第4章 沉淀与澄清

1、第四章第四章 沉淀沉淀 思考题 1、简述杂质颗粒在静水中的自由沉淀和拥挤沉 淀的沉淀过程。 2、静水自由沉淀速度与雷诺系数是否有关？雷 诺系数不同，沉淀速度计算公式？沉淀速度和表 面负荷关系？ 3、理想沉淀池理论基于哪些假设。 4、沉淀池的去除率与哪些因素有关？如何相关 5、简述非凝聚颗粒、凝聚颗粒沉淀实验过程 4.1 杂质颗粒在在静水中的沉淀杂质颗粒在在静水中的沉淀 4.2.1 沉淀分类 1.自由沉淀 单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不 干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、 形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变沉速也不变。 2.絮凝沉淀 在沉淀的过程，颗粒

2、由于相互接触絮聚而改变大小、形 状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越沉速也越 来越快，来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。 3.拥挤沉淀 当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到 一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水 便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗颗 粒处于相互干扰状态，粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。 4.1.2 杂质颗粒在静水中的自由沉淀杂质颗粒在静水中的自由沉淀 假设沉淀的颗粒是球形，其所受到的重力和浮力为： (4-1) 所受到的水流的阻力： (4-2) 阻力系数,与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。 根据牛顿第二定律可知： (4-

3、3) 达到重力平衡时，加速度为零，令式（4-3）左边为零，加 以整理，得沉速公式： （4-4） )g-(d 6 1 F 0 3 1 2 0 2 2 d 8 1 uF 2 0 2 0 23 d 8 1 )( 6 1 6 ugd dt du d d g u 0 0 3 4 与Re有关，见图4-1。 10 -3-2 10 -1 10110 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 10 10 10 10 1 0.4 0.1 24/Re =10/Re 图 7-1 与Re的关系（球型颗粒） 雷诺数Re 阻力系数 1. 斯笃克斯公式斯笃克斯公式 当当Re1时：直线关系呈层流状态时：直线关系呈层流状

4、态 (4-5) 斯笃克斯公式：斯笃克斯公式： (4-6) e R 24 2 0 18 1 gdu 2. 牛顿公式牛顿公式 当当1000Re25000时，呈紊流状态，时，呈紊流状态，接近于常数接近于常数0.4代入代入 （4-5）得牛顿公式：）得牛顿公式： （4-7） 当当1Re1000时，属于过渡区，时，属于过渡区，近似为近似为 （4-8） 代入得阿兰公式：代入得阿兰公式： （4-9） 水处理中,大多去除颗粒为0.1mm以下,属于层流范围.公式可 得,粒径越大,u越大. dgu 0 0 83.1 Re 10 d g u 3 1 1 22 0 )( 255 4 4.1.3 杂质颗粒在静水中的拥挤沉

5、淀 1沉降过程分析 如图4-2，整个沉淀筒中可分为清水、等浓度区、变浓度区、 压实区等四个区。上部澄清水和下部浑水之间出现明显界面称 界面沉降（浑液面）.浑液面的高度H,随时间t的变化. 图 7-2 高浊度水的沉降过程 C0 Ct C0 H Ht H 0H H 浓度Ct Ct 清水层 沉 降 层 过渡层 淤积层 a b c d t=0t1 t t 时间t (a)(b)(c) (d)(e) H0 Ht 交界面 a C0 2.肯奇沉淀理论肯奇沉淀理论 由图由图4-2可知曲线可知曲线a-c段的悬浮物浓度为段的悬浮物浓度为C0，c-d段浓度段浓度 均大于均大于C0。 设在设在c-d曲线任一点曲线任一点

