物化法5-沉淀

1、第二節(jié)第二節(jié) 沉淀的基礎(chǔ)理論沉淀的基礎(chǔ)理論一一 沉淀沉淀 1 概述q定義定義 沉淀法是水處理的最基本的方法之一。它沉淀法是水處理的最基本的方法之一。它是利用水中懸浮物與水的密度差，在重力的作是利用水中懸浮物與水的密度差，在重力的作用下達(dá)到固液分離的一種方法。用下達(dá)到固液分離的一種方法。 q分類分類 按水中懸浮物的高低以及懸浮顆粒的可沉按水中懸浮物的高低以及懸浮顆粒的可沉性能分為四種類型：性能分為四種類型： 自由沉淀：離散性顆粒，沉速不變。自由沉淀：離散性顆粒，沉速不變。絮凝沉淀：絮凝性顆粒，沉速增大。絮凝沉淀：絮凝性顆粒，沉速增大。擁擠沉淀：又稱分層或區(qū)域沉淀?yè)頂D沉淀：又稱分層或區(qū)域沉淀,顆粒

2、濃度較顆粒濃度較高，沉淀中相互干擾，擠成一團(tuán)，出現(xiàn)分層。高，沉淀中相互干擾，擠成一團(tuán)，出現(xiàn)分層。壓縮沉淀：顆粒濃度很高，相互接觸，相互支壓縮沉淀：顆粒濃度很高，相互接觸，相互支撐，擠成團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。撐，擠成團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。q應(yīng)用應(yīng)用給水處理： 經(jīng)混合、絮凝之后的原水進(jìn)入沉淀池中除去大部分經(jīng)混合、絮凝之后的原水進(jìn)入沉淀池中除去大部分懸浮物和膠體物質(zhì)。懸浮物和膠體物質(zhì)。廢水處理： 預(yù)處理：如沉砂池，去除沙礫、果殼等顆粒物。預(yù)處理：如沉砂池，去除沙礫、果殼等顆粒物。 初沉池：去除相當(dāng)一部分懸浮物。初沉池：去除相當(dāng)一部分懸浮物。 二沉池：去除生物膜、活性污泥。二沉池：去除生物膜、活性污泥。 濃縮池：使污泥進(jìn)

3、一步濃縮。濃縮池：使污泥進(jìn)一步濃縮。二二 沉砂池沉砂池v作用作用 去除污水中的沙子、煤渣等顆粒物，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。v要求要求 對(duì)0.21mm的顆粒（=2.65g/c）去除率大于95%，沉砂中有機(jī)物含量要低。v分類分類 平流式沉砂池 豎流式沉砂池 曝氣沉砂池1 平流沉砂池平流沉砂池v構(gòu)造 入流渠、出流渠、水流部分和沉砂斗組成。v優(yōu)點(diǎn) 截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，排砂方便。v缺點(diǎn) 不適應(yīng)流量變化，較少使用。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程7v設(shè)計(jì)參數(shù) 污水流速 v=0.30.15m/s; 停留時(shí)間 t=3060s; 有效水深 H=0.251.0m;

4、 池寬B 0.6m ; 池底坡度為0.010.02。 2 曝氣沉砂池曝氣沉砂池v構(gòu)造 長(zhǎng)型渠道，在一側(cè)設(shè)置曝氣管。v優(yōu)點(diǎn) 對(duì)沙礫有淘洗作用，沉砂中有機(jī)物含量低于5%； 具有預(yù)曝氣、脫臭等作用； 適應(yīng)水量變化。v缺點(diǎn) 能耗大、氣味大。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程10v設(shè)計(jì)參數(shù) 水平流速：v=0.080.12m/s； 旋流速度：0.250.4m/s； 停留時(shí)間：t=46min； 池的有效水深：23m 寬/深=12； 長(zhǎng)/寬=5； 曝氣強(qiáng)度：0.30.4m3(氣)/m3(水)。三三 沉淀池沉淀池q分類分類 按處理工藝布置可分為：初沉池二沉池 按池內(nèi)水流方向不同分為：平流式沉淀

5、池輻流式沉淀池豎流式沉淀池 q構(gòu)成構(gòu)成 進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)和緩沖區(qū)q運(yùn)行方式運(yùn)行方式間歇式連續(xù)式 1 平流式沉淀池(1) 構(gòu)造v進(jìn)水區(qū) 使水流均勻的分布在整個(gè)進(jìn)水截面上，并盡量減少擾動(dòng)，一般設(shè)置整流措施。v出水區(qū) 設(shè)置堰口，使出水均勻。堰的負(fù)荷為： 初沉池：250m3/md 二沉池：130250m3/mdv沉淀區(qū) 一般縱向分格，改善水流條件。v污泥區(qū) 設(shè)污泥斗、排泥管，排泥應(yīng)及時(shí)。3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程15 q設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù) u0設(shè)= u0試/(1.251.75) t設(shè)=(1.52.0) t試 初沉池：q0設(shè)=1.53.0m3/m2h 二沉池： 活性污

