第四章沉淀與澄清

1、第四章第四章 沉淀與澄清沉淀與澄清 4.0 沉淀沉淀原理原理 利用顆粒與水的密度之差利用顆粒與水的密度之差,比重比重1，下沉，下沉 比重比重1，上浮，上浮 沉淀工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用極為廣泛，主要用于去沉淀工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用極為廣泛，主要用于去 除除100um以上的顆粒以上的顆粒 給水處理給水處理混凝沉淀，高濁預(yù)沉混凝沉淀，高濁預(yù)沉 廢水處理廢水處理沉砂池（去除無(wú)機(jī)物）沉砂池（去除無(wú)機(jī)物） 初沉池（去除懸浮有機(jī)物）初沉池（去除懸浮有機(jī)物） 二沉池（活性污泥與水分離）二沉池（活性污泥與水分離） 2.絮凝沉淀絮凝沉淀（干擾沉淀）（干擾沉淀） 懸浮物濃度在懸浮物濃度在50500mg/l； 在沉淀的過(guò)程，在沉淀的

2、過(guò)程，顆粒間可能互相碰撞產(chǎn)生絮凝顆粒間可能互相碰撞產(chǎn)生絮凝作用，使粒徑與質(zhì)量加大，沉速不斷加快；作用，使粒徑與質(zhì)量加大，沉速不斷加快； 顆粒顆粒由于相互接觸絮凝而改變大小、形狀、密度，并由于相互接觸絮凝而改變大小、形狀、密度，并且隨著沉淀深度和時(shí)間的增長(zhǎng)，沉速也越來(lái)越快，且隨著沉淀深度和時(shí)間的增長(zhǎng)，沉速也越來(lái)越快，絮凝沉淀由凝聚性顆粒產(chǎn)生。絮凝沉淀由凝聚性顆粒產(chǎn)生。 （初沉池后期、二沉池前期、給水混凝沉淀）（初沉池后期、二沉池前期、給水混凝沉淀） 4.擁擠沉淀?yè)頂D沉淀 濃度濃度500mg/l ； 當(dāng)水中含有的凝聚性顆粒或非凝聚性顆當(dāng)水中含有的凝聚性顆?；蚍悄坌灶w粒的濃度增加到一定值后，大量顆

3、粒在粒的濃度增加到一定值后，大量顆粒在有限水體中下沉?xí)r，被排斥的水便有一有限水體中下沉?xí)r，被排斥的水便有一定的上升速度，使顆粒所受的摩擦阻力定的上升速度，使顆粒所受的摩擦阻力增加，顆粒之間處于相互干擾狀態(tài)，此增加，顆粒之間處于相互干擾狀態(tài)，此過(guò)程稱(chēng)為擁擠沉淀。過(guò)程稱(chēng)為擁擠沉淀。 4壓縮沉淀：濃度更大。顆粒間互相壓縮沉淀：濃度更大。顆粒間互相支承，上層顆粒在重力作用下，擠出下支承，上層顆粒在重力作用下，擠出下層顆粒的間隙水，使污泥得到濃縮。如層顆粒的間隙水，使污泥得到濃縮。如活性污泥在二沉池的污泥斗中及濃縮池活性污泥在二沉池的污泥斗中及濃縮池中的濃縮過(guò)程。活性污泥在二沉池中沉中的濃縮過(guò)程。活性污

4、泥在二沉池中沉淀實(shí)際是依次進(jìn)行，只是各類(lèi)沉淀出現(xiàn)淀實(shí)際是依次進(jìn)行，只是各類(lèi)沉淀出現(xiàn)時(shí)間不同。時(shí)間不同。 4.1.2 懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀 假設(shè)沉淀的顆粒是球形，其所受到的重力為：假設(shè)沉淀的顆粒是球形，其所受到的重力為：（3-1) 所受到的水的阻力：所受到的水的阻力： （3-2) CD與顆粒大小、形狀、粗造度、沉速有關(guān)。與顆粒大小、形狀、粗造度、沉速有關(guān)。 根據(jù)牛頓第二定律可知：根據(jù)牛頓第二定律可知：（3-3) 達(dá)到重力平衡時(shí)，加速度為零，令式（達(dá)到重力平衡時(shí)，加速度為零，令式（3-3）左邊為零，加）左邊為零，加以整理，得沉速公式：以整理，得沉速公式： （3-4）