6、Ct作切线与纵坐标相交于作切线与纵坐标相交于a点，点， 得高度得高度Ht。按照肯奇沉淀理论得：。按照肯奇沉淀理论得： （4-10） 作作Ct点切线，这条切线的斜率表示浓度为点切线，这条切线的斜率表示浓度为Ct的交界面的交界面 下沉速度：下沉速度： （4-11） t H HC Ct 00 t HHt t 3.相似理论相似理论 当原水颗粒浓度一样时，不同沉降高度的界面沉降过程当原水颗粒浓度一样时，不同沉降高度的界面沉降过程 曲线的相似性（见图曲线的相似性（见图4-3），即），即 (4-12) 沉淀管水深H1 沉淀管水深H2 0 A、区 交 界 面 高 度 P1 P Q1 Q2 沉 淀 时 间 t

7、图 4-3 不 同 沉 淀 高 度 的 沉 降 过 程 相 似 关 系 2 1 2 1 OQ OQ OP OP 4.2 理想沉淀池的特性分析理想沉淀池的特性分析 4.2.1 非凝聚性颗粒的沉淀过程分析非凝聚性颗粒的沉淀过程分析 理想沉淀池的基本假设：理想沉淀池的基本假设： 颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变沉速始终不变。 水流沿水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等， 并在流动过程中流速始终不变流速始终不变。 颗粒沉到底就被认为去除到底就被认为去除，不再返回水流中。 理想沉淀池的工作情况见图4-4。 沉淀区出水区 进水区 污泥区 图4-4 理想沉淀池工作状态 原水进入沉淀池，在进水区被

8、均匀分配在A-B截面上其水 平流速为： 考察顶点，流线III：正好有一个沉降速度为的颗粒从池顶 沉淀到池底，称为截留速度截留速度u0。 uu0颗粒可以全部去除,直线更陡; uu0的颗粒只能部分去 除 对用直线代表的一类颗粒而言，流速与沉淀时间有关 （ 4-13） （4-14） 令（4-13）和（4-14）相等，代入（4-12）得： （4-15） Bh Q u 0 u L t 0 0 u h t LB Q u 0 即：即： （4-16） 一般称为一般称为“表面负荷表面负荷”或或“溢流率溢流率”。表面负荷在数值上等于截。表面负荷在数值上等于截 留速度，但含义不同。留速度，但含义不同。 设原水中沉速

9、为设原水中沉速为ui（uiu0）的颗粒的浓度为）的颗粒的浓度为C，沿着进水区高度为，沿着进水区高度为h0的的 截面进入的颗粒的总量为截面进入的颗粒的总量为QC=h0BvC，沿着，沿着m点以下的高度为点以下的高度为hi的截面的截面 进入的颗粒的数量为进入的颗粒的数量为hiBvC（见图（见图4-4），则沉速为），则沉速为ui的颗粒的去除率的颗粒的去除率 为：为： （4-17） 根据相似关系得：根据相似关系得： 即即 （4-18） 同理得：同理得： （4-19） 将式（将式（4-18）和（）和（4-19）代入（）代入（4-17）得特定颗粒去除率：）得特定颗粒去除率： （4-20） 将（将（4-16）

10、代入（）代入（4-20）得：）得： (4-21) A Q u 0 00 h h CBh CBh E ii T L u h 0 0 0 0 Lu h i i Lu h 0 u u E i A Q u u u E ii 0 4.2.2理想沉淀池理论理想沉淀池理论 由上式可知，颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与 表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、 水平流速、沉淀时间）无关。 （1）E一定，越大，表面负荷越大，或q不变但E 增大。与混凝效果有关，应重视加强混凝工艺。 （2）ui一定，增大A，可以增加产水量Q或增大E。 当容积一定时，增加当容积一定时，增加A，可以降低水深，可以降低水深“浅池浅池 理

11、论理论”。 4.2.3 理想沉淀池的总去除率理想沉淀池的总去除率 所有能够在沉淀池中去除的，沉速小于uo的颗粒的 去除率为： 图46 （4-22） 沉速大于和等于u0的颗粒全部下沉去除率为（1- p0），因此理想沉淀池的总去除率为： （4-23） 式中p0沉速小于u0的颗粒重量占所有颗粒重量 的百分率； 00 0 0 0 0 2 1 P ii p i udp u dp u u i p i dp u u p 0 0 0 021 )1 ( 4.2.4 非凝聚性颗粒的沉淀实验分析非凝聚性颗粒的沉淀实验分析 非凝聚性颗粒在静水中的沉淀实验，用一个圆筒 进行，如图4-5所示。在圆筒水面h处开一个取样 口

