第16章沉淀和澄清

1、gdFp)(61131 422212duCFD 42)(616221133duCgddtdudDppdCgupD1134 10-3-210-1101102103104105106101010101010.40.1C=24/ReC=10/Re雷諾數(shù)Re圖 16-1 CD與Re的關(guān)系（球型顆粒）阻力系數(shù)CDeDRC24 21181gdup dgup1183. 1Re10 DCdgup311221)(2554C0CtC0HHtHH 濃度Ct CtABCDab cdt=0t1t t時(shí)間t(a)(b)(c)(d)(e)圖16-2 高濁度水的沉降過(guò)程H0Ht 交界面aC0H0ttHHCC00tHHtt 2

2、121OQOQOPOP 沉淀管水深H1沉淀管水深H20A、 區(qū)交界面高度P1PQ1Q2 沉淀時(shí)間t圖16-3 不同沉淀高度的沉降過(guò)程相似關(guān)系流入排泥流出浮渣去除槽圖3-25 平流式沉淀池沉淀區(qū)出水區(qū)進(jìn)水區(qū)污泥區(qū)圖16-4 理想沉淀池工作狀態(tài)BhQv0 vLt 00uht AQu 0LBQu 000hhBvChBvChEii iiLuh 00Luh 0uuEi Luh 00AQuuuEii 0淺池理論淺池理論 在理想沉淀池中，因特定顆粒（截留速度在理想沉淀池中，因特定顆粒（截留速度u0所對(duì)應(yīng)的顆粒）的水平運(yùn)動(dòng)時(shí)間和垂直運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的顆粒）的水平運(yùn)動(dòng)時(shí)間和垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)間一致，顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可描述為：時(shí)

3、間一致，顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡可描述為： 0uvHL 當(dāng)當(dāng)L L、v v不變時(shí)，不變時(shí)，H H越小，則可截留的顆粒的越小，則可截留的顆粒的u u0 0越小。此即淺池原理。越小。此即淺池原理。 若原沉淀池高度為若原沉淀池高度為H，顆粒截留速度為，顆粒截留速度為u0，停，停留時(shí)間為留時(shí)間為t=H/u0。當(dāng)沉淀池高度變?yōu)樵瓉?lái)的。當(dāng)沉淀池高度變?yōu)樵瓉?lái)的1/n時(shí)，則：時(shí)，則： tnnuHunHt1001 該式說(shuō)明：采用淺池原理設(shè)計(jì)的沉淀池可大該式說(shuō)明：采用淺池原理設(shè)計(jì)的沉淀池可大大縮短停留時(shí)間。實(shí)踐中，采用淺池原理設(shè)計(jì)大縮短停留時(shí)間。實(shí)踐中，采用淺池原理設(shè)計(jì)的沉淀池有斜板、斜管沉淀池的沉淀池有斜板、斜管沉淀池

4、淺池理論淺池理論ipidpuup 000ipidpuupp 0000)1 (圖16-5 沉淀實(shí)驗(yàn)筒殘余顆粒分?jǐn)?shù)沉速圖16-6 理想沉淀池的去除百分比計(jì)算 16.2.2 凝聚性顆粒的沉淀過(guò)程分析凝聚性顆粒的沉淀過(guò)程分析1.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 采取沉淀試驗(yàn)筒，筒長(zhǎng)盡量接近實(shí)際沉淀池的深度，可采取沉淀試驗(yàn)筒，筒長(zhǎng)盡量接近實(shí)際沉淀池的深度，可采用采用23m，直徑不小于，直徑不小于100mm，設(shè)，設(shè)56個(gè)取樣口。個(gè)取樣口。 先均勻攪拌測(cè)定初始濃度，然后每隔一段時(shí)間，取出各取先均勻攪拌測(cè)定初始濃度，然后每隔一段時(shí)間，取出各取樣口的水測(cè)定懸浮物的濃度，計(jì)算相應(yīng)的去除百分?jǐn)?shù)。以樣口的水測(cè)定懸浮物的濃度，計(jì)算相應(yīng)的去除百

5、分?jǐn)?shù)。以沉淀筒高度沉淀筒高度h為縱坐標(biāo)，沉淀時(shí)間為縱坐標(biāo)，沉淀時(shí)間t為橫坐標(biāo)把去除百分比為橫坐標(biāo)把去除百分比相同的各點(diǎn)連成光滑曲線，稱為相同的各點(diǎn)連成光滑曲線，稱為“去除百分?jǐn)?shù)等值線去除百分?jǐn)?shù)等值線”。 含義：對(duì)應(yīng)所指明去除百分?jǐn)?shù)時(shí)，取出水樣中不復(fù)存在的含義：對(duì)應(yīng)所指明去除百分?jǐn)?shù)時(shí)，取出水樣中不復(fù)存在的顆粒的最遠(yuǎn)沉降途徑，深度與時(shí)間的比值指明去除百分?jǐn)?shù)顆粒的最遠(yuǎn)沉降途徑，深度與時(shí)間的比值指明去除百分?jǐn)?shù)時(shí)的顆粒的最小平均沉速。時(shí)的顆粒的最小平均沉速。 圖 7- 7 凝聚性顆粒沉淀實(shí)驗(yàn)及去除百分?jǐn)?shù)等值線時(shí)間水深 2.2.計(jì)算計(jì)算 對(duì)于某一表面負(fù)荷而言，根據(jù)凝聚性顆粒去除百分?jǐn)?shù)對(duì)于某一表面負(fù)荷而言，

