水质工程学 上册 教学课件 作者 谢水波 姜应和 主编 第6章.ppt

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1、6.1　沉淀理论6.1.1　沉淀类型6.1.2　自由沉淀理论6.1.3　沉淀试验及沉淀曲线6.1.1　沉淀类型1.自由沉淀2.絮凝沉淀3.区域沉淀4.压缩沉淀1.自由沉淀当悬浮物浓度不高时，颗粒沉淀过程中相互不会发生碰撞，呈单颗粒状态，颗粒独立完成各自的沉淀过程。在整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状、大小及密度均不发生任何变化，颗粒沉淀的轨迹呈直线状。砂粒在水中的沉淀过程就是典型的自由沉淀。2.絮凝沉淀絮凝沉淀又称为干扰沉淀。当悬浮颗粒浓度较大时，在沉淀过程中，颗粒之间相互碰撞，发生絮凝作用，结果颗粒的粒径与质量都逐渐变大，沉淀速

2、度不断加快，沉淀轨迹呈曲线。活性污泥在二次沉淀池中的沉淀就是典型的絮凝沉淀。3.区域沉淀区域沉淀又称成层沉淀或拥挤沉淀。在沉淀过程中，当悬浮颗粒浓度增大时，颗粒间相互碰撞，相互干扰，致使颗粒挤成一团，沉速大的颗粒也不能超越沉速小的颗粒而沉降。这种相互干扰的沉降作用使所有颗粒合成一个整体，大小颗粒各自保持其相对位置不变而整体下沉，并与液相之间形成一个清晰的界面。区域沉淀的外在表现就是界面的下降，也称成层沉淀。二次沉淀池下部的沉淀过程及浓缩池的开始阶段就是典型的区域沉淀。4.压缩沉淀此过程是成层沉淀的继续。成层沉淀的发展使颗粒浓度越来越大

3、，颗粒之间挤集成团块状，互相接触，互相支撑，上层颗粒在重力作用下挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。如活性污泥在二次沉淀池污泥斗中的浓缩过程就是典型的压缩沉淀。6.1.2　自由沉淀理论1.层流区2.过渡区3.湍流区6.1.2　自由沉淀理论图6-1　自由沉淀过程6.1.2　自由沉淀理论图6-2　球形颗粒的阻力系数C与雷诺数Re的关系1.层流区1)颗粒与水的密度差(ρg-ρy)越大，沉速越快，反之越慢；当(ρg-ρy)>0时，u>0，颗粒下沉；当(ρg-ρy)<0时，u<0，颗粒上浮；当(ρg-ρy)=0时，u=0时，颗粒既不下沉也不上

4、浮。2)颗粒沉速与颗粒直径的平方成正比。3)颗粒沉速与水的粘度μ成反比，即水的粘度μ越小，颗粒沉速越快。4)污水中颗粒非球形，式(6-4)不能直接用于工艺计算，需要加非球形修正系数。2.过渡区3.湍流区6.1.3　沉淀试验及沉淀曲线1.自由沉淀2.絮凝沉淀3.区域沉淀与压缩沉淀1.自由沉淀①去除u0=2.5mm/s的颗粒的总去除率为：从图6-5查得u0=2.5mm/s时，剩余量P0＝56；沉速ut

5、得，u0＝1mm/s时，剩余量P0=50；沉速ut

6、1　理想沉淀池原理6.2.2　理想沉淀池与实际沉淀池的差别6.2.1　理想沉淀池原理1.平流式理想沉淀池2.圆形理想沉淀池1.平流式理想沉淀池1)当去除率η一定时，颗粒沉速越大，表面负荷越高，即产水量越大。2)当表面负荷q一定时，颗粒沉速u1越大，则去除率越高。3)当颗粒沉速u1确定后，沉淀池表面积A越大，则去除率越高。1.平流式理想沉淀池图6-8　平流式理想沉淀池示意图2.圆形理想沉淀池(1)辐流式圆形理想沉淀池　如图6-9所示，辐流式圆形理想沉淀池中任一点(设半径为r1)处，沉速为u的颗粒，其运动轨迹为此处颗粒沉速和此处水平流速的

7、矢量和。(2)竖流式圆形想想沉淀池　如图6-10所示。(1)辐流式圆形理想沉淀池图6-9　辐流式圆形理想沉淀池(2)竖流式圆形想想沉淀池图6-10　竖流式圆形理想沉淀池6.2.2　理想沉淀池与实际沉淀池的差别1.流速分布的影响2.水流状态的影响1.流速分布的影响(1)深度方向水平流速分布不均的影响(2)宽度方向水平流速分布不均的影响　如图6-12所示，水平流速在宽度方向分布不均，水平流速v表示为池宽b的函数，即v=f(b)。(1)深度方向水平流速分布不均的影响图6-11　池深方向水平流速分布不均的影响(2)宽度方向水平流速分布不均的影

8、响如图6-12所示，水平流速在宽度方向分布不均，水平流速v表示为池宽b的函数，即v=f(b)。2.水流状态的影响在明渠中，当Re>500时，水流呈湍流状态。平流式沉淀池中的Re一般在4000以上，呈湍流状态。由于湍流的扩