第16章-沉淀和澄清1课件

1、16.1悬浮颗粒在静水中的沉淀沉淀：水中固体颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程在给水中，常遇到两种沉淀自由沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此互不干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用。拥挤沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰，虽然其粒径和第一种相同，但沉淀速度较小。以球型颗粒为例（直径为d），在水中作沉降运动时将受重力、浮力、摩擦阻力三种力的作用16.1.1 悬浮颗粒在静水中的自由沉淀（一）颗粒的重力为：（二）颗粒的浮力为：（三）颗粒受到的摩擦阻力 CD阻力系数，与雷诺数Re有关。颗粒下沉的速度可得自牛顿第二定律（Fma）：颗粒下沉时，起始沉速为零，故以加速度下沉，随

2、着u增加，阻力也相应增加，很快颗粒即等速下沉，即du/dt=0。令上式左边为零，加以整理，得“沉速”公式：（16-4） 上式为沉速公式，式中虽不出现Re，但阻力系数CD却与Re有关（16-4）层流区过渡区紊流区（16-5）当Re1时：呈层流状态.代入式（16-4）得到斯笃克斯公式：1. 斯笃克斯公式（层流区）这个公式适用d0.1mm泥沙颗粒， Re在10-4 1之间。当1000Re25000时，呈紊流状态，CD接近于2. 牛顿公式（紊流区）代入式（16-4）得牛顿公式： 这个公式适用d2mm的砂粒。 3.阿兰公式（过渡期）代入（16-4）得阿兰公式： 当1Re1000时，属于过渡区，CD近似为

3、这个公式适用于d2mm的砂粒。求某一特定颗粒沉速时，不能直接应用上述公式，既然u未知，Re也未知。可以先假定沉速u，再试算以求得u。给水沉淀池中的泥沙颗粒的沉淀一般属于层流沉降状况。给水处理主要研究对象是0.1mm以下的颗粒的去除问题。在实际应用上，常常以沉速代表某一特点颗粒而无需求出颗粒的直径。d0.1mm u7.5mm/s 去除容易d=0.01mm u=0.075mm/s 不易下沉去除d=0.001mm 胶体，不能自行下沉 必须混凝去除16.1.2 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀 自由沉淀可以看成单个颗粒在无边无际的水体中下沉，此时颗粒排挤开同体积的水，水将以无限小的速度上升，当大量颗粒在有限

4、的水中下沉时，被排挤的水便有一定的速度，使颗粒所受到的摩擦阻力有所增加，颗粒处于互相干扰状态，此过程称为拥挤沉淀，此时的沉淀速度称为拥挤沉速。 一般讲，当原水含沙量增到一定数量，泥沙即处于拥挤沉淀状态 ，含沙量再大时，再沉淀过程中会产生浊度相差悬殊的清水区和浑水区，两区交界面清晰可见，称为浑液面，该面缓缓下降，直至泥沙完全沉积为止。将高浊度水注入沉淀筒中进行静水沉淀在沉淀时间ti时，沉淀管中悬浮物浓度的分布可分为四个区：清水区A；浓度为C0的等浓度区B；过渡区C；浓缩区D随时间增长，交界面继续下降，直至B、C两个区消失，只剩A、D两个区，D区高度也逐渐减小，设压实时间 t ，最后压实到H为止。

5、以交界面高度为纵坐标，沉淀时间为横坐标，可得交界面沉降过程曲线。絮凝过程交界面等速下沉下降速度逐渐变小b-c段为直线，表明交界面等速下降。a-b段为上凸的曲线，可解释为颗粒间的絮凝过程，由于颗粒凝聚变大，使下降速度逐渐变大。c-d为下凹的曲线，表明交界面下降的速度逐渐变小。此时B区和C区已消失，故c点称为沉降临界点，相应于c点的交界面下的浓度均大于C0 。c-d段表示B、C、D三个区重合后沉降物压实的过程，随着时间的增长，压实变慢，最后压实高度为H。不同沉降过程示意图A清水区；B等浓度区；C过渡区；D 压缩区清水区，此处等于出水的水质开始时在搅拌的作用下是分布均匀沉降区和清水区有明显的界面，沉

6、降的过程是该界面以等速下沉压缩区，该区内浓度基本相同，但比沉淀区高过渡区，该区内浓度随深度变化沉降区，该区内浓度基本相同，且不随时间变化 2.肯奇沉淀理论 这条切线的斜率表示浓度为Ct的交界面下沉速度：设在c-d曲线任一点Ct作切线与纵坐标相交于a点，得高度Ht。按照肯奇沉淀理论得：该式的含义是：高度为Ht ，均匀浓度为Ct的沉淀管中所含悬浮物与原水高度H0均匀浓度为C0的沉淀管中所含悬浮物浓量是相等的。 3.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曲线的相似性（见图16-3），即A、B区交界的浑液面的下沉速度不变P216.2 平流沉淀池平流式沉淀池示意图 平流沉淀池在运行时，

7、由于受到各种因素的影响池中实际水流情况以及颗粒杂质的沉降过程是十分复杂的，为了使问题得到适当简化，便于突出主要矛盾，暂将一些次要因素去除，这样就提出了关于理想沉淀池的概念。16.2.1 非凝聚性颗粒的沉淀过程分析理想沉淀池的三个基本假设：颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。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。颗粒沉到底就被认为去除，不再返回水流中。 原水进入沉淀池，在进水区被均匀分配在A-B截面上其水平流速为：设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。入 流 区出 流 区污泥区当颗粒沉速uu0时，无论这种颗粒处于进口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除。