12、，要求颗粒在在水中均匀分布，浓度为C0；然 后在分别在t1, 、 t2 、 tn时取样，分别测得浓度 为C1 、 C2 、 Cn,对应的沉速分别为h/t1=u1、 h/t2=u2 、h/tn=un 。设p1、p2、pn 分别代表 C1/C0、C2/C0、Cn/C0则1-pi表示所有速度大于等 于ui的颗粒所占的比例，pi代表沉速小于ui的颗粒 所占的比例，见图4-5。 具有沉速u1、u2的两种颗粒之间的颗粒浓度分数 为p1-p2。 残余颗粒分数 沉 速 图 4-5 沉 淀 实 验 筒 图 4-6 理 想 沉 淀 池 的 去 除 百 分 比 计 算 4.2.5 凝聚性颗粒的沉淀实验分析凝聚性颗粒

13、的沉淀实验分析 1.实验 采取图4-7的沉淀试验筒，筒长尽量接近实际 沉淀池的深度，可采用23m，直径不小于 100mm，设56个取样口。 先均匀搅拌测定初始浓度，然后试验，每隔 一段时间，取出各取样口的水测定悬浮物的浓度， 计算相应的去除百分数。以沉淀筒高度h为纵坐标， 沉淀时间t为横坐标把去除百分比相同的各点连成 光滑曲线，称为“去除百分数等值线” 含义：对应所指明去除百分数时，取出水样 中不复存在的颗粒的最远沉降途径，深度与时间 的比值指明去除百分数时的颗粒的最小平均沉速。 时间 水深 图 4- 7 凝聚性颗粒沉淀实验及去除百分数等值线 2.计算计算 对于某一表面负荷而言，根据凝聚性颗粒

14、去除百分数等值对于某一表面负荷而言，根据凝聚性颗粒去除百分数等值 线，可以得出总的去除百分数（见图线，可以得出总的去除百分数（见图4-8）：）： （4-24） 沉降时间 深度 图 4-8 凝聚性颗粒的去除白分数计算 000 66 000 655 000 544 000 433 0 3 21 )()()( C -1 Ctu CH Ctu CCH Ctu CCH Ctu CCHC 4.3 平流沉淀池的基本结构平流沉淀池的基本结构 4.3.1 基本结构基本结构 平流式沉淀池分为进水区、沉淀区、存泥区、 出水区4部分。 1.进水区进水区 进水区的作用是使流量均匀分布均匀分布在进水截面 上，尽量减少扰动

15、。一般做法是使水流从絮凝池 直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布在 沉淀池的整个断面上，见图4-9。为使矾花不宜破 碎，通常采用穿孔花墙 V4, L/H10，每格宽度应在38m不宜大于15m。 12 图 4-9 穿孔墙 图 4-10 出水口布置 1-出水堰 2-非淹没式孔口 R R e Rg F r 2 3出水区出水区 通常采用：溢流堰（施工难），淹没孔口（容 易找平）见图4-10。孔口流速宜为0.60.7m/s， 孔径2030mm，孔口在水面下15cm，水流应自 由跌落到出水渠。 为了不使流线过于集中，应尽量增加出水堰 的长度，降低流量负荷。堰口溢流率一般小于500 m3/m d，目前我

16、国增加堰长的办法如图4-11。 出 水 支 渠 出 水 支 渠 图 4-11 增 加 出 水 堰 长 度 的 措 施 4.存泥区及排泥措施存泥区及排泥措施 泥斗排泥：靠静水压力 1.5 2.0m，下设有排 泥管，多斗形式，可省去机械刮泥设备（池容不 大时） 穿孔管排泥：需存泥区，池底水平略有坡度 以便放空。 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度， 适用于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半 地下式时，用泥泵抽吸。 还有一种单口扫描式吸泥机，无需成排的吸 口和吸管装置。沿着横向往复行走吸泥。 4.3.2 影响平流式沉淀池沉淀效果的因素影响平流式沉淀池沉淀效果的因素 1.沉淀池实际水流状况对沉淀

