沉淀與澄清 白底

第七章沉淀與澄清

7.1懸浮顆粒在靜水中的沉淀7.2.1沉淀分類

1.自由沉淀（水中顆粒的體積濃度不超過0.2％時(shí)）單個(gè)顆粒在無邊際水體中沉淀，其下沉的過程顆?；ゲ桓蓴_，且不受器皿壁的干擾，下沉過程中顆粒的大小、形狀、密度保持不變，經(jīng)過一段時(shí)間后，沉速也不變。2.絮凝沉淀在沉淀的過程，顆粒由于相互接觸絮聚而改變大小、形狀、密度，并且隨著沉淀深度和時(shí)間的增長(zhǎng)，沉速也越來越快，絮凝沉淀由凝聚性顆粒產(chǎn)生。3.擁擠沉淀當(dāng)水中含有的凝聚性顆粒或非凝聚性顆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，被排斥的水便有一定的上升速度，使顆粒所受的摩擦阻力增加，顆粒處于相互干擾狀態(tài)，此過程稱為擁擠沉淀。沉速減低系數(shù)β＝擁擠沉降速度／自由沉降速度（某一顆粒）

7.1.2懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀假設(shè)沉淀的顆粒是球形，其所受到的重力與浮力之差為：(7-1)所受到的水的阻力：(7-2)CD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：(7-3)達(dá)到重力平衡時(shí)，加速度為零，令式（7-3）左邊為零，加以整理，得沉速公式：（7-4）

CD與Re有關(guān)，見圖6-1。

1.斯篤克斯公式當(dāng)Re<1時(shí)：呈層流狀態(tài)(7-5)斯篤克斯公式：(7-6)

2.牛頓公式

當(dāng)1000<Re<25000時(shí)，呈紊流狀態(tài)，CD接近于常數(shù)0.4代入（7-5）得牛頓公式：（7-7）當(dāng)1<Re<1000時(shí)，屬于過渡區(qū)，CD近似為（7-8）代入得阿蘭公式：（7-9）結(jié)論0.1mm泥沙顆粒的沉降速度約為9mm/s（可由stokes公式算出）,該顆粒在水中的沉降屬于層流。一般在水處理領(lǐng)域，被去處顆粒的沉降速度遠(yuǎn)小于0.1mm泥沙顆粒的沉降速度，所以層流區(qū)的Stokes公式對(duì)水處理特別重要。由可知：層流狀態(tài)下的顆粒的沉降速度與粒徑的平方成正比，與水的粘滯系數(shù)成反比，即顆粒越粗，水溫越高，其沉速越快。此外，顆粒的沉降速度還與密度差成正比，泥沙顆粒的密度差較大，沉降速度較快。Stokes公式的實(shí)際應(yīng)用

測(cè)定細(xì)小顆粒（d＜0.1mm)雜質(zhì)的粒徑。細(xì)小顆粒的粒徑難于直接測(cè)量，再一個(gè)形狀也不規(guī)則，所以實(shí)際中不直接測(cè)量，而是測(cè)量顆粒沉速，然后用stokes公式推算出顆粒的粒徑，這即為顆粒粒徑的沉降分析：測(cè)定細(xì)小顆粒沉降速度，然后公式推算出顆粒的粒徑。廣泛應(yīng)用于土壤和泥沙的分析中。而在水處理中更關(guān)心顆粒的沉降速度，所以常用顆粒的沉降速度作為顆粒尺寸的代表。7.1.3懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀

如圖7-2，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)。

前提：較高的顆粒體積濃度+粒徑分布比較均勻的情況下?lián)頂D沉降過程中會(huì)在清水和混水之間出現(xiàn)明顯的界面，此界面成為渾水液面，此現(xiàn)象成為界面沉降。渾液面的沉降過程曲線：渾液面的沉速界面沉降現(xiàn)象，出現(xiàn)于黃河高濁度水的沉淀，澄清池中懸浮泥渣層沉降，活性污泥濃縮過程中。