5、 CD與Re有關(guān)，見(jiàn)圖6-1。 1. 斯篤克斯公式斯篤克斯公式當(dāng)當(dāng)Re1時(shí)：呈層流狀態(tài)時(shí)：呈層流狀態(tài)（3-5) 斯篤克斯公式：斯篤克斯公式：（3-6) 2. 牛頓公式牛頓公式 當(dāng)當(dāng)1000Re25000時(shí)，呈紊流狀態(tài)，時(shí)，呈紊流狀態(tài)，CD接近于常數(shù)接近于常數(shù)0.4代入代入（3-5）得牛頓公式：）得牛頓公式：（3-7）4.4. 當(dāng)當(dāng)1Re1000時(shí)，屬于過(guò)渡區(qū)，時(shí)，屬于過(guò)渡區(qū)，CD近似為近似為（3-8） 代入得阿蘭公式：代入得阿蘭公式：（3-9） Re10DCdgus311221)(2554n 注意：公式應(yīng)用：注意：公式應(yīng)用：（1）已知）已知d，推求，推求u=? （2）已知）已知u，反推，反推d

6、=? 實(shí)際中，實(shí)際中， Re和和u都未知，無(wú)法確定采用哪個(gè)公都未知，無(wú)法確定采用哪個(gè)公式，只能采用試算法，即假定式，只能采用試算法，即假定u（采用經(jīng)驗(yàn)值（采用經(jīng)驗(yàn)值或測(cè)定）或測(cè)定） Re （需要測(cè)粒徑）（需要測(cè)粒徑）選公式選公式求求確定速度。確定速度。Re小、粒徑小難測(cè)時(shí)：沉速小，但可以測(cè)，小、粒徑小難測(cè)時(shí)：沉速小，但可以測(cè)， d可用可用斯篤克斯公式反推。斯篤克斯公式反推。4.1.3 懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀1沉降過(guò)程分析沉降過(guò)程分析 如圖如圖7-2，整個(gè)沉淀筒中可分為清水、等濃度區(qū)、，整個(gè)沉淀筒中可分為清水、等濃度區(qū)、變濃度區(qū)、壓實(shí)區(qū)等四個(gè)區(qū)。變濃度區(qū)、壓實(shí)區(qū)等四

7、個(gè)區(qū)。 擁擠沉淀外觀現(xiàn)象和沉淀過(guò)程分析擁擠沉淀外觀現(xiàn)象和沉淀過(guò)程分析基本特征：水沉降過(guò)程中出現(xiàn)清渾交界面基本特征：水沉降過(guò)程中出現(xiàn)清渾交界面（濁液面），整個(gè)過(guò)程就是界面下沉過(guò)程（濁液面），整個(gè)過(guò)程就是界面下沉過(guò)程.清水區(qū)：濃度很小；（增加）清水區(qū)：濃度很小；（增加）等濃度區(qū)：濃度均勻；大小顆粒不同；大小顆?；サ葷舛葏^(qū)：濃度均勻；大小顆粒不同；大小顆?；ハ喔蓴_，由于大顆粒沉速變慢、小顆粒變快，形成相干擾，由于大顆粒沉速變慢、小顆粒變快，形成等速下沉現(xiàn)象（大小粒徑比小于等速下沉現(xiàn)象（大小粒徑比小于6：1）。）。變濃度區(qū)：等濃度區(qū)和壓實(shí)區(qū)的過(guò)渡區(qū)。變濃度區(qū)：等濃度區(qū)和壓實(shí)區(qū)的過(guò)渡區(qū)。壓實(shí)區(qū)：沉速很小