17、效果的影响 主要为短流的影响，产生的原因有： (1)进水的惯性作用； (2)出水堰产生的水流抽吸； (3)较冷或较重的进水产生的异重流； (4)风浪引起的短流； (5)池内存在的导流壁和刮泥设施等 2.凝聚作用的影响。 由于实际沉淀池的沉淀时间和水深所产生的 絮凝过程均影响了沉淀效果，实际沉淀池也就偏 离了理想沉淀池的假定条件。 4.4平流沉淀池的工艺设计平流沉淀池的工艺设计 设计平流沉淀池的主要控制指标是表表 面负荷或停留时间面负荷或停留时间。应根据原水水质、沉 淀水质要求、水温等设计资料、运行经验 确定。停留时间一般采用13h。华东地区 水源一般采用12h。低温低浊水源停留时 间往往超过2

18、h。 一、各参数间关系一、各参数间关系 (4-27) (4-28) (4-29) tL tuH 0 00 q A Q u 二、第一种设计计算方法（实验计算方法）二、第一种设计计算方法（实验计算方法） 1.根据沉淀实验结果选取u0 ，用uo=Q/A可以 计算得到沉淀池的面积A； 2.选取沉淀时间t和沉淀池的水平流速v，用 L=vt可以得到沉淀池的长度L； 3.用公式B=A/L得到B； 4.用公式H=Qt/A得到H； 三、第二种计算方法（经验计算方法）三、第二种计算方法（经验计算方法） 1.根据经验选取平流式沉淀池的沉淀时间t， 得到其体积V=Qt 2.选取沉淀池的深度H，用公式A=V/H得到 沉

19、淀池的面积A； 3.选取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得 到沉淀池的长度L； 4.用公式B=A/L得到B； 四、其它参数四、其它参数 平流式沉淀池的放空排泥管直径，根据水力学中平流式沉淀池的放空排泥管直径，根据水力学中 变水头放空容器公式计算：变水头放空容器公式计算： （4-30） 当渠道底坡度为零时，渠道起端水深可根据下式计算：当渠道底坡度为零时，渠道起端水深可根据下式计算： （4-31） 式中式中Q沉淀池的流量，沉淀池的流量，m3/s； g重力加速度重力加速度9.81m/s2； B渠道宽度，渠道宽度，m。 T BLH d 5 . 0 7 . 0 3 2 73. 1 gB Q H 4.5

20、 斜板（管）沉淀池的特点与工艺设计斜板（管）沉淀池的特点与工艺设计 4.5.1 原理原理 由沉淀效率 公式可知： 在原体积 不变时，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。 斜板（管）沉淀池与水平面成一定的角度 （一般60左右）的板（管）状组件置于沉淀池 中构成，水流可从上向下或从下向上流动，颗粒 沉于斜管底部，而后自动下滑。 斜板（管）沉淀池的沉淀面积明显大于平流 式沉淀池，因而可提高单位面积的产水量或提高 沉淀效率。 A Q u u u E ii 0 4.5.2 分类分类 有异向流、同向流、横向流三种，目前在实际 工程中应用的是异向流斜板（管）沉淀池，其结 构见图4-12。 清水区 斜管区 配水

21、区 积泥区 500 穿孔排泥管 穿孔集水管 絮 疑 池 图 4-12 斜管沉淀池示意 -剖面 4.5.3 优缺点优缺点 优点： 1.沉淀面积增大； 2.沉淀效率高，产水量大； 3.水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀； 缺点： 1.由于停留时间短，其缓冲能力差； 2.对混凝要求高； 3.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜 板（管） 4.5.4 设计计算设计计算 1.沉淀池面积A （4-32） 选定表面负荷（2.53.0mm/s），计算得到面 积A。 2沉淀池总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 （4-33） 式中：h1为超高0.3m，h2为清水层高度1.2m h3为自身高度0.866m