2.肯奇沉淀理論

由圖7-2可知曲線a-c段的懸浮物濃度為C0，c-d段濃度均大于C0。設(shè)在c-d曲線任一點(diǎn)Ct作切線與縱坐標(biāo)相交于a′點(diǎn)，得高度Ht。按照肯奇沉淀理論得：（7-10）作Ct點(diǎn)切線，這條切線的斜率表示濃度為Ct的交界面下沉速度：（7-11）

3.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程曲線的相似性（見圖7-3），即(7-12)

7.2理想沉淀池的特性分析平流式沉淀池是實(shí)際應(yīng)用較多的一種沉淀池。中部沉淀區(qū)符合理想假設(shè)，為理想沉淀池。7.2.1非凝聚性顆粒的沉淀過程分析理想沉淀池的基本假設(shè)：①顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的沉速始終不變。②水流沿水平方向流動(dòng)，在過水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過程中流速始終不變。③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圖7-4。

原水進(jìn)入沉淀池，在進(jìn)水區(qū)被均勻分配在A-B截面上其水平流速為：考察頂點(diǎn)，流線III：正好有一個(gè)沉降速度為u0的顆粒從池頂沉淀到池底，u0稱為截留速度。u≥u0的顆?？梢匀咳コ?，u<u0的顆粒只能部分去除對(duì)用直線Ⅲ代表的一類顆粒而言，流速和都與沉淀時(shí)間有關(guān)（7-13）

（7-14）令（7-13）和（7-14）相等，代入（7-12）得：

（7-15）

即：（7-16）一般稱為“表面負(fù)荷”或“溢流率”。表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。速度三角形相似于沉淀區(qū)的幾何三角形設(shè)原水中沉速為ui（ui<u0）的顆粒的濃度為C，沿著進(jìn)水區(qū)高度為h0的截面進(jìn)入的顆粒的總量為QC=h0BvC，沿著m點(diǎn)以下的高度為hi的截面進(jìn)入的顆粒的數(shù)量為hiBvC（見圖7-4），則沉速為ui的顆粒的去除率為：（7-17）根據(jù)相似關(guān)系得：即（7-18）

同理得：（7-19）將式（7-18）和（7-19）代入（7-17）得特定顆粒去除率：

可知，其沉淀效率等于其沉降速度與截留沉速的比值。（7-20）將（7-16）代入（7-20）得：

(7-21)

7.2.2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）無關(guān)。當(dāng)處理水量Q一定時(shí)，沉淀效率僅僅與沉淀池的表面積有關(guān)，即沉淀池的表面積越大，沉淀效率越高。

7.2.3靜水沉淀試驗(yàn)

由可知，均一粒徑組成的顆粒雜質(zhì)，沉淀效率等于其沉降速度與截留沉速的比值。

實(shí)際上，渾水中的雜質(zhì)顆粒都是不均勻的。

水中顆粒雜質(zhì)組成不同，其在理想沉淀區(qū)中的沉淀效率也不同。只有根據(jù)雜質(zhì)顆粒組成情況，才能對(duì)理想沉淀區(qū)中的沉淀效率進(jìn)行計(jì)算。

實(shí)際渾水的顆粒組成情況可以通過靜水沉淀試驗(yàn)得到。先來討論非凝聚性均勻顆粒的沉淀試驗(yàn)。（顆粒粒徑、沉降速度不變）

7.2.4非凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析先來討論非凝聚性、均勻顆粒的沉淀試驗(yàn)。（顆粒粒徑、沉降速度不變）用一個(gè)圓筒進(jìn)行，如圖在圓筒水面H處開一個(gè)取樣口顆粒沉降速度保持不變，所以沉降過程線為一條傾斜的直線，其斜率為u，即顆粒沉降速度。