8、，濃度很大壓實(shí)區(qū)：沉速很小，濃度很大。（增加）。（增加）大小粒徑比大于大小粒徑比大于6：1，沒(méi)有了等濃度區(qū)。，沒(méi)有了等濃度區(qū)。臨界沉降點(diǎn)：當(dāng)沉降達(dá)到變濃度區(qū)剛消失的位置。臨界沉降點(diǎn)：當(dāng)沉降達(dá)到變濃度區(qū)剛消失的位置。 2.肯奇沉淀理論肯奇沉淀理論 由圖由圖7-2可知曲線可知曲線a-c段的懸浮物濃度為段的懸浮物濃度為C0，c-d段濃段濃度均大于度均大于C0。 設(shè)在設(shè)在c-d曲線任一點(diǎn)曲線任一點(diǎn)Ct作切線與縱坐標(biāo)相交于作切線與縱坐標(biāo)相交于a點(diǎn)，得高度點(diǎn)，得高度Ht。按照肯奇沉淀理論得：。按照肯奇沉淀理論得：（3-10） 作作Ct點(diǎn)切線，這條切線的斜率表示濃度為點(diǎn)切線，這條切線的斜率表示濃度為Ct的交

9、的交界面下沉速度：界面下沉速度：（3-11） 4.相似理論相似理論 當(dāng)原水顆粒濃度一樣時(shí)，不同沉降高度的界面沉降過(guò)程曲當(dāng)原水顆粒濃度一樣時(shí)，不同沉降高度的界面沉降過(guò)程曲線的相似性（見(jiàn)圖線的相似性（見(jiàn)圖7-3），即），即 （3-12) 以清混交界面的高度為坐標(biāo)，可以作出沉降以清混交界面的高度為坐標(biāo)，可以作出沉降過(guò)程曲線。過(guò)程曲線。 4.2 理想沉淀池的特性分析理想沉淀池的特性分析為便于討論，先講理想沉淀池。為便于討論，先講理想沉淀池。4.2.1 非凝聚性顆粒（離散顆粒）的沉淀過(guò)程分析非凝聚性顆粒（離散顆粒）的沉淀過(guò)程分析理想沉淀池的基本假設(shè)：理想沉淀池的基本假設(shè)：顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。顆粒的沉速

10、始終不變。顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。顆粒的沉速始終不變。水流沿水平方向流動(dòng)，在過(guò)水?dāng)嗝嫔希鼽c(diǎn)流速相等，水流沿水平方向流動(dòng)，在過(guò)水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等， 并在流動(dòng)過(guò)程中流速始終不變。并在流動(dòng)過(guò)程中流速始終不變。顆粒沉到底就被認(rèn)為去除，不再返回水流中。顆粒沉到底就被認(rèn)為去除，不再返回水流中。 理想沉淀池的工作情況見(jiàn)圖理想沉淀池的工作情況見(jiàn)圖7-4。 原水進(jìn)入沉淀池，在進(jìn)水區(qū)被均勻分配在原水進(jìn)入沉淀池，在進(jìn)水區(qū)被均勻分配在A-B截面上其水截面上其水平流速為：平流速為： 考察頂點(diǎn)，流線考察頂點(diǎn)，流線III：正好有一個(gè)沉降速度為：正好有一個(gè)沉降速度為的顆粒從池頂沉淀到池底，稱(chēng)為截留速度。的顆粒從池頂沉淀到

11、池底，稱(chēng)為截留速度。 u 的顆?？梢匀咳コ?，的顆?？梢匀咳コ?，u 的顆粒只能部分去除的顆粒只能部分去除 對(duì)用直線對(duì)用直線代表的一類(lèi)顆粒而言，流速都與沉淀時(shí)間有關(guān)代表的一類(lèi)顆粒而言，流速都與沉淀時(shí)間有關(guān) （ 3-13） （3-14） 令（令（3-13）和（）和（3-14）相等，代入（）相等，代入（3-12）得：）得： （3-15）0uBhQv00u0uvLt 00uht LBQu 0 即：即：（3-16） 一般稱(chēng)為一般稱(chēng)為“表面負(fù)荷表面負(fù)荷”或或“溢流率溢流率”。表面負(fù)荷。表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。 設(shè)原水中沉速為設(shè)原水中沉速為ui（uiu0

