给水处理讲稿沉淀和澄清.docx

第5章 沉淀和澄清
一、 沉淀分类
①自然沉淀：无絮凝性，d、ρ、v不变；
②混凝沉淀：有絮凝性，d、ρ、v变化；

二、沉淀设备
① 平流沉淀池; ②竖流沉淀池; ③辐流沉淀池； ④斜管（板）沉淀池

三. 澄清：
反应 + 沉淀 澄清池

5.2 沉淀池
一. 理想沉淀池
理想沉淀池假设条件：
①ui 不变：颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状、密度和沉速不变。
②平流速v不变：水流沿着水平方向流动。在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。
③颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水中。

二、理想沉淀池的沉淀过程分析
①截流速度u0—全部去除颗粒中最小颗粒的沉速。
②去除率

Q/A—表面负荷率，在数值上等于截流沉速，m3/m2.h = m/.h ;A — 沉积面积，m2;

去除率公式分析：
① E只与ui、 Q/A有关，与v、H、L、T无关；
② E、ui、Q/A 、H 等因素之间的关系
③
1）E 一定，若u i 增大 则 Q/A增大——A 不变，Q 增大 ，产水量增大；
—— Q 不变，A 减小 ，造价降低 ；

2）Q/A 不变，若u i增大 ，则 E 增大，出水水质提高；

3）ui 不变，Q 不变，A 增大 E增大

浅池理论：

H—H/n
A—nA E—nE “浅池理论”

提高去除率途径
1）提高沉速ui —加强混凝；澄清池；
2）增大A,降低u0 （浅池理论） —斜板（管）沉淀池

总去除率计算公式：

理想沉淀池与实际沉淀池不同点
沉到池底颗粒返回水中。
颗粒沉到池底，被去除。
水流有脉动，各点流速 v不等，短流。
水流各点水平流速 v 相等，且始终不变。
颗粒沉速 ui 变化。
颗粒沉速 ui 不变。
实际沉淀池
理想沉淀池

三、影响沉淀池沉淀效果的因素
1. 进出口的影响
2. 水流紊动性
平流 Re：4000~15000 紊流
∵ 水温不变,γ是常数； v 减小(Q=ω×v), Q 减小
∴ 降低水力半径 R

加隔墙： R减小 , Re减小 , 紊动性减小；宽：3~8m

3. 异重流和水流稳定性
异重流：水流密度不同
原因：水温 T 降低 ,ρ 增大； 杂质浓度C增大 ,ρ 增大；
R 减小，Fr 增大，稳定性增大。

水平流速V降低——Re降低，利于降低紊动性；Fr降低 ，不利于提高稳定性。
故：v =10—25mm/s
4. 混凝条件
ui ∝ d2 T 增大，d增大 ，ui 增大 ，有利于沉淀。

四、构造
（1）进、出水区
要求①避免矾花破碎；②避免矾花带出，水质下降；③减少无效沉淀面积A无效。
进水：配水花墙、缝隙
出水：指形渠、非淹没式孔口出流
（2）沉淀区布置：直流式
确定长、宽、高：
①有效水深H：理论：H 减小，A 增大，E增大 —— 浅池好；
实际：a）抗异重流——最小水深；b) 高程布置
故：H=（3~4m）
②宽： B=Q/(v×H)，v=10~25mm/s ，分格 B=3~8m
③长： L= 3.6vT ， T：1~3hr (美国：2~4hr; 日本：3~5hr)
校核：L:B>4:1； L:H>10:1； Fr=10-4~ 10-5
（3）积泥区
排泥方式：① 泥斗排泥；②穿孔管排泥；③机械排泥：刮泥 ；吸泥：虹吸式；泵吸式。

五、设计计算
① u0 ： A=Q/ u0 L=3.6vT ；② T ： V=QT L=3.6vT B=V/(LH)

斜板斜管沉淀池
一 、构造
二 、特点
（1）表面负荷率高,占地面积小
平流：u0
斜板：
q0 > u0

设计参数：
平流：u 0 ： 1~3m3/m2·h
斜板：q 0：9~11m3/m2·h

占地面积：F = Q / q0

（2）缩短沉淀距离,减少沉淀时间
例：平流：H=3m，ui=2m/h ， T=3/2=1.5h
斜板：H´=0.173m，ui=2m/h，T´=0.173/2=0.09h=5.4min
H’=0. 1×tg60o =0.173m

（3）改善水力条件，利于沉淀
斜板：R降低Re < 500；Fr：10-3~10-4
平流： Re：4000~15000 ;Fr：10-4~10-5

斜板与斜管较
(1) E A管 > A板
(2) Re Re<50 故：斜管更优于斜板
(3) Fr R=d/4
二、设计与计算
1. 进水方向
(1) 长边进水
（2）水流方向
2. 倾角θ
a f =L·B·COSθ，θ减小，a f增大；E增大，滑泥不利。
异向流： θ=60°
同向流： θ=30~40°自然滑泻
θ=5° 水力滑泻 美国

3. 斜板（管）长L取1米
4. 斜板间距、斜管直径及其断面形状
斜板间距：50~100mm，常为100mm；斜管直径：25~40mm，常为 25mm
5. 材料
斜板：木板 斜管：塑料 聚氯乙烯 聚丙烯。

6. 表面负荷
q=Q/F F=F净 q净= Q/ F净
F=F总= F净+F结+ F无 q毛= Q/ F总
上升流速：v’= q毛
板间流速（管内流速）：v=Q / ( F净·sinθ)
7. 分类
异向流（上）：水向上， 泥向下，斜板、斜管；
同向流（下）：水向下， 泥向下，斜板；
侧向流（横）：水水平， 泥向下，斜板。

三、同向流沉淀池简介
1. 构造与流程

2． 特点：
（1）表面负荷率高
斜板倾角θ=30 º-40º，
斜板间距 d=35mm Af大，q高

同向流：30-50 m3/m2·h；异向流：9-11 m3/m2·h；平流：1.2-2.2 m3/m2·h
（2）强制集水系统
兰美拉净水器；
管式集水装置

5.3 澄清池
一、悬浮澄清池

3） 运动
a）调整浓度

(1) 通过悬浮层运动自动调整泥渣浓度，C:2500―5000

(2) 浓度均布 避免短流

b) 泥渣更新 强制排泥

3、悬浮层的形成
（1）控制上升流速； 始：v < v设 且 不排泥 v设
（2）增大原水浊度；（3）加大投药量

4、缺点

（1）v 一定，去除率有限
（2）适应性差 （水温、水量、水质）

（3）配水不均匀 V大 带走矾花
C小 E减小

二、脉冲澄清池（泥渣悬浮型，过滤型）
改进：1）V周期性变化； 2）加强配水