22、，h4为配水区高度 1.5m h5为污泥斗高度0.8m q Q A 4.6 竖流式沉淀池竖流式沉淀池 竖流式沉淀池：有圆形、正方形的。为了竖流式沉淀池：有圆形、正方形的。为了 池内水流分布均匀，池直径一般采用池内水流分布均匀，池直径一般采用47m， 不大于不大于10m，沉淀区拄形，污泥斗倒锥形。，沉淀区拄形，污泥斗倒锥形。 竖流沉淀池中心管 内流速对悬浮物的去除 有很大影响，中心管及 喇叭口、反射板的构造 与尺寸如图4-15所示。 中 心 管 30/mm sV 4.6.2 设计要求设计要求 1. D/H有效 有效3， ，否则水流将变成辐流式否则水流将变成辐流式 2.中心管下口应设喇叭口和反射板

23、中心管下口应设喇叭口和反射板 反射板距底泥面反射板距底泥面喇叭口与反射板的设计应按图喇叭口与反射板的设计应按图 要求要求0.3m 喇叭口下端距反射板之间的间隙高度喇叭口下端距反射板之间的间隙高度 H3=0.250.5mm 3.排泥管下端距池底排泥管下端距池底 排泥管上端超出水面排泥管上端超出水面 4.浮渣挡板距集水槽浮渣挡板距集水槽0.250.50m 浮渣挡板高出水面：浮渣挡板高出水面：0.150.20m 浮渣挡板淹没水深：浮渣挡板淹没水深：0.30.4m 4.6.3 设计计算设计计算 1.中心管面积与直径中心管面积与直径 （4-34） （4-35） 2沉淀区的面积沉淀区的面积 （4-36）

24、3.沉淀池的总面积沉淀池的总面积A和池径和池径D （4-37） 2 ()m max 1 0 q f V 4 ()m 1 0 f d 2 ()m 2 f 2 ()m max 2 q f V 12 A = ff 4A D = 4沉淀区的有效水深（中心管喇叭口出水面沉淀区的有效水深（中心管喇叭口出水面 高度）高度） （4-37） 式中：式中：V为上升流速为上升流速0.51.0mm/s t为沉淀时间，为沉淀时间，1.01.5h 5. 喇叭口距反射板之间的缝隙高度喇叭口距反射板之间的缝隙高度 （4-38） 式中：式中：V1为出流速度，为出流速度， d1为喇叭口直径为喇叭口直径 2 hV t 3600(m

25、) 3 h max 3 11 q h V d 40/mm s 40/mm s 6污泥量污泥量W(m3)，其计算同平流式，其计算同平流式 7污泥区容积污泥区容积 （4-39） 式中：式中：R为上部半径，为上部半径，r为下部半径为下部半径 要求：要求：V W 8总高度总高度H （4-40） 式中：式中：h1为超高，为超高，h2为有效水深，为有效水深，h3为缝隙高度为缝隙高度 h4为缓冲层高度，为缓冲层高度，h5为圆锥高度为圆锥高度 圆锥 ( 223 5 h V = VRRr+r )(m ) 3 12345 H = hhhhh 4.7 幅流式沉淀池幅流式沉淀池 辐流式沉淀池辐流式沉淀池 （圆形、正方

26、形）直径（圆形、正方形）直径660m池内池内 水深水深1.53.0m,机械排泥机械排泥,池底坡度不小于池底坡度不小于0.05,见图见图4-13 和图和图4-14。为使布水均匀。为使布水均匀,设穿孔挡板设穿孔挡板,穿孔率穿孔率1020. 图 7-13 普通辐射式沉淀池工艺图 排泥总管 进水 桁架 图 7-14 静水压力排泥示意图 排泥总管 进水 桁架 2 1 3 4 h 4.7.1设计参数设计参数 1.沉淀时间沉淀时间t 2.表面负荷表面负荷q（m3/m2.h） 3. Qmax 4. H有效 有效4m 4.7.2设计要求设计要求 1. D/H有效 有效=6 12m 2.池底坡度池底坡度 3.机械

