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水质工程学Ⅱ 第三章 污水的物理处理 主讲：方 茜 教授 主讲：方 茜 教授 内 容 格栅 格栅 沉淀的基本理论 沉淀的基本理论 沉砂池 沉砂池 沉淀池 沉淀池 沉淀池的改进与强化 沉淀池的改进与强化 §3.1 格 栅 一、功能和作用： 用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的物。 对后续处理构筑物或水泵机组有保护作用的处理设 备。 二、分类： 按形状：平面格栅、曲面格栅 按栅条间距：粗、中、细三种格栅 按清渣方式：人工清渣、机械清渣 三、格栅的计算： ： §3.2 沉淀的基本理论 一、概 述 1.概念： 沉淀是水中的固体物质（主要是可沉固体）在重 力作用下下沉，从而与水分离的一种过程。 功能： a.一级处理系统中,是主要工艺,处理效率的高低由沉 淀的效果来控制。 b.二级处理系统中具有多种功能。 2.沉淀的分类： 根据污水中可沉物质的性质、凝聚性能的 强弱及高低，沉淀分四类： （1）自由沉淀：污水中悬浮固体浓度不高，而且具 有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形 状、尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过 程，颗粒在沉砂池内初期沉淀即属于此类。 （2）絮凝沉淀：悬浮q固体浓度不高，但有凝聚的性 能，在沉淀过程中，互相粘合，结合成为较 大的絮凝体，其沉速是变化的。初沉池的后期，二 沉池的初期就属于这种类型。 （3）集团沉淀：悬浮物浓度提高到一定程度后，每 个颗粒的沉降将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速 有所下降，如浓度进一步提高，颗粒间的干扰影响 加速，沉速大的颗粒也不能超过沉速小的颗粒，在 聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自 保持相对不变的位置，共同下沉。 活性污泥在二沉池的后期沉淀就属于此类型。 （4）压缩沉淀：悬浮固体浓度很高，颗粒互相接 触、互相支撑，在上层颗粒的重力作用下，下层 颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓 缩。 活性污泥在二沉池污泥斗和浓缩池的浓缩就属于 此类型。 二、沉淀类型的分析 自由沉淀 1.力学分析： 假设条件：① 颗粒为非压密性的，在沉淀过程中 不改变自己的形状； ② 液体是静止的，为非压密性的，球体颗粒沉淀不 受容器器璧的影响； ③ 颗粒承受相同的重力场。 斯托克斯公式： ρ g − ρ y 2 u gd 18 μ 讨论：① 颗粒沉速的决定因素为 ρg- ρy ，当ρg＜ ρy时，颗粒上浮； ρg ＞ ρy时，颗粒下沉； ρg ρy 时，颗粒不沉也不浮；② 沉速u与颗粒的直径d2成正比， d↑，u↑；③ u与 μ成反比，水温↑， μ↓，u↑，利于颗 粒沉淀；④ 适用于球型颗粒。 三、理想沉淀池的沉淀原理 假定条件： ① 池内污水按水平方向流动，从入口到出 口，分布均匀，每个质点都按水平流速v流动； ② 悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，其水平分 速等于污水的水平流速v，每颗粒的沉速固定不 变； ③ 颗粒沉到池底即认为被去除。 分区：流入区、流出区、沉淀区和污泥区。 A点：运动轨迹为水平分速v与颗粒沉速u的矢量和， 必存在某一粒径的颗粒，其沉速为u0，刚巧能沉 至池底，关系式： u0/v=H/L， u0=vH/L 讨论: a、ut ≥u0的颗粒,都可在D点前沉淀掉,见轨迹Ⅰ所代 表的颗粒； b、ut＜ u0的那些颗粒，视其在流入区所入的位置而 定，若处在靠近水面处，则不能被去除， 见轨迹Ⅱ，处于靠近池底位置，就能被去除。 根据理想沉淀池的原理，说明： ① Q（m