水處理之沉淀

1、 水處理工程水處理工程沉淀沉淀 (Sedimentation) 2格柵格柵安裝位置： 格柵一般斜置在進(jìn)水渠道或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。去除對象： 用以截留水中粗大的懸浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及處理構(gòu)筑物的管道。3流速：0.40.9 m/s，既防止固體沉積，又防止穿透水頭損失：0.080.15 m 柵條的間隙粗格柵（40-150 mm）細(xì)格柵（1.5-10 mm）中格柵（10-40 mm）格柵分類格柵分類4回轉(zhuǎn)格柵回轉(zhuǎn)格柵5微濾機(jī)微濾機(jī)孔徑10至35m6均化（調(diào)節(jié)池）均化（調(diào)節(jié)池）P239-246 目的：減少和控制廢水水質(zhì)（污染物濃度）及水量的波動，以便為后續(xù)處理提供最佳條件。方式在線調(diào)節(jié)離線

2、調(diào)節(jié)7在線調(diào)節(jié)在線調(diào)節(jié)離線調(diào)節(jié)離線調(diào)節(jié)8調(diào)節(jié)池容量設(shè)計調(diào)節(jié)池容量設(shè)計P241例5-2（課后復(fù)習(xí)）設(shè)計按計算的110120%9流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)BOD調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)1011沉淀的基礎(chǔ)理論沉淀的基礎(chǔ)理論重力分離 : 是依靠廢水中懸浮物密度與水密度差來分離廢水中固體懸浮物的方法。當(dāng)懸浮物的密度大于水的密度時，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉淀物(sludge)。當(dāng)懸浮物的密度小于水的密度時，懸浮物將上浮到水面形成浮渣（scum）。12污污水水格格柵柵沉沉砂砂池池初初沉沉池池好好氧氧二二沉沉池池排排水水濃濃縮縮池池消消化化污污水水格格柵柵沉沉砂砂池池初初沉沉池池好好氧氧二二沉沉池池排排水水濃濃縮縮池池消消化化廢

3、廢水水沉沉淀淀調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)池池厭厭氧氧沉沉淀淀池池好好氧氧沉沉淀淀池池排排水水濃濃縮縮池池脫脫水水廢廢水水沉沉淀淀調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)池池厭厭氧氧沉沉淀淀池池好好氧氧沉沉淀淀池池排排水水濃濃縮縮池池脫脫水水藥劑藥劑廢水廢水混合反應(yīng)池混合反應(yīng)池沉淀池沉淀池排水排水濃縮池濃縮池脫水脫水藥劑藥劑廢水廢水混合反應(yīng)池混合反應(yīng)池沉淀池沉淀池排水排水濃縮池濃縮池脫水脫水13沉淀過程的類型沉淀過程的類型 根據(jù)廢水中可沉降物質(zhì)顆粒的大小、凝聚性能的強(qiáng)弱及其濃度的高低，按觀察到的現(xiàn)象可把沉淀可分為四種類型： 自由沉淀 (discrete settling) 絮凝沉淀 (flocculant settling) 成層沉淀(干涉沉淀

4、）(zone, hindered settling) 壓縮沉淀 (compression settling)14自由沉淀的特點自由沉淀的特點懸浮固體濃度不高、不具有凝聚性固體顆粒不改變形狀和尺寸沉降速度后保持不變。水從上到下逐步變清沉砂池、初沉池前期15絮凝沉淀的特點絮凝沉淀的特點固體濃度也不高，但具凝聚性顆?；ハ嗯鲎病⒄澈?，形成較大的絮凝體顆粒尺寸變化；沉降速度變化給水混凝沉淀、初沉池后期、二沉池前期16成層沉淀成層沉淀懸浮顆粒的濃度較高每個顆粒受周圍顆粒干擾，沉速降低，顆粒群結(jié)合成整體，各自保持相對不變的位置共同下沉。水與顆粒群之間有明顯的分界面，該界面下沉的過程。高濁水沉淀、二沉池17壓

5、縮沉淀壓縮沉淀懸浮物的濃度很高固體顆?；ハ嘟佑|，互相支承，下層顆粒間隙中的水被擠出界面粒群與水之間也有明顯的界面，但顆粒群部分比成層沉降時密集沉淀池底部，污泥濃縮池18自由沉淀及其理論基礎(chǔ)自由沉淀及其理論基礎(chǔ) 假設(shè)：（1）顆粒為球形，不可壓縮，也無凝聚性，沉降過程中其大小、形狀和質(zhì)量等均不變；（2）水處于靜止?fàn)顟B(tài)；（3）顆粒沉降僅受重力和水的阻力作用。19自由沉淀基礎(chǔ)浮力浮力Fb重力重力Fg合力合力Fn= Fg -Fb=(p- )gVs 浮力浮力重力重力阻力阻力Fd當(dāng)Fn = Fd時，顆粒將以等速下沉。對球形均質(zhì)顆粒有：其中其中阻力系數(shù)阻力系數(shù)Cd 隨隨Re而改變而改變20阻力系數(shù)阻力系數(shù)CD

6、24DeCR2118ppugdRe1,層流24/DeCR顆粒沉速(Stokes)1Re103，過渡區(qū)103Re20m水溫升高，降低粘度2118ppugd22顆粒自由沉淀實驗顆粒自由沉淀實驗H取樣口沉速uuuxdxxxx+dxx1-x沉速u 的顆粒與全部顆粒的重量比X懸浮污沉淀累積分布曲線 Xi表示沉速表示沉速uui的顆粒的顆粒濃度與原始濃度的比值濃度與原始濃度的比值殘余顆粒百分?jǐn)?shù)23 在t0時間內(nèi)，各種顆粒沉淀的總?cè)コ蕿椋?00001xuExdxu（）沉 速 uuuxdxxxx+dxx1-x沉 速 u 的 顆粒 與 全 部 顆 粒的 重 量 比X242526理想沉淀池理想沉淀池(1)進(jìn)出水均

