第五章 重力浓缩.ppt

第五章 重力浓缩 重力浓缩是借助于悬浮液中固体颗粒在重力作用下发生沉降而提高悬浮液浓度的一种固液分离手段。 重力浓缩通常是固液分离的第一道工序，设备构造一般简单，便于操作。 在沉降过程中不仅粗粒级容易沉降，而且细粒级可通过凝聚或絮凝也能达到较好的沉降效果。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 在重力作用下，使悬浮液中密度大于水的悬浮固体下沉，从而实现与水的分离的处理方法。 重力沉降方法主要用于可沉固体粒径在10μm以上、在2h左右的自然沉降时间内能从水中分离出去的悬浮液。 按照处理目的的不同，重力沉降法可分为以获得澄清水为目的的沉淀和以获得高浓度污泥为目的的浓缩。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 按沉降过程不同，重力沉降可分为：自由沉降、絮凝沉降、成层沉降和压缩沉降。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 重力沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 当流体以一定速度绕过颗粒时，流体与颗粒间将产生一对大小相等、方向相反的作用力。流体作用于颗粒上的力称为曳力，而颗粒对流体的作用力称为阻力。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 阻力系数（曳力系数，CD）是颗粒沉降时周围液体绕流的雷诺数Re的函数，二者的关系如下图所示。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 单独颗粒的沉降规律 也可以将曳力系数写成如下的一般式 不同Re范围的常数b和n的值列于表5-1中。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 静止流体中颗粒的自由沉降 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 静止流体中颗粒的自由沉降 当a=0时 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 静止流体中颗粒的自由沉降 将CD的计算式与Re的表达式Re=ρdu/μ代入，即可得固体在三种绕流流态区域的稳定沉降速度表达式，即： Re2的层流区， （1） 2Re500的过渡区， （2） 500Re105的紊流区， （3） 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 沉降速度的计算 试差法：计算沉降速度u时，需要预先知道沉降雷诺准数Re值才能选用相应的计算式。但是u为待求，Re也就为未知。所以沉降速度u的计算需要用试差法，即先假设沉降属于某一定律区（如stokes定律区），则可直接选用相应的沉降速度公式计算u，然后检验Re值是否在假设的范围内。如果与原设一致，则求得的u有效。否则，应按算出的Re值另选其它定律区公式计算，直到按求得u算出的Re值与所选用公式的Re值范围相符为止。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 沉降速度的计算 无因次判据法： （4） 在Re＜2时，使用斯托克斯公式可得Re 令Re=2，求得K值为3.3，此值为斯托克斯区的上限。同样，应用式2可算得牛顿定律区的下限K值为43.6。 因此，计算沉降速度时可选用式4算出K的数值，再根据表5-1选用沉降速度计算式，可以不必进行试差。 第一节 重力沉降法及颗粒沉降规律 非球形颗粒沉降速度的计算 颗粒在流体中运动时所受到的曳力，还与其形状密切相关。颗粒形状与球形的差异程度，可用球形度φs来表示。 球形度φs值愈小，颗粒形状与圆球的差异愈大。当颗粒为球形时，φs=1。几种φs值下的曳力系数ζ与颗粒雷诺数Re的关系曲线已示于下图中。 第一节 重力沉降法