水污染控制工程

水污染控制工程第二章重力沉降法§2-1概述§2-2沉降的基本原理§2-3沉降试验和沉降曲线§2-4沉淀池及其设计计算第二篇不溶态污染物的分离技术§2-1概述中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥§2-2沉降的基本原理沉降动力学:颗粒受力情况分析式中：As——运动方向的面积

Cd——牛顿无因次阻力系数：Cd=f(Re)

μs——颗粒沉降速度当受力平衡时，沉速变为μs（最终沉降速度）对于球形颗粒：①层流区（stokes区）:

③紊流区（牛顿区）

②过渡流区（艾伦区）

§2-3沉降试验和沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线二、絮凝沉降试验及沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线

一、试验装置三、Camp图解积分法及沉降曲线

二、常规计算法及沉降曲线

H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装置示意图二．常规计算法(数据记录与处理)tt0t1t2t3…ti…tnHH0H0H0–Δh1…H0–Δhi-1…

CC0C1C2C3…Ci…CnμE二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(min)图3-1E-t曲线最小沉速，uE图3-2E-u曲线

三．Camp图解积分法

给定的沉降时间t内：

对于μ≥μ0的颗粒全部除去

对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

给定的沉降时间t内：

对于d≥d0的颗粒全部除去

对于d<d0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是多少？Hh三．Camp图解积分法（续）μ

＜μ0的颗粒中，di

→di+dd范围内颗粒所占SS总量的百分率用dp表示。对于μ

＜μ0的颗粒，其中可去除部分所占比例为：则在di→di+dd范围内能被去除部分颗粒占SS总量的百分率为：对于全部μ<μ0颗粒群体，可去除部分为：三．Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1–p0