27、刮泥、静水压力排泥机械刮泥、静水压力排泥 （圆形）（圆形） 无机械刮泥、静水压力排泥无机械刮泥、静水压力排泥 （正方形）（正方形） 4.进、出水有三种布置方式进、出水有三种布置方式 (1)中心进水，周边出水：辐流式中心进水，周边出水：辐流式 (2)周边进水，中心出水：向心式周边进水，中心出水：向心式 (3)周边进水，周边出水周边进水，周边出水 5.刮泥机旋转角度：刮泥机旋转角度：11.5m/min （周边线速）（周边线速） 6.穿孔挡板开孔面积为挡板处池断面面积的穿孔挡板开孔面积为挡板处池断面面积的1020% 4.7.3 设计计算设计计算 1.每座沉淀池表面积每座沉淀池表面积A1与池径与池径D

28、 （4-41） 2.有效水深有效水深h2 3.污泥量污泥量W （与平流式相同）（与平流式相同）W=SNt/1000(m3/d) 4.污泥区容积污泥区容积 （4-42） 2 ()m max 1 Q A q n ( )m 1 4A D = 20 hqt 斗锥 V = VV 223 斗1 ()() 3 m 5 122 h Vrrrr 2 ()m max 1 Q A q n ( )m 1 4A D = 斗锥 V = VV 223 斗1 ()() 3 m 5 122 h Vrrrr 2 ()m max 1 Q A q n ( )m 1 4A D = 斗锥 V = VV 223 斗1 ()() 3 m 5

29、 122 h Vrrrr （4-43） 5.总高度（总高度（H）和周边处的高度（）和周边处的高度（H） （4-44） 其中：其中：h1为超高为超高0.3m，h2为有效水深，为有效水深，h3为缓冲高度层为缓冲高度层 非机非机0.5m， h4为底坡落差，为底坡落差，h5为污泥斗高度。为污泥斗高度。 23 锥 ()()m 2 4 11 h VRRrr 3 23 锥 ()()m 2 4 11 h VRRrr 3 ( )m 12345 H = hhhhh ( )m 123 H = hhh 4.8 澄清池澄清池 澄清池将絮凝和沉淀过程综合于一个澄清池将絮凝和沉淀过程综合于一个 构筑物完成，主要依靠活性泥渣

30、层达到澄构筑物完成，主要依靠活性泥渣层达到澄 清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触 时被阻留下来使水获得澄清的现象，称为时被阻留下来使水获得澄清的现象，称为 接触絮凝。接触絮凝。 在原水中加入较多絮凝剂，并适当降在原水中加入较多絮凝剂，并适当降 低负荷，经过一段时间，便能形成泥渣层，低负荷，经过一段时间，便能形成泥渣层， 常用于给水处理。常用于给水处理。 澄清池分为泥渣悬浮型和泥渣循环型澄清池分为泥渣悬浮型和泥渣循环型 两种。两种。 4.8.1 悬浮澄清池悬浮澄清池 1.悬浮澄清池悬浮澄清池 其结构见图其结构见图422。悬浮澄清池结构简单，一般用于小水。悬浮

31、澄清池结构简单，一般用于小水 厂，运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不厂，运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不 稳定），目前已很少用。稳定），目前已很少用。 图 7 22 悬 浮 澄 清 池 流 程 1 穿 孔 配 水 管 ； 2 泥 渣 悬 浮 层 ； 3 穿 孔 集 水 槽 ； 4 强 制 出 水 管 ； 5 排 泥 窗 口 ； 6 气 水 分 离 器 澄 清 室 泥 渣 浓 缩 室 澄 清 室 进 水 6 1 2 3 4 5 清水区泥渣区 2脉冲澄清池脉冲澄清池 特点是澄清池的上升流速发生周期性的变化，这种变化特点是澄清池的上升流速发生周期性的变化，这种变化 是由脉冲