7.2.4非凝聚性顆粒的沉淀實(shí)驗(yàn)分析

再來討論非凝聚性、粒徑連續(xù)變化的的顆粒沉淀試驗(yàn)。（沉降速度不變）

由于粒徑連續(xù)變化，可以按粒徑劃分成為許多組，則每一組可以認(rèn)為是由均勻顆粒組成。設(shè)顆粒起始濃度（總濃度）為C0,各組分濃度為⊿C1⊿C2⊿C3….⊿Cn；顆粒沉降速度為u1>u2>….un。然后進(jìn)行試驗(yàn)，分別在t1,、t2、…tn時(shí)取樣，分別測(cè)得濃度為C1、C2、…Cn,對(duì)應(yīng)的。沉速分別為h/t1=u1、h/t2=u2、…h(huán)/tn=un。

t=0時(shí)刻，沉淀桶中各處的顆粒濃度都相同，為C0，取樣口處的濃度也是C0。沉淀ti時(shí)間后，取樣，凡沉降速度≥ui(ui=H/ti)的顆粒組分已經(jīng)沉淀到取樣口以下，故在水中的濃度為0，凡沉降速度<ui的顆粒都沒有沉降到取樣口以下，故其濃度不變。所以由水樣測(cè)出的顆粒濃度應(yīng)為沉降速度〈ui的顆粒組分濃度之和。Ci=⊿Ci+1+….⊿Cn稱為水中剩余顆粒濃度。將沉淀時(shí)間變換為沉降速度，沉速分別為h/t1=u1、h/t2=u2、…h(huán)/tn=un。剩余顆粒濃度C變換為剩余顆粒濃度比值P，即設(shè)p1、p2、…pn分別代表C1/C0、C2/C0、…Cn/C0。繪圖連線。則1-pi表示所有速度大于等于ui的顆粒所占的比例，pi代表沉速小于ui的顆粒所占的比例，見圖。具有沉速u1、u2的兩種顆粒之間的顆粒濃度分?jǐn)?shù)為p1-p2

7.2.3理想沉淀池的總?cè)コ仕心軌蛟诔恋沓刂腥コ?，沉速小于uo的顆粒的去除率為：（7-22）沉速大于和等于u0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?/p>

（7-23）式中p0—沉速小于u0的顆粒重量占所有顆粒重量的百分率；

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、沉淀時(shí)間）無關(guān)。

當(dāng)處理水量Q一定時(shí)，沉淀效率僅僅與沉淀池的表面積有關(guān)，即沉淀池的表面積越大，沉淀效率越高。

7.3平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu)

7.3.1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)4部分。1.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，通過穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個(gè)斷面上，見圖7-9。為使礬花不宜破碎，通常采用穿孔花墻V<0.15-0.2m/s，洞口總面積也不宜過大。

2.沉淀區(qū)

沉淀區(qū)的高度一般約3～4m，平流式沉淀池中應(yīng)減少紊動(dòng)性，提高穩(wěn)定性。

紊動(dòng)性指標(biāo)為雷諾數(shù)，

(7-25)穩(wěn)定性指標(biāo)為弗勞德數(shù)，(7-26)

一般平流式沉淀池總的雷諾數(shù)可達(dá)20000，遠(yuǎn)大于500，顯然處于紊流狀態(tài)，紊流降低了沉淀效率。

一般平流式沉淀池的弗勞德數(shù)要求大于1×10-5～10-4，增大弗勞德數(shù)可以減少異重流的影響，利于沉淀。

增大V，弗勞德數(shù)增大，沉淀池中渾水發(fā)生異重流的可能性比較小，但是雷諾數(shù)同時(shí)也增大，紊流加劇。能同時(shí)降低雷諾數(shù)和提高弗勞德數(shù)的方法只能是降低水力半徑R，措施是加隔板，使平流式沉淀池L/B>4,L/H>10，每格寬度應(yīng)在3～8m不宜大于15m。

3

出水區(qū)

