水处理之沉淀.pptx

会计学1水处理之沉淀水处理之沉淀2流速：流速：0.40.9 m/s0.40.9 m/s，既防止固体既防止固体沉积沉积，又防止，又防止穿透穿透水头损失：水头损失：0.080.15 m0.080.15 m 栅条的间隙粗格栅（40-150 mm）细格栅（1.5-10 mm）中格栅（10-40 mm）格栅分类格栅分类第2页/共63页3回转格栅回转格栅第3页/共63页4微滤机微滤机孔径10至35m第4页/共63页5均化（调节池）均化（调节池）P239-246 目的：减少和控制废水水质（污染物浓度）及水量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。方式在线调节离线调节第5页/共63页6在线调节在线调节离线调节离线调节第6页/共63页7调节池容量设计调节池容量设计P241P241例例5-25-2（课后复习）（课后复习）设计按计算的设计按计算的110120%110120%第7页/共63页8流量调节流量调节BOD调节调节第8页/共63页9第9页/共63页10沉淀的基础理论沉淀的基础理论重力分离:是依靠废水中悬浮物密度与水密度差来分离废水中固体悬浮物的方法。当悬浮物的密度大于水的密度时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物(sludge)。当悬浮物的密度小于水的密度时，悬浮物将上浮到水面形成浮渣（scum）。第10页/共63页11第11页/共63页12沉淀过程的类型沉淀过程的类型 根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉淀可分为四种类型：自由沉淀(discrete settling)絮凝沉淀(flocculant settling)成 层 沉 淀(干 涉 沉 淀）(zone,hindered settling)压缩沉淀(compression settling)第12页/共63页13自由沉淀的特点自由沉淀的特点悬浮固体浓度不高、不具有凝聚性固体颗粒不改变形状和尺寸沉降速度后保持不变。水从上到下逐步变清沉砂池、初沉池前期第13页/共63页14絮凝沉淀的特点絮凝沉淀的特点固体浓度也不高，但具凝聚性颗粒互相碰撞、粘合，形成较大的絮凝体颗粒尺寸变化；沉降速度变化给水混凝沉淀、初沉池后期、二沉池前期第14页/共63页15成层沉淀成层沉淀悬浮颗粒的悬浮颗粒的浓度较高浓度较高每个颗粒每个颗粒受周围颗粒干扰受周围颗粒干扰，沉速降低，颗粒群结合成沉速降低，颗粒群结合成整体，各自保持相对不变整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。的位置共同下沉。水与颗粒群之间水与颗粒群之间有明显的有明显的分界面分界面，该，该界面下沉界面下沉的过的过程。程。高浊水沉淀、二沉池高浊水沉淀、二沉池第15页/共63页16压缩沉淀压缩沉淀悬浮物的浓度很高固体颗粒互相接触，互相支承，下层颗粒间隙中的水被挤出界面粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集沉淀池底部，污泥浓缩池第16页/共63页17自由沉淀及其理论基础自由沉淀及其理论基础 假设：假设：（1）颗粒为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉降过程中其大小、形状和质量等均不变；（2）水处于静止状态；（3）颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用。第17页/共63页18自由沉淀基础浮力浮力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当Fn=Fd时，颗粒将以等速下沉。对球形均质颗粒有：其中其中阻力系数阻力系数Cd 随随Re而改变而改变第18页/共63页19阻力系数阻力系数CDRe1,层流颗粒沉速(Stokes)1Re103，过渡区103Re20 d20 mm水温升高，降低粘水温升高，降低粘度度第20页/共63页21颗粒自由沉淀实验颗粒自由沉淀实验H取样口X悬浮污沉淀累积分布曲线 Xi表示沉速表示沉速uui的颗粒浓度与原始浓度的比值的颗粒浓度与原始浓度的比值残余颗粒百分数第21页/共63页22 在t0时间内，各种颗粒沉淀的总去除率为：X第22页/共63页23第23页/共63页24第24页/共63页25理想沉淀池理想沉淀池(1)进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物在流入区沿水深均匀分布；(2)悬浮物在沉淀区等速下沉；(3)悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度，水流是稳定的；(4)悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除去，不再浮起。第25页/共63页26uu0的颗粒的颗粒uu0的颗粒的颗粒u=u0的颗粒的颗粒u=u0的颗粒的颗粒vu第26页/共63页27沉淀池中颗粒沉降过程分析沉淀池中颗粒沉降过程分析因为：因为：u u0 0t=Ht=H，v vt=Lt=L，有有 u u0 0=H/t=H/t，t=L/t=L/v v；又因为：又因为：Q=Q=v vBHBH，所以所以 HHQ/(Q/(v vB)B)，所以有：所以有：HLu0v长为L，有效水深为H，宽为B的沉淀池，表面积为A=LB第27页/共63页28q0的物理意义是：在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量，称为表面负荷或溢流率，用q0表示。