32、发生器引起的。靠脉冲方式进水，悬浮层发生周是由脉冲发生器引起的。靠脉冲方式进水，悬浮层发生周 期性的收缩和膨胀，见图期性的收缩和膨胀，见图423。 脉冲澄清池的特点如下：脉冲澄清池的特点如下： (1)有利于颗粒和悬浮层接触；有利于颗粒和悬浮层接触； (2)悬浮层污泥趋于均匀。悬浮层污泥趋于均匀。 (3)还可以防止颗粒在池底沉积还可以防止颗粒在池底沉积 (4)处理效果受水量、水质、水温影响较大；处理效果受水量、水质、水温影响较大； (5)构造复杂。构造复杂。 最 高 水 位 最 低 水 位 悬 浮 层 3 2 1 4 6 5 87 图 7 - 2 3 采 用 真 空 泵 脉 冲 发 生 器 的

33、澄 清 池 的 剖 面 图 1 - 进 水 室 ； 2 - 真 空 泵 ； 3 - 进 气 阀 ； 4 - 进 水 管 5 - 水 位 电 极 ； 6 - 集 水 槽 ； 7 - 稳 流 板 ； 8 - 配 水 管 4.8.2 循环型澄清池循环型澄清池 1.机械搅拌澄清池机械搅拌澄清池 机械搅拌澄清池的构造如图机械搅拌澄清池的构造如图424所示所示 43 8 10 9 11 12 5 2 6 7 1 放空、排泥 进水 出水 排泥 图 7-24 机械搅拌澄清池剖面泥示意图 1-进水管；2-三角配水槽；3-透气管；4-投药管；5-搅拌桨；6-提升叶轮；7-集水槽 8-出水管；9-泥渣浓缩室；10-

34、排泥阀；11-放空管；12-排泥罩；13-搅拌轴； -第一絮凝室；-第二絮凝室；-导流室；-分离室 5Q 5Q 13Q 清水区 4Q 2.设计要点设计要点 机械搅拌澄清池的设计要点：机械搅拌澄清池的设计要点： 清水区上升流速为清水区上升流速为0.81.1mm/s； 水在澄清池内总的停留时间可采用水在澄清池内总的停留时间可采用1.21.5h； 叶轮提升流量为进水流量的叶轮提升流量为进水流量的35倍；倍； 原水进水管、三角配水槽的水流流速分别为原水进水管、三角配水槽的水流流速分别为1m/s、 0.4m/s； 第一絮凝室的容积：第二絮凝室的容积（含导流室）：第一絮凝室的容积：第二絮凝室的容积（含导流

35、室）： 分离室为分离室为2：1：7，第二絮凝室与导流室的水流流速一般，第二絮凝室与导流室的水流流速一般 为为4060mm/S； 直径大于直径大于6m时用时用68条集水槽，直径小于条集水槽，直径小于6m时用时用46条条 集水槽集水槽 机械搅拌澄清池的优点：机械搅拌澄清池的优点： 处理效果好，稳定；处理效果好，稳定； 适用于大、中水厂适用于大、中水厂 机械搅拌澄清池的缺点：机械搅拌澄清池的缺点： 维修维护工作量较大；维修维护工作量较大； 启动时有时需人工加土和加大加药量。启动时有时需人工加土和加大加药量。 4.8.3水力循环澄清池水力循环澄清池 水力循环澄清池的简图如图水力循环澄清池的简图如图4-