通常采用：溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）見圖7-10?？卓诹魉僖藶?.6～0.7m/s，孔徑20～30mm，孔口在水面下15cm，水流應(yīng)自由跌落到出水渠。為了不使流線過于集中，應(yīng)盡量增加出水堰的長(zhǎng)度，降低流量負(fù)荷。堰口溢流率一般不宜超過300m3/md，目前我國增加堰長(zhǎng)的辦法如圖7-11。

4.存泥區(qū)及排泥措施

泥斗排泥：靠靜水壓力1.5–2.0m，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)）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：帶刮泥機(jī)，池底需要一定坡度，適用于3m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。還有一種單口掃描式吸泥機(jī)，無需成排的吸口和吸管裝置。沿著橫向往復(fù)行走吸泥。

穿孔管靜壓排泥適應(yīng)于具有3米以上水頭。

缺點(diǎn)：吸泥動(dòng)力小。適應(yīng)于水位差小的半地下式沉淀池

缺點(diǎn)：消耗動(dòng)力特點(diǎn)：無需成排的吸口和吸管裝置

7.3.2影響平流式沉淀池沉淀效果的因素沉淀池實(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：(1)進(jìn)水的慣性作用；(2)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；(4)風(fēng)浪引起的短流；

7.4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。

停留時(shí)間一般采用1～3h。華東地區(qū)水源一般采用1～2h。低溫低濁水源停留時(shí)間往往超過2h。出水濁度一般低于10度，特殊情況不超過15度。池?cái)?shù)或分格數(shù)不少于2座，并考慮一座故障時(shí)全部流量分配

一、各參數(shù)間關(guān)系沉淀池內(nèi)平均水平流速一般為10—25mm/s有效水深一般為3~3.5m，超高一般為0．3—0.5m。池的長(zhǎng)寬比應(yīng)不小于4：1，每格寬度或?qū)Я鲏﹂g距一般采用3—8m，不宜大于15m。池的長(zhǎng)深比應(yīng)不小于10：1。采用吸泥機(jī)排泥時(shí)，池底為平坡。出水堰負(fù)荷不大于20m3/h.m。(7-27)

(7-28)

(7-29)

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u0

，用uo=Q/A可以計(jì)算得到沉淀池的面積A；2.選取沉淀時(shí)間t和沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的長(zhǎng)度L；3.用公式B=A/L得到B；4.用公式H=Qt/A得到H；

三、第二種計(jì)算方法（經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法）

1.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V=Qt2.選取沉淀池的深度H，用公式A=V/H得到沉淀池的面積A；3.選取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的長(zhǎng)度L；4.用公式B=A/L得到B；

7.5斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì)7.5.1原理由沉淀效率公式可知：在原體積不變時(shí)，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高?！皽\池理論”：U0和V都不變的情況下，減少沉淀池的深度，就能相應(yīng)地減少沉淀時(shí)間和縮短沉淀池的長(zhǎng)度。所以平流式沉淀池水平分層所得到的多層沉淀池理論上應(yīng)該高效。但排泥困難，無法推廣。

7.5斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì)

“淺池理論”理論的實(shí)際應(yīng)用在60年代才實(shí)現(xiàn)了突破。博伊科特（Boycott）發(fā)現(xiàn)傾斜的試管可以加快血液的沉降。斜板（管）沉淀池與水平面成一定的角度（一般60°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)，顆粒沉于斜管底部，而后自動(dòng)下滑。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)水量或提高沉淀效率。

有異向流、同向流、橫向流三種平向流（橫向流）斜板沉淀斜板間距50-100mm，斜板長(zhǎng)度1.5-2.0m,角度60斜板沉淀設(shè)備的表面負(fù)荷q為平流沉淀池表面負(fù)荷q0的倍Nl(取L＝1500，間距s=50角度為60，其值為13)。