则，总沉降效率为ET

：

沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速度分布曲线沉降速度分布曲线的图解U＜u0颗粒分率，p颗粒分率，p2．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t(min)E-t曲线最小沉速，μEE-u曲线ET-tE-tET-μE-μ小结裳：1、基本趴概念重力长沉降2、重点①基本陷概念②沉降姐试验钞和沉袄降曲拦线3、难点Ca寺mp图解为积分念法计们算ET二、葬絮凝非沉降贷试验架及沉降商曲线絮凝兰沉降朝的特鸟点：颗粒呼的形挨状d、在置沉降窑过程命中改崭变；浓度弄上稀移下浓贵；SS浓度央随水沈深度秆变化克而变抵化，语且呈已现非困线性研变化当。u随d而增大。1.絮凝锻沉降魔试验●装置滔：φ1说40钢~1劫50执mmH=2撒.0缺~2吐.5趟m4~色5个取黎样口裕，间鞠距50隔0m五m●取样艺：C0由t=0时中剃间取卸样口涨采集t1、t2、…、ti、…、tn时，定同时素从各顿取样余口取青水样懒（两删份，求平稼均浓取度）岸，用锅以确刺定不步同时霜间、态不同泛水深系处残疮留的SS浓度C1、C2、…、Ci、…、Cn。●绘图扑：例如具：0.降5m、1.食0m、1.防5m处各涛有一破取样出口，障按设望定的时间嫩序列叛同时别取样犁，并献计算Et。沉降哗时间殖，t秘(m滴in例)0.旷5m1.穴5m工作水深(m)沉降时间，t(min)102030405060Et-t曲线SS等去蛇除率谈曲线Et1.泼0m§2志-3理想展沉淀赶池一、Ha裤ze参n和Ca吃mp提出芽这一唱概念想。其耗假设丽条件体是：（1）在邮沉淀婶池各卫过流倒断面袋上，瘦各点像处水慎都以家流速V作水疏平运茶动。（2）进侦水中SS颗粒扶沿水样深呈部均匀垄分布个，其捷水平渡分速喷等于垃水的喇水平神流速食，并马从竖制直分碗速u匀还坚下沉得；（3）颗鸽粒一棒经沉认到水距底再帜不重戚新浮晒起（即养认为脚沉到鼻底部洽即视拔为被功去除授）§2执-3理想调沉淀盏池入流区出流区污泥区理想骄沉淀脂池示聋意图①沉降漏线为单未被泥去除缺颗粒；②为刚械好10咳0%去除咸颗粒袋；③为可气部分驾去除盐颗粒给；④为可打全部级去除牲颗粒辞。§2夏-3理想熄沉淀沃池同样情地有沙：可见蛇，静痒沉试蚊验所龟得到及的沉畏降规卫律也旱可适趣用于蜜理想蜘沉淀幼池。§2砍-3理想些沉淀善池二、多表面择负荷q0①q0在数哄值上滚等于夜最小例沉降俗速度艰；②q0↓，ET↑；③在离粱散型慈沉降尖中，沈当处耗理水勿量为欺定值激是，接处理熟效率ET仅是对沉降蛾区表躺面积愧的函洽数，声而与员水深昨无关拜。A↑，q0↓，则ET↑。§2公-3理想具沉淀泄池三、叉实际长沉淀退池∵在实莫际沉誉淀池惊，理卷想沉页淀池镇的假螺设是泥不存鸣在的搜，颗浸粒的石运动童是不厨规则望运动川。四、换对于呈絮凝放沉降颗粒停之间禽并聚耻变大武，或变大证，u也会附之变保大。其运箭动轨投迹发灭生变化涌：§2材-3理想示沉淀循池入流区出流区污泥区絮凝头沉降柄颗粒渔运动别轨迹但是搂，为第保守烟起见蚊，沉董降效对率依阔然按有照：进行椅计算鞭。§2闭-4沉砂火池一、砖一般姨说明1.一般洁位于责泵站葡之前注或初怀沉池盒之前霞，用厨以分徒离水榆中较筑大的苦无机抓颗粒蓬。以使方水泵役、管尊道免贵受磨叉损和猪阻塞办；以减污轻沉淀池松的无析机负誉荷；改善戚污泥磁的流归动性蛇，以正便于永排放证、输牺运。2.分类挤：按池写内水古流方俭向的蛋不同茧，可唐分为辱平流货式、宿竖流锻式、离心凝式、曝气霸式等昏。3.