7、勻分布到整個橫斷面，懸浮物在流入?yún)^(qū)沿水深均勻分布；(2)懸浮物在沉淀區(qū)等速下沉；(3)懸浮物在沉淀過程中的水平分速等于水流速度，水流是穩(wěn)定的；(4)懸浮物落到池底污泥區(qū)，即認(rèn)為已被除去，不再浮起。27uu0的顆粒的顆粒uu0的顆粒的顆粒u=u0的顆粒的顆粒u=u0的顆粒的顆粒vu28沉淀池中顆粒沉降過程分析沉淀池中顆粒沉降過程分析因為：u0t=H， vt=L，有 u0=H/t，t=L/v；又因為：Q=vBH，所以 HQ/(vB)，所以有：HLu0v長為L，有效水深為H，寬為B的沉淀池，表面積為A=LBAQLBQt1vBQtHu0 29q0的物理意義是：在單位時間內(nèi)通過沉淀池單位面積的流量，稱為

8、表面負(fù)荷或溢流率，用q0表示。表面負(fù)荷的量綱m3/(m2s)或m3/(m2h)。表面負(fù)荷q0的數(shù)值等于顆粒沉速u0(m/s) 。表面負(fù)荷表面負(fù)荷設(shè)計：q取0.650.85q0，t取1.251.5t0。 u0=Q/A=q0沉淀效率與表面積有關(guān)，而與池深、時間、池體積無關(guān)30思考思考表面負(fù)荷與沉淀速率的區(qū)別與聯(lián)系？31斜板（管）沉淀斜板（管）沉淀理想沉淀池中，顆粒的運動軌跡可描述為： 0uvHL當(dāng)L、v不變時，H越小，則可截留的顆粒的u0越小。此即淺池原理。 采用淺池原理設(shè)計的沉淀池可大大縮短停留時間32333435在相同沉淀效率下，提高了處理能力表面負(fù)荷可達(dá)911 m3/(m2 h)3637絮凝

9、沉淀絮凝沉淀去除率與沉速、時間和水深有關(guān)3839影響沉淀效果因素影響沉淀效果因素水流流態(tài)，常采用雷諾數(shù)Re和弗勞德數(shù)Fr表示進(jìn)水區(qū)能量消散。如穿孔墻，布水均勻密度流，如主要由水溫差造成風(fēng)效應(yīng)有效途徑減小水力半徑40導(dǎo)流墻導(dǎo)流墻水力半徑=過水?dāng)嗝?潤濕周清水池排氣孔4142沉淀池三種流態(tài)沉淀池三種流態(tài)平流式平流式豎流式豎流式輻流式輻流式43平流式沉淀池示意圖平流式沉淀池示意圖平流式沉淀池平流式沉淀池沉淀區(qū)出水區(qū)污泥區(qū)進(jìn)水區(qū)44平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點（進(jìn)水）點（進(jìn)水）整流墻浸沒孔擋流板45平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點（出水）（出水）464

10、748污泥區(qū)污泥區(qū)靜壓排泥1.52 m排泥管直徑大于200 mm49設(shè)計要點設(shè)計要點沉淀區(qū)：長寬比大于4，長深比不小于8, 水平流速，給水1025 mm/s 初沉池不大于7 二沉池不大于5出水區(qū)溢流堰負(fù)荷：給水，小于5.8 L/(m s) 初沉池，不大于2.9 二沉池，不大于1.750表面負(fù)荷表面負(fù)荷（重要）?。ㄖ匾?1豎流式沉淀池豎流式沉淀池v0v1v1,小于小于20 mm/sv0，小于，小于30 mm/s52構(gòu)型構(gòu)型平面多為圓形或正方形，D(或邊取)v (去除)沉下uv帶出u=v懸浮 對自由沉淀去除率低于基本類型 絮凝沉淀 情況較復(fù)雜（顆粒相互碰撞，加速絮凝作用，去除率提高；接觸凝聚、

11、截留、過濾等作用均存在） 表面負(fù)荷小于1 mm/s，沉淀時間大于1.5 h54輻流式沉淀池輻流式沉淀池表面負(fù)荷提高1倍555657特點特點輻流式沉淀池是大型沉淀池，池徑可達(dá)100m,池周水深1.53.0m，徑深比不小于6。有中心進(jìn)水、周邊進(jìn)水、周進(jìn)周出、旋轉(zhuǎn)臂配水等幾種形式。沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機(jī)刮除。有中心傳動式刮泥機(jī)和吸泥機(jī)以及周邊傳動式的刮泥機(jī)與吸泥機(jī)等。58澄清池澄清池原理：在澄清池一個構(gòu)筑物中，可完成了混合、絮凝反應(yīng)、沉淀分離等幾個階段。澄清池中起接觸絮凝作用的是呈懸浮狀態(tài)的泥渣層。去除對象：含SS較低廢水中的懸浮物處理效果：出水濁度一般小于20度流程中的設(shè)置位置：常用于給水處理中，過濾之前5960 曝氣沉砂池曝氣沉砂池(aerated grit chamber)普通沉砂池的最大缺點是在其截留的沉砂中夾雜有一些有機(jī)物，而對被少量有機(jī)物包覆的砂粒截留效果也不高。使用曝氣沉砂池能夠在一定程度上克服上述缺點。61曝氣沉砂池剖面圖曝氣沉砂池剖面圖曝氣管曝氣管集砂槽集砂槽62隔油池（自學(xué)）隔油池（自學(xué)）油在廢水中的狀態(tài)：懸浮態(tài)，油珠粒徑大，占6080%乳化態(tài)