水处理之沉淀.ppt

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，以便为后续处理提供最佳条件。 方式,在线调节 离线调节,7,在

2、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）。,12,13,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

3、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

4、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）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C

5、D,Re1,层流,颗粒沉速(Stokes),1Re103，过渡区,103Re105，紊流区,21,Stokes公式分析,密度差 颗粒直径，二次方成正比。 d20m 水温升高，降低粘度,22,颗粒自由沉淀实验,H,取样口,Xi表示沉速uui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：,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

6、颗粒,uu0 的颗粒,入流区,污泥区,uu0 的颗粒,u=u0 的颗粒,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 HQ/(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,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，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

7、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：,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,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

8、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）,46,47,48,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

9、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)10m（若太大有什么问题？），一般47m，径深比小于3 中心管进水(设反射板) 进水口以上为沉淀区，以下缓冲、浮泥区 排泥:静水压力，排泥管 中小型水厂或污水厂,53,沉淀效率,竖流沉淀池的表面负荷率 = 上升流速v uv (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,

10、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/