6、泥法：q0設(shè)=1.01.5m3/m2h 生物膜法： q0設(shè)=1.02.0m3/m2hq 要求要求 L/B4 (45為宜) L/H10 L=3050m B=510m H=2.53.5 v=1025mm/s 沉淀池應(yīng)二格以上。q計(jì)算計(jì)算 給定Q，選定u0設(shè)或由沉淀柱試驗(yàn)得到。 池的表面積：A=Qmax3600/q 式中：Qmax:最大設(shè)計(jì)流量(m3/s) q:表面負(fù)荷 (m3/m2h) 沉淀區(qū)有效水深：h2=qt 式中：t:停留時(shí)間(h) 沉淀區(qū)有效容積：V1=Ah2 沉淀池長(zhǎng)度：L=vt3.6 式中：v：水平流速(mm/s)2豎流式沉淀池v構(gòu)造 一般為圓形、正方形和多角形，池形小，直徑或邊長(zhǎng)為4

7、7m 。 由中心導(dǎo)流筒、反射板、排泥管等組成。v設(shè)計(jì)參數(shù) 池中廢水上升流速v= u0v評(píng)價(jià) 該池抗沖擊負(fù)荷能力差，池形小，僅適用于小型污水處理廠。 3 輻流式沉淀池 一般為圓形，直徑較大而有效水深則淺的池子，池徑可達(dá)60m 或更大。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程223/20/2022 11:12 AM水污染控制工程23 4 斜流式沉淀池q淺池原理 對(duì)理想沉淀池有：E=ui/q= ui /Q/A 在池有效容積不變的情況下，增大池表面積，可以提高去除率，而池身變淺，此即“淺池原理”。q應(yīng)用 主要應(yīng)用于給水處理，特別是側(cè)向流斜流式沉淀池，可以由平流式沉淀池改造而得到，已成為主流

8、池型，使產(chǎn)水率大為提高。在廢水處理中應(yīng)用較少。一般在初沉車中可使用。該池具有沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。四四 隔油池隔油池 1含油廢水v來源 主要來源于石油工業(yè)、固體燃料熱加工工業(yè)、紡織、輕工、機(jī)械加工等企業(yè)。v狀態(tài)可浮油：粒徑100um ，易浮于水面，占6080%。分散油：粒徑10100um，分散于水中。乳化油：粒徑10um，較穩(wěn)定的存在于水中。溶解油：溶解于水中，量較少。v危害 主要表現(xiàn)在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤及水體的影響。 排入城市下水管道，對(duì)排水設(shè)施及污水處理廠都會(huì)造成不良影響。v構(gòu)造平流式隔油池其結(jié)構(gòu)與平流式沉淀池基本相同；廢水進(jìn)入池中，油滴上浮形成浮油，懸浮顆粒下沉形

9、成污泥；一般設(shè)刮油刮泥設(shè)備；表面設(shè)置蓋板，以防火、防雨和保溫；去除油滴的最小直徑為100150um；平流式隔油池構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行管理，除油效果穩(wěn)定，但池體大，占地面積大。3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程30 斜板隔油池多采用波紋型斜板，玻璃鋼制成，板間距為2050mm，傾斜角為45；斜板隔油池分離效率較高，可去除的油滴的最小直徑為60um，停留時(shí)間一般不大于30min。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程32 五五 浮上法浮上法 1 概述v目的 去除密度接近于或小于水的微小固液顆粒。v基本方法 通過某種方法產(chǎn)生大量的微小氣泡，使其與固液顆粒粘附，形成密度小于

10、水的氣浮體，共同上浮，以達(dá)分離之目的。 v基本條件水中產(chǎn)生大量的微小氣泡；水中污染物形成懸浮狀態(tài)；氣泡與懸浮顆粒產(chǎn)生粘附作用。v應(yīng)用給水處理中處理低溫、高藻及含浮游生物水；含油廢水的油水分離；污水中有用物質(zhì)的回收，如造紙廢水中紙漿回收；取代二次沉淀池；剩余活性污泥的濃縮。2 基本原理v顆粒性質(zhì) 親水顆粒和疏水顆粒。 親水顆粒接觸角90，氣粒兩相接觸面積小，顆粒大部分在水中，氣浮體結(jié)合不牢固，易脫落，則顆粒不易氣浮去除；疏水顆粒接觸角 90 ，情況則相反。 參見Fig.10-40(P50)。v 氣泡性質(zhì) 直徑100um 產(chǎn)生方法： 電解法（已很少使用） 溶氣釋放法（高壓溶氣、常壓釋放） 3浮上法的類型浮上法的類型v 電解浮上法 當(dāng)水中通以直流電時(shí)，水中產(chǎn)生微小氣泡，該氣泡非常小。 主要用于工業(yè)廢水處理，由于該法電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜以及電極結(jié)垢等問題，目前使用