沉淀与澄清水质工程学ppt课件.ppt

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1、第四章沉淀与澄清§3-1沉淀理论§3-2沉淀构筑物及其设计沉淀理论3.1.1沉淀的功能及基本类型3.1.2沉淀试验及沉淀曲线分析3.1.3理想沉淀池效率分析3.1.4实际沉淀池与理想沉淀池的差别沉淀的功能与基本类型一、沉淀和澄清在水处理中的功能二、沉淀的分类给水处理中的功能沉淀分离经混凝过程产生的絮体，常采用澄清池以得到澄清的出水，是饮用水处理的一个重要环节，要求浊度<20°沉淀的分类根据沉淀物质的性质、絮凝性、浓度分为四类。1、自由沉淀(discretesettling)2、絮凝沉淀（flocculationset

2、tling）3、成层沉淀（zonesettling）4、压缩沉淀（compresssettling）自由沉淀颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其尺寸、质量、形状均不改变，下沉不受干扰。絮凝沉淀沉淀过程中，颗粒的尺寸、质量随深度增加而增大，沉速相应提高。成层沉淀又叫拥挤沉淀。颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰，形成清水与浑水的明显界面并逐渐下移。压缩沉淀颗粒在水中的浓度增高到颗粒相互接触并部分地受到压缩物支撑。发生于沉淀池底及浓缩池中。沉淀试验与沉淀曲线分析一、沉淀的基本理论二、沉淀试验及沉淀曲线分析沉淀的基本理论颗粒

3、在水中的沉降速度是颗粒重力与浮力双重作用的结果，可认为受四个因素的影响：1、沉速公式2、计算示例沉速公式通常采用stokes公式描述水中颗粒的自由沉降（推导从略）①层流区：（4-1）该公式适用于d≤0.1mm，10-4

4、径为80μm，密度为0.8g/cm3，水温20℃，计算油珠在水中的上升速度。解：已知d=0.008m，查表20℃时μ=0.0101g/cm3·s，带入式（4-1）中（相当于假定为层流）计算得：u=0.0691cm/s运动粘滞系数ν=0.0101cm2/s，带入Re定义式可得：沉淀试验与沉淀曲线分析——作用：用于分析静置沉淀；确定水中悬浮颗粒的沉降特性1、自由沉淀试验2、絮凝沉淀3、拥挤沉淀（高浓度悬浮液的沉淀试验）自由沉淀试验自由沉淀一般采用单筒沉淀柱试验确定悬浮颗粒的沉降特性。1）试验装置2）试验方法3）沉淀效率η

5、的求取自由沉淀试验沉淀柱有效水深H，悬浮物原始浓度为C0。在时间t1时从水深H处取样测得C1，则认为沉速大于u1（H/t1）的颗粒均已通过H，残余颗粒必然具有小于u1的沉速，则沉速小于u1的颗粒与全部颗粒的比例x1=C1/C0。在时间t2、t3......时重复试验，可得出对应的u2、u3......和x2、x3......，将这些数据整理可绘出（粒度分布曲线）。自由沉淀试验设要求的最小沉速为u0，则u≥u0的颗粒在t0时可全部去除，而u

6、沉降距离。（4-4）故u

7、层、压缩层——清水与固体有清晰界面，该界面等速下降——压缩区内部自上而下，沉速递减——沉淀过程中，清水区高度不断增加拥挤沉淀试验——利用沉淀过程线分析：Kynch法、Fitch法——建立沉速—浓度函数关系v=f（C）（多筒试验）：固体通量法、吉冈法一、基本假定二、推导三、公式的物理意义理想沉淀池效率分析基本假定a．水在池内沿水平方向作等速流动，水平流速为v，从入口到出口的流动时间为t；b．在入流区，颗粒沿截面均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v；c．悬浮物以等速下沉；d．颗粒一碰到池底即认为被去除

8、推导以平流式理想沉淀池为例（如图4-1-5所示）截留速度：（4-6）水平流速：（4-7）（4-8）平流沉淀池平流沉淀池工作原理图推导把（4-7）代入（4-8）可得：（4-9）式中：q0——表面负荷率或过流率，m3/m2·h公式的物理意义颗粒在沉淀池中的截留速度刚好等于单位时间单位面积上流过的水量，为沉淀池的设计提供了理论依据。若定义：具有沉速u