废水处理工程课件第4章沉淀与上浮1-2节.pptVIP

第四章 沉淀与上浮 第一节 概 述 1、沉淀的定义 悬浮颗粒在重力作用下，从水中分离的过程称为沉淀。实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。 (1) 当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。 ——沉 淀 (2) 当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。 ——上 浮 2、沉淀去除的对象及构筑物 ① 砂粒 ② 化学沉淀 ③ 混凝絮体 ④ 生物污泥 ⑤ 污泥浓缩 3、位置及作用 A、作为处理系统的主体； B、工艺流程主体处理单元之前——预处理； C、工艺流程主体处理单元之后； D、污泥处置。 （3）含铬废水处理工艺： (1)自由沉淀 水中悬浮物颗粒浓度低，呈离散状态；互不干扰，各自完成沉淀过程。颗粒在下沉过程中的形状、尺寸、密度、不发生变化。 例如：沉砂池 (2)絮凝沉淀 水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性能。在沉淀过程中互相碰撞发生凝聚，其粒径和质量均随沉淀距离增加而增大，沉淀速度加快。 例如：二沉池； 混凝沉淀。 (3)拥挤沉淀(分层沉淀) 水中悬浮物浓度较高，颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰，沉速降低，颗粒碰撞互相 “凝聚”而共同下沉，形成一明显的泥、水界面。沉淀过程实质是泥、水界面下降的过程，沉淀速度为界面下降速度。 如：二沉池的上部； 污泥浓缩池上部。 (4)压缩沉淀 当悬浮物浓度很高、颗粒互相接触、互相支承，在上层颗粒的重力作用下将下层颗粒间的水挤出，使颗粒群浓缩。 例如：二沉池污泥斗; 浓缩池底部。 第二节 自由沉淀 一、自由沉淀的假定条件 实际中水流状态、悬浮物的大小、形状、性质是十分复杂的，影响颗粒沉淀的因素很多。 为了解颗粒在水中自由沉降过程的动力学本质，进行如下假定： 由stocks公式 可知： * * 沉砂池 浓缩池 沉淀池 （1）城市污水处理工艺: （2）高浓度有机废水处理工艺: 4、沉淀类型 根据悬浮颗粒的性质及其浓度的高低，沉淀可分为四种类型： ① 颗粒为球形，沉淀过程中大小、形状和质量均不发生变化； ② 液体为静止状态； ③ 颗粒沉淀不受容器器壁影响； ④ 颗粒沉淀仅受重力和水的作用。 作用方式？ 二、自由沉淀速度 (1) 颗粒在静水中的受力情况 重力： 浮力： 阻力： 式中：ρs,ρ―表示颗粒及水的密度 g―重力加速度 A―颗粒在沉淀方向上的投影面积，对球形颗粒，A=лd2/4 u―颗粒沉速 λ―阻力系数，它是雷诺数（ ）和颗粒形状的函数。 μ—水的粘度 (2)颗粒在静水中的运动情况 在静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用而产生加速运动，同时水的阻力也逐渐增大。 经一很短时间后，当阻力F3增大到与颗粒的“重力F1和浮力F2之差”相等时，颗粒作等速下沉运动。 等速沉淀的速度常称沉淀末速度，简称沉速。 (3)颗粒沉淀速度 在等速沉淀情况下，F1-F2=F3，即: 水流状态： 层流状态：Re1时， ——Stokes 式 过渡状态：1Re103 时， —— Fair式 紊流状态：103Re105时，λ=0.44 ——Newton式 层流状态下： Stokes公式 (4)影响沉淀速度的因素 A．与颗粒、水的密度差成正比； 当ρsρ时，u0,颗粒下沉； 当ρsρ时，u0,颗粒上浮； 当ρs=ρ时，u=0,颗粒悬浮。 B．与颗粒直径平方成正比； 一般沉淀只能去除 d20μm的颗粒。 对于粒径较小的颗粒，可以通过混凝增大颗粒粒径，促进沉淀； C. 与水的粘度μ成反比； 因粘度与水温成反比，故提高水温有利于加速沉淀。