異向流斜板、斜管沉淀目前在實(shí)際工程中應(yīng)用的是異向流斜板（管）沉淀池。上向流斜管間距25-30mm，長(zhǎng)度為1.0m.角度60影響斜管、斜板沉淀效率的因素水流狀態(tài)的影響相對(duì)于平流沉淀池，斜管斜板沉淀設(shè)備：雷諾數(shù)較低：斜板：Re＝100左右<2000，屬于層流，紊動(dòng)小蜂窩斜管：水力半徑更小，Re更小。實(shí)際上，由于進(jìn)出水存在干擾，僅在斜管的中部為層流狀態(tài)。弗羅德數(shù)較大：斜板：Fr＝0.00013，水流穩(wěn)定性較好。蜂窩斜管：Fr＝0.00026影響斜管、斜板沉淀效率的因素后續(xù)絮凝的影響相對(duì)于平流沉淀池，斜管斜板沉淀設(shè)備：沉淀時(shí)間很短。僅為20min左右。所以，不能像平流沉淀池那樣，絮體在沉淀池中能繼續(xù)絮凝從而一定程度上提高沉淀效果。所以，要求水在進(jìn)入斜管沉淀池之前，進(jìn)行更充分的絮凝反應(yīng)。影響斜管、斜板沉淀效率的因素異重流的影響

異重流對(duì)于平流式斜板沉淀池，有一定的影響，要求不能在整個(gè)過水?dāng)嗝嫔霞?。低濁水影響不明顯。

上向流斜管、斜板沉淀池最能適應(yīng)渾水異重流的特點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生不利影響。因?yàn)槊芏却蟮臐崴谙?，清水在上，?gòu)成了一個(gè)力學(xué)穩(wěn)定的體系。

因而上向流斜管、板沉淀池可以用于高濁水的處理，是應(yīng)用最廣泛的斜板沉淀方式。

下向流則構(gòu)成了不穩(wěn)定的力學(xué)體系，容易發(fā)生渾水下潛，污染出水。所以下向流斜板沉淀只適用于濁度很低的水的沉淀處理。

異向流斜管、斜板沉淀池此類沉淀池得到了廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)見圖7-12。斜管比斜板應(yīng)用的更廣泛。

7.5.3優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.有效沉淀面積增大；2.表面負(fù)荷大（為平流式的4倍，（理論為12倍））沉淀效率高，產(chǎn)水量大；3.水力條件好，Re小，F(xiàn)r大，有利于沉淀；缺點(diǎn)：1.由于停留時(shí)間短20min，其緩沖能力差；2.對(duì)混凝要求高；3.維護(hù)管理較難，使用一段時(shí)間后需更換斜板（管）斜管沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)表面負(fù)荷9~11m3/m2.h（2.5~3.0mm/s）。斜管內(nèi)水流流速3.0~4.0mm/s。斜管斷面采用蜂窩六角形，內(nèi)徑25~35mm，斜管長(zhǎng)度0.8~1.0m，水平傾角采用600。清水區(qū)高度不小于1米；配水區(qū)高度不小于1.5米，超高一般取0.3米。進(jìn)口處設(shè)穿孔墻或柵條等整流措施。斜管沉淀池出水可采用穿孔管或穿孔集水槽。斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算清水區(qū)面積：F=Q/q確定沉淀池尺寸：L、B斜管的靜出口面積：F=（L-0.5）B/1.03校核斜管內(nèi)水流流速：v=Q/(Fsinθ)沉淀區(qū)高度：H=h1+h2+h3+h4+h5h3=lsinθ式中：h1為超高0.3m，h2為清水層高度1.0-1.2mh3為自身高度常約1.0m，h4為配水區(qū)高度1.0-1.5mh5為污泥斗高度0.8m

7.6豎流式沉淀池

水流向上運(yùn)動(dòng)，要求顆粒沉降速度大于水流上升速度，故該池表面水力負(fù)荷偏小，限制了使用。

構(gòu)造：圓形或方形。

為了池內(nèi)水流分布均勻，直徑（或邊長(zhǎng)）4-7m，一般不大于10m，徑深比不大于3。

沉淀區(qū)呈圓柱體，污泥斗為倒錐體，污泥斗傾角450-600，靜壓排泥，靜水壓力為1.5-2.0m，中心管內(nèi)流速不宜大于100mm/s，末端設(shè)喇叭口及反射板。

7.6.1設(shè)計(jì)參數(shù)

1.

