沉淀和澄清ppt课件.ppt

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1、第5章沉淀、澄清和气浮5.1沉淀和气浮原理5.1.1沉淀分类沉淀:水中悬浮颗粒依靠重力作用,从水中分离出来的过程.分散颗粒自由沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此没有干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用.絮凝颗粒自由沉淀:经过絮凝后的悬浮颗粒具有一定絮凝性能,两颗粒相互碰撞后聚结,其粒径和质量逐渐增大,沉速随水深增加而加快的沉淀.拥挤沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此干扰,或受到容器壁的干扰,虽然其粒度和第一种相同,但沉淀速度却较小.压缩沉淀:即为污泥浓缩,沉降到沉淀池底部的悬浮颗粒组成网状结构絮凝体,在上部颗

2、粒的重力作用下挤出空隙水得以浓缩的沉淀.5.1.2天然悬浮颗粒在静水中的自由沉淀直径为d的球形颗粒在静水中所受的重力为:式中:ρp及ρ1---颗粒及水的密度;g---重力加速度.颗粒下沉时所受水的阻力为:式中CD---阻力系数,与雷诺数Re有关;πd2/4---球形颗粒在垂直方向的投影面积.重力与阻力的差(F1-F2)使颗粒产生向下运动的加速度du/dt,得:在下沉过程中,阻力不断增加,在短暂时间后,达到与重力平衡,加速度变为零,颗粒的沉淀速度转为常数.得沉速基本公式为:在Re<1的范围内,呈层流状态,CD=

3、24/Re得斯笃克斯公式:在1000

4、径.5.1.3絮凝颗粒在静水中自由沉淀对于絮凝颗粒沉淀，根据投加混凝剂的种类、加注量对沉淀基本公式进行修正，絮凝颗粒球度系数取0.8，绕流阻力系数CD=45/Re，代入沉速的基本公式：在层流状态下，斯坦因对牛顿公式进行修正，提出了絮凝颗粒自由沉淀速度计算经验关系式：5.1.4悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀和污泥浓缩当大量颗粒在有限的水体中下沉时,被排挤的水便有一定的速度,使颗粒所受到的水阻力有所增加,颗粒处于互相干扰状态,此过程称为拥挤沉淀,此时的沉速称为拥挤沉速.拥挤沉速可用实验方法测定.高浊度水的拥挤沉淀过程

5、分析图5-2任意时间内交界面下沉速度：肯奇（Kynch)沉淀理论：不同沉淀高度的沉降过程相似关系如用同一水样，用不同沉淀高度的水深作实验，两条沉降过程曲线之间存在相似关系当原水浓度相同时，A、B区交界的混液面的下沉速度是不变的。沉淀过程与深度无关，可以用较短的沉淀管作实验，来推测实际沉淀效果。图5-35.1.5气浮分离原理和特点产生大量微气泡黏附于杂质、絮粒之上，将悬浮颗粒浮出水面而去除的工艺，称为气浮分离。气浮净水工艺有多种方式，其中加压溶气气浮是一种比较成熟、应用广泛的净水工艺。该气浮池有称压力溶气气浮池

6、溶气气浮池与其他沉淀池、澄清池相比，具有如下特点：1）经混凝后的水中细小颗粒周围黏附了大量微细气泡，很容易浮出水面，所以对混凝要求可适当降低，有助于节约混凝剂投加量。2）排除的泥渣含固率高，便于后续污泥处理。3）池深较浅、构造简单、操作方便，且可间歇运行。4）溶气罐溶气率和释放器释气率在95%以上，可去除水中90%以上藻类以及细小悬浮颗粒。5）需要配套供气、溶气装置和气体释放器。5.2沉淀池5.2.1沉淀池类型按进水方向来划分:竖流式、平流式、辐流式5.2.2平流沉淀池内颗粒的沉淀过程分析理想沉淀池的假定:颗

7、粒处于自由沉淀状态.即在沉淀过程中,颗粒之间互不干扰,颗粒的大小形状和密度不变.因此,颗粒的沉速始终不变.水流沿水平方向流动.在过水断面上,各点流速相等,并在流动过程中始终不变.颗粒沉到池底即认为已被去除,不再返回水流中.截留沉速u0:沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速,凡是沉速等于或大于沉速u0的颗粒能够全部被沉掉.式中Q/A,一般称为“表面负荷”或“溢流率”,即单位沉淀池表面积的产水量.表面负荷在数值上等于截留沉速,但含义却不同.平流式沉淀池总的沉淀效率沉速为ui(ui

8、:悬浮颗粒在理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关,而与其它因素如水深池长水平流速和沉淀时间均无关.当去除率一定时,颗粒沉速ui越大则表面负荷也越大,亦即产水量越大;或者当产水量和表面积不变时,ui越大则去除率E越高.颗粒沉速与凝聚效果有关,所以生产上一般均重视混凝工艺.颗粒沉速ui一定时,增加沉淀池表面积可以提高去除率.当沉淀池容积一定时,池深浅些则表面积大些,去除率可以高些,此即“浅池理论