12、）的顆粒的濃度為）的顆粒的濃度為C，沿著，沿著進(jìn)水區(qū)高度為進(jìn)水區(qū)高度為h0的截面進(jìn)入的顆粒的總量為的截面進(jìn)入的顆粒的總量為QC=h0BvC，沿著，沿著m點(diǎn)以下的高度為點(diǎn)以下的高度為hi的截面進(jìn)入的顆的截面進(jìn)入的顆粒的數(shù)量為粒的數(shù)量為hiBvC（見(jiàn)圖（見(jiàn)圖7-4），則沉速為），則沉速為ui的顆粒的的顆粒的去除率為：去除率為：（3-17） AQAQu 000hhCBhcCBhEii根據(jù)相似關(guān)系得：根據(jù)相似關(guān)系得： 即即 （3-18） 同理得：同理得： （3-19） 將式（將式（3-18）和（）和（3-19）代入（）代入（3-17）得特定顆粒去除率：）得特定顆粒去除率： （3-20） 將（將（3-1

13、6）代入（）代入（3-20）得：）得： Luh0000Luh iiLuh 0uuEiAQuuuEii0 4.2.2理想沉淀池理論理想沉淀池理論 由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負(fù)荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長(zhǎng)、水平流速、負(fù)荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長(zhǎng)、水平流速、沉淀時(shí)間）無(wú)關(guān)。沉淀時(shí)間）無(wú)關(guān)。 （1）E一定，一定， ui越大，表面負(fù)荷越大；或越大，表面負(fù)荷越大；或q和和A不變，不變， ui越大，則越大，則E增大。與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強(qiáng)混凝工增大。與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強(qiáng)混凝工藝。藝。 （2） ui一定，增大一定，增大A

14、，可以增加產(chǎn)水量，可以增加產(chǎn)水量Q或增大或增大E。當(dāng)容。當(dāng)容積一定時(shí)，增加積一定時(shí)，增加A，可以降低水深，可以降低水深“淺池理論淺池理論”。 4.2.3 理想沉淀池的總?cè)コ世硐氤恋沓氐目側(cè)コ?所有能夠在沉淀池中去除的，沉速小于所有能夠在沉淀池中去除的，沉速小于uo的的顆粒的去除率為：顆粒的去除率為：（3-22） 沉速大于和等于沉速大于和等于u0的顆粒全部下沉去除率為的顆粒全部下沉去除率為（1-p0），因此理想沉淀池的總?cè)コ蕿椋海虼死硐氤恋沓氐目側(cè)コ蕿椋?（3-23） 式中式中p0沉速小于沉速小于u0的顆粒重量占所有顆粒重量的顆粒重量占所有顆粒重量的百分率；的百分率；ipidpuup

15、000ipidpuupp0000)1 ( 4.2.4 非凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析非凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析 非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)圓筒非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)圓筒進(jìn)行，如圖進(jìn)行，如圖7-5所示。在圓筒水面所示。在圓筒水面h處開(kāi)一個(gè)取樣處開(kāi)一個(gè)取樣口，要求顆粒在在水中均勻分布，濃度為口，要求顆粒在在水中均勻分布，濃度為C0；然；然后在分別在后在分別在t1, 、 t2 、 tn時(shí)取樣，分別測(cè)得濃度時(shí)取樣，分別測(cè)得濃度為為C1 、 C2 、 Cn,對(duì)應(yīng)的沉速分別為對(duì)應(yīng)的沉速分別為h/t1=u1、 h/t2=u2 、h/tn=un 。設(shè)。設(shè)p1、p2、pn 分別代表分別代

16、表C1/C0、C2/C0、Cn/C0則則1-pi表示所有速度大于等表示所有速度大于等于于ui的顆粒所占的比例，的顆粒所占的比例，pi代表沉速小于代表沉速小于ui的顆粒的顆粒所占的比例，見(jiàn)圖所占的比例，見(jiàn)圖7-5。 具有沉速具有沉速u(mài)1、u2的兩種顆粒之間的顆粒濃度分?jǐn)?shù)的兩種顆粒之間的顆粒濃度分?jǐn)?shù)為為p1-p2。t=0t=tih ipidpuupp0000)1 ( 4.2.5 凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析 1.實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 采取圖采取圖7-7的沉淀試驗(yàn)筒，筒長(zhǎng)盡量的沉淀試驗(yàn)筒，筒長(zhǎng)盡量接近實(shí)接近實(shí)際沉淀池際沉淀池的深度，可采用的深度，可采用23m,直徑不小于直徑不小于10

