t时刻去除该颗粒的数量为：可见ut＜u0的颗粒能被去除的数量为：总去除量为：的计算：实验数据处理举例（1）沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同,水平流过为V;（2）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉,下沉速度为u;4.理想沉淀池原理理想沉淀池的四点假设：（3）在沉淀池的进口区域,水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面；（4）颗粒一经沉到池底,就认为已被去除。1）

6、平流式理想沉淀池①根据几何相似原理可见ut＜u0的颗粒能被去除的数量为：②将实际数据Q、L、B、H带入，则颗粒在池内最长沉淀时间为：沉淀池容积Q/A的物理意义：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，即表面负荷率或溢流率，用q表示(m3/(m2﹒s))或m3/m2﹒h)。表面负荷q的数值等于颗粒沉速u0。所以，平流式理想沉淀池的去除率取决于沉淀池的表面积有关而与池深无关。③竖流式理想沉淀池（自学。分析方法同前，但结果有差距，p＝100－p0）。④实际沉淀池与理想沉淀池之间的差距（自学）a.深度方向水流速度分布不均匀对去除率没有影响。b.宽度方向

7、水流速度分布不均匀是降低沉淀池去除率的主要原因。c.紊流对去除率的影响：减慢沉速，降低去除率；扰动底部沉淀物，降低去除率。2.3.2沉砂池（1）分离密度为大于2.65、粒径大于0.2mm的砂粒、灰渣等无机固体颗粒；1.位置：泵站、沉淀池之前；2.作用：（2）使水泵和管道免受磨损和阻塞；（3）减轻沉淀池的无机负荷；（4）污泥具有良好的流动性，便于排放输送。平流式、曝气式、钟式3.类型：沉砂池的去除对象:砂粒、比重为2.65、粒径0.2mm以上。(1)平流式沉砂池⑦贮砂斗一般按2日以内的沉砂量设计，斗壁倾角不小于55０；池底以0.01～0.02的坡

8、度坡向砂斗。平流沉砂池的主要设计参数如下：①流量当废水以自流方式进入时,应取最大小时流量;当用泵送入时，应取工作水泵的最大组合流量。②分格数≥2，并按