由于撒曝气餐沉沙攀池和骆环流拜式（荷离心猜式）石沉砂罗池对乡丰流量捷变化付的适应性帖较强齿，除忌砂效归果好封且稳漠定，凡条件银许可益时，煤建议概尽量弯采用袍曝气沉沙舌池和排环流公式沉颜砂池墓。集砂渠集油区沉砂区行车进水管出水管进水管出水管出水渠§2观-4沉砂户池二、提设计沿计算:曝气屯沉砂斤池、谣平流舞沉砂投池为黄例。例1：曝屡气沉斑砂池1.主要涉设计倡参数旋流姿速度应保号持0.执25璃-0阔.3米/秒；水平途流速为0.暂1米/秒；最大芽流量漠时的倘水力蛛停留奇时间为1-集3分钟狮；有效临水深一般馅为2-纸3米，宽深妈比一般1-溪1.鞭5长宽童比一般怒应大年于5曝气重量一般帅为0.助2m3/m3（废胜水）池内拒应考疤虑消奋泡与编隔油派装置斗（或欣设备饼）曝气沾沉砂搅池：解决丝式沉砂吉池存津在的形问题鹿：①砂中拍含有苗机物车；②对被市有机牢物包谊覆的昼砂粒霜截留塌效率坝不高溉。曝气谈的作锁用是使氧有机殃物处矛于悬讽浮；弦砂粒咏摩擦期及在潮气体狡剪切厌力和猾紊动套条件突下，疲去除奸其附庙着的虹有机始污染累物。例1：曝说气沉姑砂池酒：工艺帖尺寸2.设计农内容（1）工坚艺尺纲寸（2）结被构尺霉寸（3）进英出水浆区（4）工覆艺装砍备例1：曝忘气沉铃砂池变：工艺柱尺寸2.设计缴内容（1）工权艺尺糖寸主要搂确定兼沉砂千池的辰池长嘉Ｌ、鹿池宽榨Ｂ、铁池深脚Ｈ等鼻。水流伴断面A：池宽B：池长L：池容V（有拾效容板积）修：例1：曝毛气沉捏砂池:工艺贵尺寸在设娱计计服算过揪程中舅，沉砂塞池的餐长、嫌宽、开深等烤工艺眯尺寸怠需同论时满裳足有海关的鉴长宽舱比和笛宽深棉比，够以保校证沉怀砂池滴内的映流态男为推典流式爬。如不漏满足拍需重前新调型整有票关尺随寸：重新漂选择找设计途参数喂，从驳新进于行设犹计计课算。（2）结弹构尺殖寸沉砂授池的循结构塌尺寸浓包括稠集砂伙斗、骨集砂牛槽、雁集油豆区等。例1：曝芳气沉幸砂池：结构炊尺寸集砂薯斗倾屈角不悦小于50将º。集砂源槽设睡计与迎明渠成设计唱相同政，但纱设计洪流速籍应不络小于0.难8m旦/s。集油陡区长挑度与鞋沉砂近区相鼓同，宪宽度兼一般叨为沉鹊砂区司宽度禁的1／2－2／3，底步部以60裂º－75寸º倾角壁坡向忆沉沙画区，光以保恒证进凶入集颗油区的砂剃滑入鸭沉沙励区。（3）进早出水寨区进水场区、天配水俊方式兽、出矩水区例1：曝窄气沉脂砂池辽：进出接水区进水起：沉羊砂池扶进水少一般想采用蝇管道午或明霜渠将及污水迁直接嗽引入股配水且区。配水僚：由悼于曝脏气沉闪沙池卫内水祸流的察旋流僚特性罢，一绵般认剃为对拦曝气嘴沉砂池苹的配蔬水要佩求不捧十分店严格坏，通令常采陆用配赵水渠允淹没派配水辩。出水斗：沉艰砂池装出水度一般总采用等出水登堰出药水，醒出水绞堰的受宽度尝一般糠与沉砂领池宽饶度相想同，木依此朝根据恨堰流认计算球公式关可确赔定相航应的堰上逢水头鄙。例1：曝厉气沉错砂池荐：工艺翻装备（4）工吩艺装无备供气悔方式庙：鼓风协曝气胸，曝型气沉奇砂池毛的供策气可友与曝满气池尊供气足联合进行眯或独狂立进驻行。曝气涛设备吸：一般裹采用宵穿孔尼管，触孔径旷一般斧为2－5m拾m。排砂除设备瓶、集础油设庄备：曝气及沉砂掉池的韵排沙扰一般地采用欠排沙冤泵抽辉吸；浮油罗的收慌集通仪常采夫用撇乒油的铁方式越；吸举砂泵去和撇舍油设备通揭常置设于行稠车上沿。砂水枣和油蜘水分州离设留备：从沉词沙池兴排出典的砂烫水和窃油水饲混合浇物含悠水率仍沉很高旗，通基常设划置砂参水分名离器肤和油帅水分蹄离器直对其分别瞧进行碎处置酿。例2：平区流式笨沉砂叉池1．设农计参漂数①流量Q：按Qma狼x设计境；自流圈时，雨按最材大流担量；泵输粗送时务，按羡泵的惯最大萝组合估流量②分格燃数n：n≥2③水平饭流速v：0.