2.t=1.5～2h3.沉淀區(qū)上升速度V=0.5～1mm/s

7.7輻流式沉淀池

輻流式沉淀池為圓形的扁平池子，中心進(jìn)水，周邊出水。沉淀的泥渣有刮泥機(jī)刮至中心的積泥坑，經(jīng)過排泥管外排。

輻流式沉淀池排泥性能良好，可將大量的泥渣及時(shí)排除，利用沉淀的持續(xù)進(jìn)行，所以特別適用于懸浮物濃度高，沉淀泥量大的沉淀處理。比如高濁度水的沉淀池，污水處理的第一沉淀池和第二沉淀池。

工作示意圖

直徑6～60m，可達(dá)100m、池內(nèi)水深1.5～3.0m,機(jī)械排泥,池底坡度不小于0.05,。為使布水均勻,設(shè)穿孔擋板,穿孔率10％～20％.

類型：中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水、周邊進(jìn)水周邊出水

7.7.1設(shè)計(jì)參數(shù)1.沉淀時(shí)間t2.表面負(fù)荷q（m3/m2.h）3.Qmax

4.H有效≤4m7.7.2設(shè)計(jì)要求1.D/H有效=6～12m2.池底坡度0.053.機(jī)械刮泥、靜水壓力排泥4.進(jìn)、出水有三種布置方式(1)中心進(jìn)水，周邊出水：輻流式(2)周邊進(jìn)水，中心出水：向心式(3)周邊進(jìn)水，周邊出水 5.刮泥機(jī)旋轉(zhuǎn)角度：1～1.5m/min（周邊線速）6.穿孔擋板開孔面積為擋板處池?cái)嗝婷娣e的10～20%

7.7.3設(shè)計(jì)計(jì)算1.每座沉淀池表面積A1與池徑D（7-41）2.有效水深h2沉淀時(shí)間：初沉池1-1.5h,二次沉淀池：2-2.5h

7.7.3設(shè)計(jì)計(jì)算3.污泥區(qū)容積（7-42）

4.總高度（H）和周邊處的高度（Hˊ）其中：h1為超高0.3，h2為有效水深q0*t，h3為緩沖高度層0.3-0.5，h4為底坡落差，h5為污泥斗高度。

7.8澄清池

絮凝和沉淀是屬于兩個(gè)單元過程。

澄清池將絮凝和沉淀過程綜合于一個(gè)構(gòu)筑物完成，主要依靠活性泥渣層達(dá)到澄清目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)被阻留下來使水獲得澄清的現(xiàn)象，稱為接觸絮凝。在原水中加入較多絮凝劑，并適當(dāng)降低負(fù)荷，經(jīng)過一段時(shí)間，便能形成泥渣層，澄清池充分利用了活性泥渣的絮凝作用。常用于給水處理。澄清池分為泥渣懸浮型和泥渣循環(huán)型兩種。

7.8.1泥渣懸浮澄清池又稱為泥渣過濾型澄清池，有懸浮澄清池和脈沖澄清池1.懸浮澄清池顆粒受到的上升流的阻力等于顆粒重力其結(jié)構(gòu)見圖7~22。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)，泥渣層工作不穩(wěn)定），目前已很少用。

2．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，這種變化是由脈沖發(fā)生器引起的?？棵}沖方式進(jìn)水，懸浮層發(fā)生周期性的收縮和膨脹，見圖7~23。脈沖澄清池的特點(diǎn)如下：(1)有利于顆粒和懸浮層接觸；(2)懸浮層污泥趨于均勻。(3)還可以防止顆粒在池底沉積(4)處理效果受水量、水質(zhì)、水溫影響較大；(5)構(gòu)造復(fù)雜。70年代設(shè)計(jì)較多，現(xiàn)在已少用

