《水处理之沉淀》PPT课件.ppt

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1、 水处理工程 沉淀 (Sedimentation) 2 格栅 安装位置： 格栅一般斜置在进水渠道或进水泵站 集水井的进口处。 去除对象： 用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物， 以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。 3 流速： 0.40.9 m/s， 既防止固体 沉积 ，又防止 穿透 水头损失： 0.080.15 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 4 回转格栅 5 微滤机 孔径 10 至 35m 6 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

2、理提供 最佳条件。 方式 在线调节 离线调节 7 在线调节 离线调节 8 调节池容量设计 P241例 5-2 （课后复习） 设计按计算的 110120% 9 流量调节 BOD调节 10 11 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）。 12 污水 格栅 沉砂池 初沉池 好氧 二沉池 排水 浓缩池消化 废水 沉淀 调节池 厌氧 沉淀池 好氧 沉淀池 排水 浓缩池脱水

3、药剂 废水 混合反应池 沉淀池 排水 浓缩池脱水 13 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) 14 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 15 絮凝沉淀的特

4、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 16 成层沉淀 悬浮颗粒的 浓度较高 每个颗粒 受周围颗粒干扰 ， 沉速降低，颗粒群结合成整 体，各自保持相对不变的位 置共同下沉。 水与颗粒群之间 有明显的分 界面 ，该 界面下沉 的过程。 高浊水沉淀、二沉池 17 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 18 自由沉淀及其理论基础 假设： （ 1

5、）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 。 19 自由沉淀基础 浮力 Fb 重力 Fg 合力 Fn= Fg -Fb=(p- )gVs 浮力 重力 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 阻力系数 Cd 随 Re而改变 20 阻力系数 CD 24D eC R 21 18 p pu g d Re1,层流 2 4 /DeCR 颗粒沉速 (Stokes) 1Re103， 过渡区 103Re20m 水温升高，降低粘度 21 18 p p

6、u g d 22 颗粒自由沉淀实验 H 取样口 沉速uuu x dx x x x + d x x 1 - x 沉速 u 的颗 粒与全部颗粒 的重量比 X 悬浮污沉淀累 积分布曲线 Xi表示沉速 u ui的颗粒 浓度与原始浓度的比值 残 余 颗 粒 百 分 数 23 在 t0时间内 ， 各种颗粒沉淀的 总去除率 为： 0 0 0 0 1 x u E x dx u （） 沉速uuu x dx x x x + d x x 1 - x 沉速 u 的颗 粒与全部颗粒 的重量比 X 24 25 26 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

7、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。 27 uu0 的颗粒 uu0 的颗粒 u=u0 的颗粒 u=u0 的颗粒 v u 28 沉淀池中颗粒沉降过程分析 因为： u0t=H， vt=L， 有 u0=H/t， t=L/v； 又因为： Q=vBH， 所以 H Q/(vB)， 所以有： H L u0 v 长为 L，有效水深为 H， 宽为 B的沉淀池，表面 积为 A=LB AQLBQt1vBQtHu 0 29 q0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

8、 ， 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 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 30 思考 表面负荷与沉淀速率的区别与联系？ 31 斜板（管）沉淀 理想沉淀池中，颗粒的运动轨迹可描述为： 0u v H L 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 32 33 34 35 在相同沉淀效率下，提高了处理能力

9、 表面负荷可达 911 m3/(m2 h) 36 37 絮凝沉淀 去除率与 沉速、时 间和水深 有关 38 39 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 40 导流墙 水力半径 =过水断面 /润湿周 清水池排气孔 41 42 沉淀池三种流态 平流式 竖流式 辐流式 43 平流式沉淀池示意图 平流式沉淀池 沉淀区 出水区 污泥区 进水区 44 平流式沉淀池的构造及工作特 点（进水） 整流墙 浸没孔 挡流板 45 平流式沉淀池的构造及工作特点 （出水） 46 47

10、 48 污泥区 静压排泥 1.52 m 排泥管直径 大于 200 mm 49 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 50 表面负荷 （重要）！ 51 竖流式沉淀池 v0 v1 v1,小于 20 mm/s v0，小于 30 mm/s 52 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

11、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 54 辐流式沉淀池 表面负荷 提高 1倍 55 56 57 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。 58 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

12、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 59 60 曝气沉砂池 (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。 61 曝气沉砂池剖面图 曝气管 集砂槽 62 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。 63 作业 已知平流沉淀池的长度 L=20m，池宽 B=4m，池深 H=2m。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距 10cm，斜板长度 l=1m，倾角 60度。如不考虑斜 板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度 u0=1m/h， 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雷诺数 Re为多少？ 与原有池子的 Re相差多少倍？