表面负荷的量纲m3/(m2s)或m3/(m2h)。表面负荷q0的数值等于颗粒沉速u0(m/s)。表面负荷表面负荷设计：q取0.650.85q0，t取1.251.5t0。u0=Q/A=q0沉淀效率与表面积有关，而与池深、时间、池体积无关第28页/共63页29思考思考表面负荷与沉淀速率的区别与联系？表面负荷与沉淀速率的区别与联系？第29页/共63页30斜板（管）沉淀斜板（管）沉淀理想沉淀池中，颗粒的运动轨迹可描述为：当L、v不变时，H越小，则可截留的颗粒的u0越小。此即浅池原理。采用浅池原理设计的沉淀池可大大缩短停留时间第30页/共63页31第31页/共63页32第32页/共63页33第33页/共63页34在相同沉淀效率下，提高了处理能力表面负荷可达911 m3/(m2 h)第34页/共63页35第35页/共63页36絮凝沉淀絮凝沉淀去除率与沉速、时间和水深有关第36页/共63页37第37页/共63页38影响沉淀效果因素影响沉淀效果因素水流流态，常采用雷诺数Re和弗劳德数Fr表示进水区能量消散。如穿孔墙，布水均匀密度流，如主要由水温差造成风效应有效途径减小水力半径第38页/共63页39导流墙导流墙水力半径=过水断面/润湿周清水池排气孔第39页/共63页40第40页/共63页41沉淀池三种流态沉淀池三种流态平流式平流式竖流式竖流式辐流式辐流式第41页/共63页42平流式沉淀池示意图平流式沉淀池示意图平流式沉淀池平流式沉淀池沉淀区出水区污泥区进水区第42页/共63页43平流式沉淀池的构造及工作特平流式沉淀池的构造及工作特点（进水）点（进水）整流墙浸没孔挡流板第43页/共63页44平流式沉淀池的构造及工作特点平流式沉淀池的构造及工作特点（出水）（出水）第44页/共63页45第45页/共63页46第46页/共63页47污泥区污泥区静压排泥1.52 m排泥管直径大于200 mm第47页/共63页48设计要点设计要点沉淀区：长宽比大于4，长深比不小于8,水平流速，给水1025 mm/s 初沉池不大于7 二沉池不大于5出水区溢流堰负荷：给水，小于5.8 L/(m s)初沉池，不大于2.9 二沉池，不大于1.7第48页/共63页49表面负荷表面负荷（重要）！（重要）！第49页/共63页50竖流式沉淀池竖流式沉淀池v0v1v1,小于小于20 mm/sv0，小于，小于30 mm/s第50页/共63页51构型构型平面多为圆形或正方形，D(或边取)v(去除)沉下uv带出u=v悬浮 对自由沉淀去除率低于基本类型 絮凝沉淀 情况较复杂（颗粒相互碰撞，加速絮凝作用，去除率提高；接触凝聚、截留、过滤等作用均存在）表面负荷小于1 mm/s，沉淀时间大于1.5 h第52页/共63页53辐流式沉淀池辐流式沉淀池表面负荷提高1倍第53页/共63页54第54页/共63页55第55页/共63页56特点特点辐流式沉淀池是大型沉淀池，池径可达100m,池周水深1.53.0m，径深比不小于6。有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂配水等几种形式。沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除。有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。第56页/共63页57澄清池澄清池原理：在澄清池一个构筑物中，可完成了混合、絮凝反应、沉淀分离等几个阶段。澄清池中起接触絮凝作用的是呈悬浮状态的泥渣层。去除对象：含SS较低废水中的悬浮物处理效果：出水浊度一般小于20度流程中的设置位置：常用于给水处理中，过滤之前第57页/共63页58第58页/共63页59 曝气沉砂池曝气沉砂池曝气沉砂池曝气沉砂池(aerated grit chamber)(aerated grit chamber)普通沉砂池的最大缺点是在其截留的沉砂中夹杂有一些有机物，而对被少量有机物包覆的砂粒截留效果也不高。使用曝气沉砂池能够在一定程度上克服上述缺点。第59页/共63页60曝气沉砂池剖面图曝气沉砂池剖面图曝气管曝气管集砂槽集砂槽第60页/共63页61隔油池（自学）隔油池（自学）油在废水中的状态：悬浮态，油珠粒径大，占6080%乳化态，油珠粒径0.525um溶解态，几个mg/L。第61页/共63页62作业作业已知平流沉淀池的长度已知平流沉淀池的长度L L=20m=20m，池宽，池宽B B=4m=4m，池深，池深HH=2m=2m。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距距10cm10cm，斜板长度，斜板长度l l=1m=1m，倾角，倾角6060度。如不考虑度。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度u u0=1m/h0=1m/h，求改装后沉淀池的处理能力与原有，求改装后沉淀池的处理能力与原有池子比较提高多少倍？改装后沉淀池中水流的池子比较提高多少倍？改装后沉淀池中水流的雷诺数雷诺数ReRe为多少？与原有池子的为多少？与原有池子的ReRe相差多少倍相差多少倍？第62页/共63页63感谢您的观看！感谢您的观看！第63页/共63页