5. 沉淀和澄清.ppt

* * * 平流式沉淀池的设计计算 以表面负荷来设计： 已知Q/A，求出A，L＝3.6vT,B=A/L; 按停留时间设计： 已知T，V=QT，选H，B=V/LH * 5.2.5 斜板与斜管沉淀池 5.2.5.1 斜板与斜管沉淀池的特点 理论基础：浅池理论； 从水力条件的改善来看：雷诺数大大降低，弗劳德数大为提高； 斜板沉淀池中的水流基本上属层流状态，而斜管沉淀池的Re多在200以下，甚至低于100。斜板沉淀池的Fr数一般为10-3－10-4。斜管的Fr数将更大。 斜板斜管沉淀池满足了要求。水流的稳定性和层流的 * * * 斜管沉淀池的设计和计算 底部配水区高度不宜小于1.5m，以便均匀配水； 倾角宜为60°，斜管的长度多采用1m。斜管的管径通常采用25-35mm。 * 斜管沉淀池的表面负荷q是重要的技术经济指标： Q－流量，m3/h; A－沉淀池清水区表面积，m2； 规范规定斜管沉淀池的表面负荷率为 9－11m3/m2 h（2.5－3.0mm/s) 斜管内的流速为 A’－斜管的净出口面积； θ－水平倾角。 * 5.3 澄清池 5.3.1 澄清原理及澄清池分类 将絮凝和沉淀两个过程综合在一个构筑物中完成 主要依靠活性泥渣层达到澄清目的 5.3.2 澄清池分类简介 泥渣悬浮型：悬浮澄清池，脉冲澄清池， 泥渣循环型：机械搅拌澄清池，水力循环澄清池 高密度澄清池 * * * 主要设计参数和设计内容 清水区的上升流速一般采用0.8-1.1mm/s ； 清水区的高度1.5-2.0m； 总停留时间采用1.2-1.5小时； 回流量可为进水流量的3-5倍；进水管的流速1m/s左右 。配水槽和缝隙的流速采用0.4m/s。 第一反应室、第二反应室（包括导流室）和分离室的容积比一般控制在2:1:7左右。第二反应室和导流室的流速一般为40-60mm/s。 * * 高密度澄清池 高密度澄清池的组成 反应池 A.快速混凝搅拌反应池 B.推流式反应池 预沉池—浓缩池 斜管分离区 * 高密度澄清池 净水过程机理 原始概念上的整体化的絮凝反应池; 推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输； 污泥的外部再循环系统； 斜管沉淀机理； 采用合成絮凝剂+高分子助凝剂。 * * * * 第5章 沉淀、澄清和气浮 5.1 沉淀和气浮原理5.1.1 沉淀分类 沉淀:水中悬浮颗粒依靠重力作用,从水中分离出来的过程. 分散颗粒自由沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此没有干扰,只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用. 絮凝颗粒自由沉淀:经过絮凝后的悬浮颗粒具有一定絮凝性能,两颗粒相互碰撞后聚结,其粒径和质量逐渐增大,沉速随水深增加而加快的沉淀. 拥挤沉淀:颗粒在沉淀过程中,彼此干扰,或受到容器壁的干扰,虽然其粒度和第一种相同,但沉淀速度却较小. 压缩沉淀:即为污泥浓缩,沉降到沉淀池底部的悬浮颗粒组成网状结构絮凝体,在上部颗粒的重力作用下挤出空隙水得以浓缩的沉淀. * 5.1.2 天然悬浮颗粒在静水中的自由沉淀 直径为d的球形颗粒在静水中所受的重力为: 式中:ρp及ρ1--- 颗粒及水的密度; g--- 重力加速度. 颗粒下沉时所受水的阻力为: * 式中CD---阻力系数,与雷诺数Re有关; πd2/4---球形颗粒在垂直方向的投影 面积. 重力与阻力的差(F1-F2)使颗粒产生向下运动的加速度du/dt,得: 在下沉过程中,阻力不断增加,在短暂时间后,达到与重力平衡,加速度变为零,颗粒的沉淀速度转为常数. * 得沉速基本公式为: 在Re1的范围内,呈层流状态,CD=24/Re 得斯笃克斯公式: 在1000 Re25000范围内,呈紊流状态, CD=0.4, * 得牛顿公式: 在1Re1000的范围内,属过渡区,CD近似为: 得到阿兰公式: * 沉速公式的实用意义 上述这些公式都不能直接用来确定某一特定颗粒的沉速,因为沉速本身为待求值,则Re也为未知数. 先假定沉速u,然后再经试算以求得确定的u. 当颗粒粒径很小时,测定粒径很困难,但是测定颗粒沉速往往较容易,故常以测定的沉速用斯笃克斯公式反算颗粒粒径. 此粒径只是相应于球形颗粒的直径,并非实际粒径. 在实用上常用沉速代表某一特定颗粒而不追究颗粒粒径. * 5.1.3 絮凝颗粒在静水中自由沉淀 对于絮凝颗粒沉淀，根据投加混凝剂的种类、加注