7.8.2泥渣循環(huán)型澄清池泥渣在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，可充分發(fā)揮泥渣的接觸絮凝作用1.機(jī)械攪拌澄清池機(jī)械攪拌澄清池的構(gòu)造如圖7~24所示

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①清水區(qū)上升流速為0.8~1.1mm/s；②水在澄清池內(nèi)總的停留時(shí)間可采用1.2~1.5h；③葉輪提升流量為進(jìn)水流量的3~5倍；④原水進(jìn)水管、三角配水槽的水流流速分別為1m/s、0.4m/s；⑤第一絮凝室的容積：第二絮凝室的容積（含導(dǎo)流室）：分離室為2：1：7，第二絮凝室與導(dǎo)流室的水流流速一般為40~60mm/S；⑥直徑大于6m時(shí)用6~8條集水槽，直徑小于6m時(shí)用4~6條集水槽

機(jī)械攪拌澄清池的優(yōu)點(diǎn)：

①處理效果好，穩(wěn)定；②適用于大、中水廠

機(jī)械攪拌澄清池的缺點(diǎn)：

①維修維護(hù)工作量較大；②啟動(dòng)時(shí)有時(shí)需人工加土和加大加藥量。

7.8.3水力循環(huán)澄清池水力循環(huán)澄清池的簡(jiǎn)圖如圖7-25所示，喉管和喇叭口的高度可用池頂?shù)纳甸y來進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào)節(jié)回流比的目的，回流比1：2～4。水力循環(huán)澄清池的優(yōu)點(diǎn)：不需機(jī)械攪拌，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但回流比不容易控制。水力循環(huán)澄清池的缺點(diǎn)：絮凝室較小，絮凝時(shí)間較短，效果較差。耗藥量較大，運(yùn)行不穩(wěn)定，泥渣回流控制較難，不能適應(yīng)水溫、水質(zhì)、水量的變化，只能用于小水廠。水力循環(huán)澄清池現(xiàn)已很小使用。

7.8.3水力循環(huán)澄清池

7.10沉砂池沉砂池功能：沉砂池的主要作用有：去除比重較大（約2.65）的無機(jī)顆粒。如泥砂、煤渣等；減輕磨損；減輕沉淀池的負(fù)荷.位置：泵站前、倒虹管前、初次沉淀池前。以減輕機(jī)械、管道的磨損或減輕沉淀池負(fù)荷，改善污泥處理?xiàng)l件。沉砂池的主要類型：平流式沉砂池，曝氣沉砂池，多爾沉砂池，鐘式沉砂池.7.10.1平流式沉砂池

7.10沉砂池7.10.1平流式沉砂池構(gòu)造：由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。常用排砂方法：重力排砂與機(jī)械排砂。大中型污水處理一般采用機(jī)械排砂方式。特點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截留無機(jī)顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，排沉砂方便等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是沉砂中約夾雜15%的有機(jī)物，增加了后續(xù)處理難度

1.設(shè)計(jì)參數(shù)（1）Q設(shè)計(jì)污水重力自流進(jìn)入污水廠，按Qmax設(shè)計(jì)污水由泵提升進(jìn)入，按泵房最大組合流量設(shè)計(jì)（2）vmax=0.3m/s,vmin=0.15m/s使無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)顆粒不會(huì)下沉（按砂粒比重2.65，去除d≥0.2mm砂粒來設(shè)計(jì)（3）t停留≥30"，一般為30"~60"（4）H有效=0.25~1.0m,≤1.20m,每格寬度b≥0.6m（5）沉砂量標(biāo)準(zhǔn)生活污水：0.01~0.02l/人.d城市污水：3m3/105m3污水砂含水率60%，容重1500㎏/m3，貯砂斗的容積按2d沉砂量計(jì)算，砂斗傾角55o~60o（6）超高≥0.