第10章 污水物理处理--沉淀理论与沉砂池2.pptVIP

§10-2 沉淀的基础理论;一、概述 二、沉淀类型 三、自由沉淀及分析 四、沉淀池工作原理;1、沉淀的概念 ; 按照废水的性质与所要求的处理程度的不同，沉淀处理工艺可以是整个水处理过程中的一个工序，亦可以作为唯一的处理方法。 ;二、沉淀类型;1、自由沉淀;2、絮凝沉淀; ; 当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时，颗粒之间便互相接触，彼此上下支承。在上下颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出，颗粒相对位置不断靠近，颗粒群体被压缩。 ; ;分 析 的 假 定;悬浮颗粒在水中的受力： 重力F1、浮力F2、下沉中的摩擦阻力F3;用牛顿第二定律表达颗粒的自由沉淀过程: 式中： m—颗粒质量，kg； u—颗粒沉速，m/s； t—沉淀时间，s； F1—颗粒的重力 F2—颗粒的浮力 F3—颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力。 ; （1）颗粒的重力： 其中：ρS为颗粒密度，kg/m3； d为颗粒直径，m； g为重力加速度。 （2）颗粒的浮力： 其中：ρL为液体密度，kg/m3； ;（3）颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力： 式中：λ—阻力系数，当颗粒周围绕流处于层流状态时， λ=24/Re；Re为颗粒绕流雷偌数，与颗粒的直径、沉速、液体的粘度等有关， A—自由沉淀颗粒在垂直面上的投影面积， ; 颗粒下沉开始时，沉速为0，逐渐加速，阻力F3也随之增加，很快三种力达到平衡，颗粒等速下沉，du/dt=0，代入公式： ; ;由上式可知，颗粒沉降速度uS与下述因素有关：; 为了便于说明沉淀池的工作原理以及分析水中悬浮颗粒在沉淀池内运动规律，Hazen和Camp提出了理想沉淀池的概念。; 作如下假设 (1) 沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为ν； (2) 悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u； (3) 在沉淀区的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上； (4) 颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。 ;式中：v-颗粒的水平分速； qv-进水流量； A′-沉淀区过水断面面积，H×b H -沉淀区的水深； b -沉淀区宽度。; 从沉淀区顶部x点进入的颗粒中，必存在着某一粒径的颗粒，其沉速为u0，到达沉淀区末端时刚好能沉至池底。;自 由 沉 淀 实 验; 在同一沉淀时间t，下式成立： 故: ; 对于沉速为u（uu0）的全部悬浮颗粒，可被沉淀于池底的总量为： 而沉淀池能去除的颗粒包括u≥u0以及 uu0的两部分，故沉淀池对悬浮物的总去除率为：;不同沉淀速度的总去除率;不同沉淀时间的总去除率;中并简化后得出; 理想沉淀池中，u0与q在数值上相同，但它们的物理概念不同： u0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过的流量，单位是m3/m2·h。故只要确定颗粒的最小沉速u0，就可以求得理想沉淀池的过流率或表面负荷率。 ; 实际中，常按以下经验公式确定设计表面负荷q和沉降时间t： ;例 题;解：（1）计算各沉淀时间相应的沉速u， 表观去除率E （2）以Pi为纵坐标，u为横纵标作图得沉淀曲线： P-u曲线 （3）图解计算各沉速下的总去率,u0=3.0为例，小于此沉速的颗粒与全部颗粒之比P0=0.67, 积分项等于各矩形面积之和。 则：η=(1-0.67)+1.07/3=0.687 以此计算出各时总沉淀效率η。;（4）以总效率η为纵坐标，以沉淀时间t为横纵标作图的效率-时间曲线;不同沉淀速度的总去除率;思考题;§10-4 沉砂池; 污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。 沉砂池设置目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大（比重为2.65）的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。;沉砂池 的作用; 沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数： ;(3) 沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。 (4) 城市污水的沉砂量可按每106 m3污水沉砂30m3计算，其含水率约60％，容重约1500kg/m3。 (5) 贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55°。排砂管直径不应小于200mm。 (6) 沉砂池的超高不宜小于0.3m。 ; 一般认为