17、0mm，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，然后試驗(yàn)，每先均勻攪拌測(cè)定初始濃度，然后試驗(yàn)，每隔一段時(shí)間，取出各取樣口的水測(cè)定懸浮物的隔一段時(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)。以沉淀筒高度濃度，計(jì)算相應(yīng)的去除百分?jǐn)?shù)。以沉淀筒高度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(chēng)為相同的各點(diǎn)連成光滑曲線，稱(chēng)為“去除百分?jǐn)?shù)去除百分?jǐn)?shù)等值線等值線”. 含義：對(duì)應(yīng)所指明去除百分?jǐn)?shù)時(shí)，取出水含義：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，深度與樣中不復(fù)存在的顆粒的最遠(yuǎn)沉降途徑，深度與

18、時(shí)間的比值指明去除百分?jǐn)?shù)時(shí)的顆粒的最小平時(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。均沉速。 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)等對(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)等值線，可以得出總的去除百分?jǐn)?shù)（見(jiàn)圖值線，可以得出總的去除百分?jǐn)?shù)（見(jiàn)圖7-8）：）：（3-24） )(/)(/)(/)(/560044500334002230012ppuhhppuhhpputhpputhpP繪制步驟繪制步驟:1）在時(shí)間）在時(shí)間ti，不同深度測(cè)，不同深度測(cè)Ci2) 計(jì)算各深度處的顆粒去除百分率計(jì)算各深度處的顆粒去除百分率 p(C0-Ci)/C0 *100%3）繪制去除百分率等

19、值線）繪制去除百分率等值線3、沉淀效率、表面負(fù)荷和停留時(shí)間之間的關(guān)系、沉淀效率、表面負(fù)荷和停留時(shí)間之間的關(guān)系要求一定的去除率要求一定的去除率- 設(shè)計(jì)停留時(shí)間和表面負(fù)荷設(shè)計(jì)停留時(shí)間和表面負(fù)荷:假定不同的水力停留時(shí)間假定不同的水力停留時(shí)間-計(jì)算總?cè)コ视?jì)算總?cè)コ?P得出相應(yīng)的表面負(fù)荷得出相應(yīng)的表面負(fù)荷 q繪制三者之間的關(guān)系曲線繪制三者之間的關(guān)系曲線注意：曲線與水深有關(guān)。注意：曲線與水深有關(guān)。停 留 時(shí)間表 面負(fù)荷 沉淀效率 4.3 平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu)平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu) 4.4.1 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 平流式沉淀池分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)平流式沉淀池分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)4

20、部部分。分。 1.進(jìn)水區(qū)進(jìn)水區(qū) 進(jìn)水區(qū)的作用是使流量均勻分布在進(jìn)水截面上，盡進(jìn)水區(qū)的作用是使流量均勻分布在進(jìn)水截面上，盡量減少擾動(dòng)。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀量減少擾動(dòng)。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過(guò)穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個(gè)斷面上，池，通過(guò)穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個(gè)斷面上，見(jiàn)圖見(jiàn)圖7-9。為使礬花不宜破碎，通常采用穿孔花墻。為使礬花不宜破碎，通常采用穿孔花墻 V4, L/H10，每格寬度應(yīng)在，每格寬度應(yīng)在38m不宜大于不宜大于15m。RReRgFr2n 一般認(rèn)為平流式沉淀池：一般認(rèn)為平流式沉淀池： Re在在4000 15000 Fr在在大于大于10-5