仁15返~0泰.3慌m/拥s④停留贪时间迹：t≥3橡0~生60关s例2：平瞧流式敞沉砂汁池2.设计炮内容1.工艺俯尺寸2.结构月尺寸3.进出菊水区4.工艺秃装备例2：平鱼流式雨沉砂闭池：工艺细尺寸①长度L（m）：L=V·t②过水雹面积F（m2）：F=Q/V③池宽B（m）：B=F/h2单格埋宽：b=B/nh2为有典效水鞠深校核兵最小箩流速Vmi狂n≥0肤.1怕5m贩/s例2：平推流式虽沉砂犁池：结构覆尺寸进、衬出水单区结喇构及因尺寸旬；贮砂泼斗所对需容愁积、佩结构直。结合单格宽、砂斗壁倾角，确定砂斗上、下底宽a、a2和高使设计的砂斗容积等于或不小于所需砂斗容积。（生活污水）例2：平裙流式艳沉砂尸池：工艺诉装备输砂令泵（联机械援排泥驶）、抓砂水棒分离拼器、庸刮渣垂设备孕、行拉车等葛。§2豪-5普通携沉淀忧池一、秧一般咬说明（1）沉垮淀池家分为惹平流盆式、钱竖流关式、静辐流他式。（2）通鄙常辐企流式理适合躲于大荡规模栏，竖夫流式红适合申于小屯规模土，而滑平流虏式则厉无此南限制信。（3）基强于浅富层沉脂降原植理，搁出现存斜板籍、斜震管等殖高负姑荷新此型沉眼淀池脖。在漆城市批污水蠢处理怪中尚缎存在圈一些帅问题炼，应仇用较赴少。（4）包已括进地水区汗、出萍水区佛、沉暂淀区伶、污炒泥区头和缓涉冲区5个功汽能区挪。（5）根绒据在貌处理辣系统命中位赚置及针分离移对象多的不偿同：必初沉陆池、垂二沉葡池。§2根-5普通斯沉淀挖池二、抹主要址设计最参数（1）流席量当自硬流进涉入时招，应转按最蜂大流隔量设具计；厂内等设置业提升霸泵房班时，帮应按涛工作困水泵纳的最傲大组康合流捐量设哗计。（2）负逐荷沉淀地池负便荷（采或停径留时遣间）薄的选香择见筋表3-老5-傲1。§2句-5普通膊沉淀翅池：主要练设计游参数币（续泄）表3-般5-岩1沉淀永池的动功能爬与负款荷或谨停留附时间颤的关挤系类别沉淀池位置沉淀时间(h)表面负荷(m3/m2.h)污泥量（干物质）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池仅一级处理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二级处理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98§2泰-5普通正沉淀杜池3、熊主要舍设计持内容（1）工寻艺尺政寸1）有昨效沉蛮淀面贿积、匪池长劳、池笨宽、警池深乔等；沉淀滥区有识效容脸积V：沉淀浮区高乘度h1：对于挨辐流急式沉落淀池疲，依四据沉越淀面舌积即旷可确请定沉贷淀池惩的直远径；对于子平流茄式沉勾淀池诱，依落据必产需的揭长宽圾比和色宽深词比可伐确定耀沉淀凯池的读长和显宽。对于咬竖流匠式沉割淀池漂，工蓬艺尺难寸的劲确定售另外驼给出亮。有效喉沉淀诞面积A：3、闲主要稿设计桶内容（1）工耻艺尺吗寸2）水蔬渠、赚配水仿区（备墙或铺管）秃、出餐水渠贫等；按辐违流式这、平怎流式碰沉淀粉池、赵竖流崭式沉赶淀池汤分别卖介绍初。辐流城式沉崭淀池（中蜜心进愧水周亮边出盼水）中心斯管：益中心骑管管字径按戴流速苏应大专于0.览4m画/s的最俱小沉歉速设送计；导流亭筒：轨导流备筒的胡深度同一般姓为池别深的赞一半六，容恩积占寇沉淀臣容积誓的5％；出水配集水特渠：亩现行照辐流狐式沉览淀池肿的出律水集扫水渠甲一般弯位于瓶距池慌壁的1／10盼R处；出水残堰：析单侧搜或双天侧三无角堰扣。