物化法5-沉淀

1、第二节第二节 沉淀的基础理论沉淀的基础理论一一 沉淀沉淀 1 概述q定义定义 沉淀法是水处理的最基本的方法之一。它沉淀法是水处理的最基本的方法之一。它是利用水中悬浮物与水的密度差，在重力的作是利用水中悬浮物与水的密度差，在重力的作用下达到固液分离的一种方法。用下达到固液分离的一种方法。 q分类分类 按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉性能分为四种类型：性能分为四种类型： 自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变。自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变。絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大。絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大。拥挤沉淀：又称分层或区域沉淀拥挤沉淀：又称分层或区域沉淀,颗粒

2、浓度较颗粒浓度较高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层。高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层。压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支撑，挤成团块状结构。撑，挤成团块状结构。q应用应用给水处理： 经混合、絮凝之后的原水进入沉淀池中除去大部分经混合、絮凝之后的原水进入沉淀池中除去大部分悬浮物和胶体物质。悬浮物和胶体物质。废水处理： 预处理：如沉砂池，去除沙砾、果壳等颗粒物。预处理：如沉砂池，去除沙砾、果壳等颗粒物。 初沉池：去除相当一部分悬浮物。初沉池：去除相当一部分悬浮物。 二沉池：去除生物膜、活性污泥。二沉池：去除生物膜、活性污泥。 浓缩池：使污泥进

3、一步浓缩。浓缩池：使污泥进一步浓缩。二二 沉砂池沉砂池v作用作用 去除污水中的沙子、煤渣等颗粒物，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。v要求要求 对0.21mm的颗粒（=2.65g/c）去除率大于95%，沉砂中有机物含量要低。v分类分类 平流式沉砂池 竖流式沉砂池 曝气沉砂池1 平流沉砂池平流沉砂池v构造 入流渠、出流渠、水流部分和沉砂斗组成。v优点 截留效果好，工作稳定，构造简单，排砂方便。v缺点 不适应流量变化，较少使用。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程7v设计参数 污水流速 v=0.30.15m/s; 停留时间 t=3060s; 有效水深 H=0.251.0m;

4、 池宽B 0.6m ; 池底坡度为0.010.02。 2 曝气沉砂池曝气沉砂池v构造 长型渠道，在一侧设置曝气管。v优点 对沙砾有淘洗作用，沉砂中有机物含量低于5%； 具有预曝气、脱臭等作用； 适应水量变化。v缺点 能耗大、气味大。 3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程10v设计参数 水平流速：v=0.080.12m/s； 旋流速度：0.250.4m/s； 停留时间：t=46min； 池的有效水深：23m 宽/深=12； 长/宽=5； 曝气强度：0.30.4m3(气)/m3(水)。三三 沉淀池沉淀池q分类分类 按处理工艺布置可分为：初沉池二沉池 按池内水流方向不同分为：平流式沉淀

5、池辐流式沉淀池竖流式沉淀池 q构成构成 进水区、出水区、沉淀区、污泥区和缓冲区q运行方式运行方式间歇式连续式 1 平流式沉淀池(1) 构造v进水区 使水流均匀的分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动，一般设置整流措施。v出水区 设置堰口，使出水均匀。堰的负荷为： 初沉池：250m3/md 二沉池：130250m3/mdv沉淀区 一般纵向分格，改善水流条件。v污泥区 设污泥斗、排泥管，排泥应及时。3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程15 q设计参数设计参数 u0设= u0试/(1.251.75) t设=(1.52.0) t试 初沉池：q0设=1.53.0m3/m2h 二沉池： 活性污

6、泥法：q0设=1.01.5m3/m2h 生物膜法： q0设=1.02.0m3/m2hq 要求要求 L/B4 (45为宜) L/H10 L=3050m B=510m H=2.53.5 v=1025mm/s 沉淀池应二格以上。q计算计算 给定Q，选定u0设或由沉淀柱试验得到。 池的表面积：A=Qmax3600/q 式中：Qmax:最大设计流量(m3/s) q:表面负荷 (m3/m2h) 沉淀区有效水深：h2=qt 式中：t:停留时间(h) 沉淀区有效容积：V1=Ah2 沉淀池长度：L=vt3.6 式中：v：水平流速(mm/s)2竖流式沉淀池v构造 一般为圆形、正方形和多角形，池形小，直径或边长为4

7、7m 。 由中心导流筒、反射板、排泥管等组成。v设计参数 池中废水上升流速v= u0v评价 该池抗冲击负荷能力差，池形小，仅适用于小型污水处理厂。 3 辐流式沉淀池 一般为圆形，直径较大而有效水深则浅的池子，池径可达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浅池原理 对理想沉淀池有：E=ui/q= ui /Q/A 在池有效容积不变的情况下，增大池表面积，可以提高去除率，而池身变浅，此即“浅池原理”。q应用 主要应用于给水处理，特别是侧向流斜流式沉淀池，可以由平流式沉淀池改造而得到，已成为主流

8、池型，使产水率大为提高。在废水处理中应用较少。一般在初沉车中可使用。该池具有沉淀效率高，停留时间短，占地面积小等优点。四四 隔油池隔油池 1含油废水v来源 主要来源于石油工业、固体燃料热加工工业、纺织、轻工、机械加工等企业。v状态可浮油：粒径100um ，易浮于水面，占6080%。分散油：粒径10100um，分散于水中。乳化油：粒径10um，较稳定的存在于水中。溶解油：溶解于水中，量较少。v危害 主要表现在对生态系统、植物、土壤及水体的影响。 排入城市下水管道，对排水设施及污水处理厂都会造成不良影响。v构造平流式隔油池其结构与平流式沉淀池基本相同；废水进入池中，油滴上浮形成浮油，悬浮颗粒下沉形

9、成污泥；一般设刮油刮泥设备；表面设置盖板，以防火、防雨和保温；去除油滴的最小直径为100150um；平流式隔油池构造简单，便于运行管理，除油效果稳定，但池体大，占地面积大。3/20/2022 11:12 AM水污染控制工程30 斜板隔油池多采用波纹型斜板，玻璃钢制成，板间距为2050mm，倾斜角为45；斜板隔油池分离效率较高，可去除的油滴的最小直径为60um，停留时间一般不大于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颗粒。v基本方法 通过某种方法产生大量的微小气泡，使其与固液颗粒粘附，形成密度小于

10、水的气浮体，共同上浮，以达分离之目的。 v基本条件水中产生大量的微小气泡；水中污染物形成悬浮状态；气泡与悬浮颗粒产生粘附作用。v应用给水处理中处理低温、高藻及含浮游生物水；含油废水的油水分离；污水中有用物质的回收，如造纸废水中纸浆回收；取代二次沉淀池；剩余活性污泥的浓缩。2 基本原理v颗粒性质 亲水颗粒和疏水颗粒。 亲水颗粒接触角90，气粒两相接触面积小，颗粒大部分在水中，气浮体结合不牢固，易脱落，则颗粒不易气浮去除；疏水颗粒接触角 90 ，情况则相反。 参见Fig.10-40(P50)。v 气泡性质 直径100um 产生方法： 电解法（已很少使用） 溶气释放法（高压溶气、常压释放） 3浮上法的类型浮上法的类型v 电解浮上法 当水中通以直流电时，水中产生微小气泡，该气泡非常小。 主要用于工业废水处理，由于该法电耗高、操作运行管理复杂以及电极结垢等问题，目前使用