21、 10-4作為校核沉淀池的設(shè)計(jì)是否合理的依據(jù)。作為校核沉淀池的設(shè)計(jì)是否合理的依據(jù)。 3出水區(qū)出水區(qū) 通常采用：溢流堰（施工難）通常采用：溢流堰（施工難）;淹沒(méi)孔口淹沒(méi)孔口（難找平），見(jiàn)圖（難找平），見(jiàn)圖7-10?？卓诹魉僖藶椤？卓诹魉僖藶?.60.7m/s，孔徑，孔徑2030mm，孔口在水面下，孔口在水面下15cm，水流應(yīng)自由跌落到出水渠。水流應(yīng)自由跌落到出水渠。 為了不使流線過(guò)于集中，應(yīng)盡量增加出水為了不使流線過(guò)于集中，應(yīng)盡量增加出水堰的長(zhǎng)度，降低流量負(fù)荷。堰口溢流率一般堰的長(zhǎng)度，降低流量負(fù)荷。堰口溢流率一般小于小于500 m3/m d，目前我國(guó)增加堰長(zhǎng)的辦法如，目前我國(guó)增加堰長(zhǎng)的辦法如圖圖

22、7-11。 4.存泥區(qū)及排泥措施存泥區(qū)及排泥措施 泥斗排泥：靠靜水壓力泥斗排泥：靠靜水壓力 1.5 2.0m，下設(shè)有排泥管，下設(shè)有排泥管，多斗形式，可省去機(jī)械刮泥設(shè)備（池容不大時(shí)采用）多斗形式，可省去機(jī)械刮泥設(shè)備（池容不大時(shí)采用） 穿孔管排泥：需存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放穿孔管排泥：需存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放空?？?。 機(jī)械排泥機(jī)械排泥(效率高效率高,多選用多選用)：帶刮泥機(jī)，池底需要一：帶刮泥機(jī)，池底需要一定坡度，適用于定坡度，適用于3m以上虹吸水頭的沉淀池，當(dāng)沉淀池為以上虹吸水頭的沉淀池，當(dāng)沉淀池為半地下式時(shí)，用泥泵抽吸。半地下式時(shí)，用泥泵抽吸。 還有一種單口掃描式吸泥機(jī)，無(wú)需成排

23、的吸口和吸還有一種單口掃描式吸泥機(jī)，無(wú)需成排的吸口和吸管裝置。沿著橫向往復(fù)行走吸泥。管裝置。沿著橫向往復(fù)行走吸泥。 4.4.2 影響平流式沉淀池沉淀效果的因素影響平流式沉淀池沉淀效果的因素 1.沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響 主要為短流的影響，產(chǎn)生的原因有：主要為短流的影響，產(chǎn)生的原因有： (1)進(jìn)水的慣性作用；進(jìn)水的慣性作用； (2)出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；出水堰產(chǎn)生的水流抽吸； (3)較冷或較重的進(jìn)水產(chǎn)生的異重流；較冷或較重的進(jìn)水產(chǎn)生的異重流； (4)風(fēng)浪引起的短流；風(fēng)浪引起的短流； (5)池內(nèi)存在的導(dǎo)流壁和刮泥設(shè)施等池內(nèi)存在的導(dǎo)流壁和刮泥設(shè)施等 2.凝

24、聚作用的影響。凝聚作用的影響。 由于實(shí)際沉淀池的沉淀時(shí)間和水深所產(chǎn)生的絮凝過(guò)程均由于實(shí)際沉淀池的沉淀時(shí)間和水深所產(chǎn)生的絮凝過(guò)程均影響了沉淀效果，實(shí)際沉淀池也就偏離了理想沉淀池的假定影響了沉淀效果，實(shí)際沉淀池也就偏離了理想沉淀池的假定條件。條件。 4.4平流沉淀池的工藝設(shè)計(jì)平流沉淀池的工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)平流沉淀池的主要控制指標(biāo)是表面負(fù)荷或停留設(shè)計(jì)平流沉淀池的主要控制指標(biāo)是表面負(fù)荷或停留時(shí)間。應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計(jì)資料、時(shí)間。應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計(jì)資料、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定,沉淀池個(gè)數(shù)不少于沉淀池個(gè)數(shù)不少于2個(gè)個(gè). 規(guī)范要求規(guī)范要求:停留時(shí)間一般采用停留時(shí)間一般