36、25所示，水力循环澄清所示，水力循环澄清 池现已很小使用。池现已很小使用。 水力循环澄清池的优点：不需机械搅拌，结构简单水力循环澄清池的优点：不需机械搅拌，结构简单 水力循环澄清池的缺点：反应时间短，运行不稳定，水力循环澄清池的缺点：反应时间短，运行不稳定， 泥渣回流控制较难，不能适应水温、水质、水量的变化，泥渣回流控制较难，不能适应水温、水质、水量的变化， 只能用于小水厂。只能用于小水厂。 图 7 - 2 5 水力循环澄清池示意图 1 - 进水管；2 - 喷嘴；3 - 喉管；4 - 喇叭口；5 - 第一絮凝室； 6 - 第二絮凝室；7 泥渣浓缩室；8 - 分离室 排空 进水 排泥 出水 集水

37、渠 4.10 沉砂池沉砂池 沉砂池的主要作用有：分离比重较大的无机颗粒；减沉砂池的主要作用有：分离比重较大的无机颗粒；减 轻磨损；减轻沉淀池的负荷轻磨损；减轻沉淀池的负荷. 沉砂池的主要类型：沉砂池的主要类型： 平流式沉砂池，曝气沉砂池，多平流式沉砂池，曝气沉砂池，多 尔沉砂池，钟式沉砂池尔沉砂池，钟式沉砂池. 4.10.1 平流式沉砂池平流式沉砂池 平流沉砂池结构如图平流沉砂池结构如图4-26，它具有截留无机颗粒效果，它具有截留无机颗粒效果 较好，工作稳定，构造简单，排沉砂方便等优点。较好，工作稳定，构造简单，排沉砂方便等优点。 图 7-26 平 流 沉 砂 池 工 艺 图 480 480

38、闸 板闸 槽 栏 杆 D=200D=200 1-1剖 面 2 2 11 1.设计参数设计参数 （1）Q设计设计 污水重力自流进入污水厂，按污水重力自流进入污水厂，按Qmax设计设计 污水由泵提升进入，按泵房最大组合流量设计污水由泵提升进入，按泵房最大组合流量设计 平流沉砂池结构如图平流沉砂池结构如图4-26，它具有截留无机颗粒效果较，它具有截留无机颗粒效果较 好，工作稳好，工作稳 定，构造简单，排沉砂方便等优点。定，构造简单，排沉砂方便等优点。 （2）vmax =0.3m/s, vmin=0.15m/s 使无机颗粒下沉，而有机颗使无机颗粒下沉，而有机颗 粒不会下沉粒不会下沉 （按砂粒比重（按砂

39、粒比重2.65，去除，去除d0.2mm砂粒来设计砂粒来设计 （3）t停留停留30，一般为，一般为3060 （4）H有效有效=0.251.0m, 1.20m, 每格宽度每格宽度b0.6m （5）沉砂量标准）沉砂量标准 生活污水：生活污水：0.010.02l/人人.d 城市污水：城市污水：3m3/105m3污水污水 砂含水率砂含水率60%，容重，容重1500/m3，贮砂斗的容积按，贮砂斗的容积按2d沉沉 砂量计算，砂量计算， 砂斗倾角砂斗倾角5560 （6）超高）超高 0.3m 2.设计计算设计计算 （1）水流部分的长度）水流部分的长度L（m）：）：L=vt：v：最大水平流速：最大水平流速 vma

40、x t：水力停留时间：水力停留时间 （2）水流断面积）水流断面积A： （3）池总宽度）池总宽度B： （4） 沉砂斗容积沉砂斗容积V（m3） （5）沉砂池总高度）沉砂池总高度H （6）验算最小流速）验算最小流速 验算在验算在Qmin时，污水流经沉砂池时的时，污水流经沉砂池时的 2 ()m max Q A = V 2 ()m max Q A = V ( )m 2 A B = h ()m 2 A B = h 3 5 86400 () 10 m max1 Z Q tX V= K 123 H = hhh 0.15/m s min V( / )m s min min min Q V n w 0.15/m s min V( / )m s min min min Q V n w 3排砂装置排砂装置 （1）重力排砂：排砂管、排砂罐）重力排砂：排砂管、排砂罐 （2）机械排砂：单口泵吸式排砂、链板刮砂与抓斗）机械排砂：单口泵吸式排砂、链板刮砂与抓斗 4.10