6、根據(jù)凝聚性顆粒去除百分?jǐn)?shù)等值線，可以得出總的去除百分?jǐn)?shù)。等值線，可以得出總的去除百分?jǐn)?shù)。 )(/)(/)(/)(/560044500334002230012ppuhhppuhhpputhpputhpP圖 7-8 凝聚性顆粒的去除白分?jǐn)?shù)計(jì)算沉降時(shí)間深度顆粒沉速顆粒沉速ui/(mm/s)0.050.10.350.550.600.750.821.001.201.30ui顆粒占顆粒占總顆粒重量總顆粒重量比比/(%)10094806255463321103 RRe RgFr2 RgFr2 圖16-12 穿孔墻12 圖16-13 出水口布置 1-出水堰 2-非淹沒(méi)式孔口出水支渠出水支渠圖16-14 增加出

7、水堰長(zhǎng)度的措施vTL6 . 3LAB TBLHd5 . 07 . 0 3273. 1gBQH LHVB AQuuuEii 0清水區(qū)斜管區(qū)配水區(qū)積泥區(qū)500 穿孔排泥管穿孔集水管絮 疑池圖16-16 斜管沉淀池示意-剖面qQA 輻流式沉淀池輻流式沉淀池 輻流式沉淀池輻流式沉淀池 （圓形、正方形）直徑（圓形、正方形）直徑660m，池內(nèi)水深，池內(nèi)水深1.53.0m，機(jī)械排泥。用于污水處理中的二沉池較多。，機(jī)械排泥。用于污水處理中的二沉池較多。圖 7-13 普通輻射式沉淀池工藝圖排泥總管進(jìn)水桁架 澄清室 泥渣 濃縮室 澄清室進(jìn)水612345 圖1618 懸浮澄清池流程1穿孔配水管；2泥渣懸浮層；3穿孔

8、集水槽；4強(qiáng)制出水管；5排泥窗口；6氣水分離器清水區(qū)泥渣區(qū)最高水位最低水位懸浮層32146587 圖16-19 采用真空泵脈沖發(fā)生器的澄清池的剖面圖 1-進(jìn)水室；2-真空泵；3-進(jìn)氣閥；4-進(jìn)水管 5-水位電極；6-集水槽；7-穩(wěn)流板；8-配水管438109111252671放空、排泥進(jìn)水出水排泥 圖16-20 機(jī)械攪拌澄清池剖面泥示意圖1-進(jìn)水管；2-三角配水槽；3-透氣管；4-投藥管；5-攪拌槳；6-提升葉輪；7-集水槽8-出水管；9-泥渣濃縮室；10-排泥閥；11-放空管；12-排泥罩；13-攪拌軸；-第一絮凝室；-第二絮凝室；-導(dǎo)流室；-分離室5Q5Q13Q清水區(qū)4Q 機(jī)械攪拌澄清池的

9、設(shè)計(jì)要點(diǎn)：機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 清水區(qū)上升流速為清水區(qū)上升流速為0.81.1mm/s（清水區(qū)表面負(fù)（清水區(qū)表面負(fù)荷）；荷）； 水在澄清池內(nèi)總的停留時(shí)間可采用水在澄清池內(nèi)總的停留時(shí)間可采用1.21.5h； 葉輪提升流量為進(jìn)水流量的葉輪提升流量為進(jìn)水流量的35倍；倍； 原水進(jìn)水管、三角配水槽的水流流速分別為原水進(jìn)水管、三角配水槽的水流流速分別為1m/s、 0.4m/s； 第一絮凝室的容積：第二絮凝室的容積（含導(dǎo)流第一絮凝室的容積：第二絮凝室的容積（含導(dǎo)流室）：室）： 分離室為分離室為2：1：7，第二絮凝室與導(dǎo)流室的水流，第二絮凝室與導(dǎo)流室的水流流速一般為流速一般為4060mm/S； 直徑大于直徑大于6m時(shí)用時(shí)用68條輻射形集水槽，直徑小于條輻射形集水槽，直徑小于6m時(shí)用時(shí)用46條輻射形集水槽條輻射形集水槽 排空進(jìn)水排泥出水集水渠圖16-22 水力循環(huán)澄清