8、当颗粒沉速uu0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出。 说明对于沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到池底而被去除。uu0的颗粒可以全部去除uu0的颗粒只能部分去除考察流线：正好有一个沉降速度为的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留沉度u0对用直线代表的一类颗粒而言，流速和都与沉淀时间有关。得式中Q/A，一般称为“表面负荷”或“溢流率”。表面负荷在数值上等于截留沉度u0，但含义不同。由代入即根据相似关系得：即设原水中沉速为ui（uiu0）的颗粒的浓度为C，沿着进水区高度为h0的截面进入的颗粒的总量为QC=h0BvC，沿着m点以下的高

9、度为hi的截面进入的颗粒的数量为hiBvC，则沉速为ui的颗粒的去除率为：同理得：特定颗粒去除率：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，ui越大，则表面负荷越高，或Q不变， ui越大，则E越高。 ui的大小与混凝效果有关，应重视加强混凝工艺。 （2） ui一定，增大表面积A，可以提高E。当沉淀池容积一定时，池身浅则A增加，去除率提高，此即“浅池理论”。 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u0的颗粒的去除率为：沉速大于和等于u0的颗粒全部下沉，去除率为（1p0），因此理想沉淀池的总去除率为：

10、 式中p0沉速小于u0的颗粒重量占所有颗粒重量的百分率；入 流 区出 流 区污泥区絮凝沉降颗粒运动轨迹二、凝聚性颗粒沉淀过程的分析在直角坐标系上，纵坐标为取样口深度，横坐标为取样时间P6P5P4P3P2P1时间t水深hh去除百分数等值线在分析凝聚性颗粒沉淀过程时，可采用沉淀实验筒。筒长尽量接近实际沉淀池长度，一般可采用2-3米，直径不小于100毫米，设56个取样口。将已知悬浮物浓度C0搅拌均匀，每隔一定时间取样，并测悬浮物浓度Ci，并计算去除率将同一沉淀时间、不同深度的去处率标于其上然后将去处率相等的各点连接成等去除率曲线。对于某一表面负荷而言，由凝聚性颗粒去除百分数等值线，可以得出总的去除百

11、分数为：P6P5P4P3P2P1沉降时间t水深16.2.3 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效果的影响（发生短流） 短流的原因：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）池内存在导流壁和刮泥设施。理想沉淀池理论停留时间t0为：但实际沉淀池，一部分水流通过沉淀区的时间小于t0，而另一部分水流则大于t0，这种现象称为短流水的紊动性以雷诺数Re判别一般认为，在明渠流中，Re500时，水流是紊流状态，平流沉淀池中水流的 Re一般为 400015000，属紊流状态。此时水流除水平流速外，尚有上、下、左、右的脉动分速

12、，且伴有小的涡流体，对水中杂质颗粒的沉降是不利的。因此，在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。（2）水流紊动性和稳定性对沉淀效果的影响水的稳定性以费劳德数Fr判别Fr高，惯性力作用相对增加，重力相对减少。水流对温差、密度异重流及风浪等影响的抵抗的能力强，使沉淀池中的水流流型保持稳定，一般认为平流沉淀池中Fr 10-5。 在沉淀池中，降低Re和提高Fr的有效措施是减小水力半径R，平流沉淀池的纵向分隔及斜板、斜管沉淀池都能达到上述目的。在沉淀池中，增大v，一方面提高Re，加强水力的紊动性而不利于沉淀，但另一方面也提高了Fr，而加强了水的稳定性，从而有利于沉淀效果的提高。所以，v可在很宽的范

13、围内选取，而不至于对沉淀效果有明显的影响。我国各地一般v=10 25mm/s，最高可达30 50mm/s。（3）凝聚作用的影响此外，水中絮凝颗粒的大小也是不均匀的，它们将具有不同的沉速， 沉速大的颗粒在沉淀过程中能追上沉速小的颗粒而引起絮凝。对于混凝沉淀池，杂质颗粒的絮凝过程在沉淀池内仍继续进行。如前所述，池内的水流流速的分布实际上是不均匀的，水流存在的速度梯度将引起颗粒相互碰撞而促进絮凝。 水在池内时间愈长，由速度梯度引起的絮凝便进行的愈完善，说明沉淀时间对沉淀效果是有影响的；池内的水深愈大，颗粒沉速不同引起的絮凝也进行的愈完善，所以沉淀池的水深对混凝效果也是有影响的。因此，实际生产性沉淀池

14、的沉淀时间和水深均影响沉淀效果。 16.2.4 平流沉淀池的构造 平流式沉淀池分为进水区、沉淀区、存泥区、出水区4部分。 （1）进水区进水区的作用是使流量均匀分布在进水截面上，尽量减少扰动。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。为使矾花不易破碎，通常采用穿孔花墙 ， V4，L/H10，每格宽度应在38m，不宜大于15m。 （3）出水区沉淀后的水应尽量在出水区均匀平稳流出。通常采用：溢流堰（施工难），淹没孔口（容易找平）。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。目前多采用如下图所示的锯齿形溢流

15、堰，这种溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水面应位于齿高度的1/2处。 （4）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。 16.2.5 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

16、地区水源一般采用12h。低温低浊水源停留时间往往超过2h。理论上说，采用表面负荷较为合理，但以停留时间作为指标积累的经验较多，设计时可以以停留时间控制，以表面负荷校核，或相反。沉淀池长度：沉淀池宽度：（1）按照表面负荷Q/A的关系计算出沉淀池表面积A （2）按照停留时间T沉淀池宽度：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：当渠道底坡度为零时，渠道起端水深可根据下式计算：11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范

17、仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原

18、属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被

19、贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心

20、/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可

21、在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散

22、，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环

23、境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“

24、山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读

25、，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文