25、采用1.53h; 水平流速水平流速: V0.15-0.25 m/s;水流避免過(guò)水流避免過(guò) 多轉(zhuǎn)彎多轉(zhuǎn)彎; 有效水深有效水深4.04.5m,沉淀池沉淀池每格寬度每格寬度(或異流墻間距或異流墻間距),宜為宜為4.08m,最大不超過(guò)最大不超過(guò)15m, 一、各參數(shù)間關(guān)系一、各參數(shù)間關(guān)系（3-27) （3-28) （3-29)tL 二、第一種設(shè)計(jì)計(jì)算方法（實(shí)驗(yàn)計(jì)算方法）二、第一種設(shè)計(jì)計(jì)算方法（實(shí)驗(yàn)計(jì)算方法） 1.根據(jù)沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取根據(jù)沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取u0 ，用，用uo=Q/A可可以計(jì)算得到沉淀池的面積以計(jì)算得到沉淀池的面積A； 2.選取沉淀時(shí)間選取沉淀時(shí)間t和沉淀池的水平流速和沉淀池的水平流速v，用，

26、用L=vt可以得到沉淀池的長(zhǎng)度可以得到沉淀池的長(zhǎng)度L； 4.用公式用公式B=A/L得到得到B； 4.用公式用公式H=Qt/A得到得到H； 三、第二種計(jì)算方法（經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，目三、第二種計(jì)算方法（經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，目前多采用）前多采用） 1.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取平流式沉淀池的沉淀時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取平流式沉淀池的沉淀時(shí)間t，得到其體積得到其體積V=Qt 2.選取沉淀池的深度選取沉淀池的深度H，用公式，用公式A=V/H得到得到沉淀池的面積沉淀池的面積A； 4.選取沉淀池的水平流速選取沉淀池的水平流速v，用，用L=vt可以得可以得到沉淀池的長(zhǎng)度到沉淀池的長(zhǎng)度L； 4.用公式用公式B=A/L得到得到B； 四、其它參數(shù)

27、四、其它參數(shù) 平流式沉淀池的放空排泥管直徑，根據(jù)水力學(xué)中變水頭放平流式沉淀池的放空排泥管直徑，根據(jù)水力學(xué)中變水頭放空容器公式計(jì)算：空容器公式計(jì)算： （3-30） 當(dāng)出水渠道底坡度為零時(shí)，渠道起端水深可根據(jù)下式計(jì)算：當(dāng)出水渠道底坡度為零時(shí)，渠道起端水深可根據(jù)下式計(jì)算： （3-31） 式中式中Q沉淀池的流量，沉淀池的流量，m3/s； g重力加速度重力加速度9.81m/s2； B渠道寬度，渠道寬度，m，1 m左右。左右。tBLHd5 . 07 . 0 4.5 斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì)斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì) 4.5.1 原理原理 1.由沉淀效率由沉淀效率 公式可知：公式可知： 在原體

28、積不變時(shí)，增加沉淀面積，在原體積不變時(shí)，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高?？墒诡w粒去除率提高。 2.斜板（管）沉淀池與水平面成一定的角度斜板（管）沉淀池與水平面成一定的角度（一般（一般60左右）的板（管）狀組件置于沉淀池中左右）的板（管）狀組件置于沉淀池中構(gòu)成，水流可從上向下或從下向上流動(dòng)，顆粒沉于構(gòu)成，水流可從上向下或從下向上流動(dòng)，顆粒沉于斜管底部，而后自動(dòng)下滑。斜管底部，而后自動(dòng)下滑。 4.斜板（管）沉淀池的沉淀面積明顯大于平流式沉斜板（管）沉淀池的沉淀面積明顯大于平流式沉淀池，因而可提高單位面積的產(chǎn)水量或提高沉淀效淀池，因而可提高單位面積的產(chǎn)水量或提高沉淀效率。率。 AQuuuEii0

29、4.5.2 分類(lèi)分類(lèi) 有異向流、同向流、橫向流三種有異向流、同向流、橫向流三種:工程中應(yīng)用的是異向流斜板（管）沉淀池，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖工程中應(yīng)用的是異向流斜板（管）沉淀池，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-12。 4.5.3 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 1.沉淀面積增大；沉淀面積增大； 2.沉淀效率高，產(chǎn)水量大；沉淀效率高，產(chǎn)水量大； 4.水力條件好水力條件好,Re小小(目前只對(duì)其進(jìn)行校核目前只對(duì)其進(jìn)行校核)，小于小于200；Fr 大，大，10-3 10-4有利于沉淀；有利于沉淀； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1.由于停留時(shí)間短，其緩沖能力差；由于停留時(shí)間短，其緩沖能力差； 2.對(duì)混凝要求高；對(duì)混凝要求高； 4.維護(hù)管理較難，使用一段