超高袍、缓畜冲区3、虏主要蚊设计窄内容（1）工零艺尺系寸（帅辐流方式沉辛淀池通）设计撇计算①有效让水深h2：通勺常取1/碎2半径哄处的俯深度已值或（f为中未心管梦面积域）②表面粗积F：F=Q/q③有效流直径麻：④径深韵比：诞径∶深不待小于6中心闻进水纽奉周边脆出水贡辐流蜂式沉悲淀池蒜示意惭图3、史主要披设计乳内容（1）工注艺尺犬寸平流构式沉甩淀池配水筝：平筛流式尽沉淀摩池的邻配水钳可采螺用进凳水挡陷板或尾进水绝穿孔侦墙等帝；出水棕：一脸般采鼻用三悠角堰办；集水弟：平合流式梯沉淀奇池的铅集水批采用绪多重甩集水状渠；水力觉计算舒；超高君、缓股冲区按。平流婶式沉闭淀池凭示意次图3、骡主要麻设计森内容（1）工虎艺尺肝寸（庭平流们式沉但淀池具）①沉降碗区表商面积友：②沉淀筒区长讯度L2=V·tV≤5匠mm键/st取1.画5~般2.鸽0h③沉淀锅区宽枕度B2=A/L2L2/b=4乐~5（不蛙满足倘长宽窗比要络求时肿，应粮分为n格，记当采购用机木械刮蓄泥时掠，b还应它与刮纪泥机柴的衍充架宽盾度相吨对应狡）3、麦主要毙设计壳内容（1）工要艺尺排寸竖流耻式沉贺淀池配水守：中揭心管昼、反秃射导摸流板出水君：一付般采寻用三谅角堰醒；集水管：集白水渠逢。水力显计算井。竖流贼式沉拍淀池槽示意乎图进水排泥出水3、重主要苗设计锅内容（1）工废艺尺根寸（班竖流质式沉总淀池努）①中心延管：V1≤3榜0m父m/液s，②上升喜部分贷：V=0喜.3博~1服mm址/s，即q=2趋.0锋~3诊.0睁m3/m2·h，直筑径D：③上升盐深度h2：h2=V·t无资长料时碗，t取1.氏5~模2.貌0h，径临深比匹不大摄于3④泥斗永计算童、超吃高、臭缓冲违区高每度同意前；中心怎管及叨反射太板计轨算见P3呜7优缺孙点：恼排泥棍多采拆用重堵力排维泥，丘简单响易行日；对Q波动蛛适应飘能力浙小；适于蜘中小殊厂。搜与平茅流式直及辐恳流式练不同绘，其ET=圾(1搬-p0)×忌10券0%§2极-5普通驳沉淀掘池3、悔主要迁设计出内容（2）结快构尺哲寸1）缓起冲层在沉库淀区栏与集每泥区定之间喇一般秃设置岭缓冲宿区，正缓冲惠区的察高度执一般哈为0.零3-到0.播5m。辐流盘式沉浅淀池泥斗巡寿一般复为圆钢台形散，上丑部直布径为2m，下妥部直衰径为0.尝5-砖1m，泥昼斗倾假角大铺于45勒º；平流锋式沉煌淀池泥斗仿一般休为（降正）什棱台肝形，凉上部震边长磨与池妹宽相幕同（呈若池声宽较男大时挤可设它多个镜泥斗升），叠下部趟边长跑一般烛为0.故5-惩1.好0m，泥或斗倾矿角大符于45贝º。竖流搜式沉傻淀池泥斗吹：圆戴台形隶或（予正）俩棱台姨形。2）泥坐斗§2介-5普通查沉淀把池4、工州艺装牧备沉淀亩池的塘主要瞒工艺讯装备券为刮询泥机顾。刮泥爽机的册设计列主要票按照忙沉淀乓池的喇形式甘、尺腹寸（马直径检或宽忙度）吃以及恨所需婆的排冈泥方返式进菠行。§2少-5斜板黄（管揭）沉巨淀池浅层袄沉降泛原理斜板断（管溪）沉税淀池设计绿举例§2怪-5斜板抹（管绳）沉欢淀池舍：浅层敬沉降属原理①↓，∴ET↓Q，当A一定时，u0，从而使u≥u0所占百分率(1–p0)×100%↓，反之，若要ET，则要鸭以减拆小处贫理能各力为堪代价。§2奴-5斜板销（管遣）沉访淀池吨：浅层个沉降凳原理②当分毫为n层时，当A一定详时，每层拳处理省的水论量为∴(消1疾–p0)×狗10让0%嚼↑，↑

等于n∴ET↑§2榴-5斜板秤（管苦）沉株淀池章：浅层横沉降啄原理思考继：ET不变宏，在征分层羞后，酒处理内水量觉变化?处理茅水量耍、ET不变能，在集分层宪后，收占地售面积?③实际统应用宾中，栽考虑凡排泥棉的要蒸求，矛将隔暂板以45松~6肃0°角度变倾斜彻。按水促流方姐向不舞同，与可分点为：异向歼流、同向芦流、横向尝流（全侧向专流）蹄。思考拜题解乱：ET不