30、時(shí)間后需更換斜維護(hù)管理較難，使用一段時(shí)間后需更換斜 板（管）板（管） 4.5.4 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 1.沉淀池面積沉淀池面積A （3-32） 選定表面負(fù)荷（選定表面負(fù)荷（2.54.0mm/s），計(jì)算得到面），計(jì)算得到面積積A(沉淀池清水區(qū)面積沉淀池清水區(qū)面積)。 U斜管內(nèi)斜管內(nèi)Q/Asina A(斜管凈出口面積斜管凈出口面積)4.說(shuō)明說(shuō)明:斜管沉淀池的表面負(fù)荷是一個(gè)重要的技斜管沉淀池的表面負(fù)荷是一個(gè)重要的技術(shù)術(shù) 經(jīng)濟(jì)參數(shù)；規(guī)范規(guī)定見(jiàn)手冊(cè)。經(jīng)濟(jì)參數(shù)；規(guī)范規(guī)定見(jiàn)手冊(cè)。 目前生產(chǎn)上傾向于采用較小表面負(fù)荷以提高沉淀目前生產(chǎn)上傾向于采用較小表面負(fù)荷以提高沉淀出水水質(zhì)。出水水質(zhì)。2 2沉淀池總高度沉淀池總

31、高度 H=hH=h1 1+h+h2 2+h+h3 3+h+h4 4+h+h5 5 （3-333-33）式中：式中：h h1 1為超高為超高0.2-0.3m0.2-0.3m，h h2 2為清水層高度為清水層高度1.2m1.2m h h3 3為自身高度為自身高度0.866m0.866m，h h4 4為配水區(qū)高度為配水區(qū)高度1.5m1.5m h h5 5為污泥斗高度為污泥斗高度0.8m0.8m4.6 澄清池澄清池 澄清池將絮凝和沉淀過(guò)程綜合于一個(gè)澄清池將絮凝和沉淀過(guò)程綜合于一個(gè)構(gòu)筑物完成，主要依靠構(gòu)筑物完成，主要依靠活性泥渣層活性泥渣層達(dá)到澄達(dá)到澄清目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸清目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜

32、質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)被阻留下來(lái)使水獲得澄清的現(xiàn)象，稱(chēng)為時(shí)被阻留下來(lái)使水獲得澄清的現(xiàn)象，稱(chēng)為接觸絮凝接觸絮凝。 在原水中加入較多絮凝劑，并適當(dāng)降在原水中加入較多絮凝劑，并適當(dāng)降低負(fù)荷低負(fù)荷,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，便能形成泥渣層，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，便能形成泥渣層，常用于給水處理。常用于給水處理。 澄清池分為泥渣懸浮型和泥渣循環(huán)型兩澄清池分為泥渣懸浮型和泥渣循環(huán)型兩種。種。 4.6.1 澄清池類(lèi)型澄清池類(lèi)型 1.懸浮澄清池懸浮澄清池 其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖722。懸浮澄清池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般用于小水。懸浮澄清池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般用于小水廠，運(yùn)行適應(yīng)性差（水溫、水量、變化時(shí)，泥渣層工作不廠，運(yùn)行適應(yīng)性差（水溫、水量、變化時(shí)，泥渣層工作不穩(wěn)定），目前已很少用。穩(wěn)定），目前已很少用。 2脈沖澄清池脈沖澄清池 特點(diǎn)是澄清池的上升流速發(fā)生周期性的變化，這種特點(diǎn)是澄清池的上升流速發(fā)生周期性的變化，這種變化是由脈沖發(fā)生器引起的?？棵}沖方式進(jìn)水，懸浮變化是由脈沖發(fā)生器引起的。靠脈沖方式進(jìn)水，懸浮層發(fā)生周期性的收縮和膨脹，見(jiàn)圖層發(fā)生