第三讲 第二章 格栅、沉淀.doc

第三讲沉淀
第2章水的物理化学处理方法(4学时)
本章教学内容:
粗大颗粒物质的去除,悬浮物质和胶体物质的去除,溶解物质的去除,消毒
本章教学要求:
(1)了解物化处理的主要方法,掌握粗大颗粒去除的原理,掌握悬浮物质和胶体物质去除的基本原理和常用方法;
(2)了解溶解物质的处理方法,掌握几种重要方法的去除机理,掌握消毒原理,熟悉常用的几种消毒方法;
(3)了解水的其他物理化学处理方法。
本章教学重点:
格柵、沉砂池、沉淀、消毒
本章习题: P200 1, 7, 9, 18,30

格栅:去除污水中悬浮物,保证泵正常的工作,减轻提升水位,对于减少土方的开挖量有效。
设施:截流构筑物。截流构筑物的种类如:格栅,筛网,滤池。
重力分离——沉砂池,沉淀池,隔油池

1、定义(definition):由一系列平行的栅条,
:去除大颗粒悬浮物,保证有序进行。
:
按形状分为:(1)平面格栅(2)曲面格栅
格栅按照间距来分:粗格栅;中格栅;细格栅
按清渣的方式来分:
人工清渣:W≤ /d;可采用人工清渣,安装角度为 30°-45°
机械清渣:分为(1)固定式(2)活动式(3)回转耙式

作用:去除无机砂,并非有机砂。
分类:( 1)平流式沉砂池(2)曝气沉砂池(3)多尔沉砂池(4)钟式沉砂池
• 平流沉砂池
1、构造见课本 71页
2、平流沉沙池的优点与缺点:
优点:平流沉沙池的适应性强,效果稳定
缺点:占地面积大,沉沙池中含有15%的有机物,为后续处理增加困难。
•  曝气沉砂池
50年代以后,主要以曝气沉沙池为主,优点为:
特点:①沉砂中有机物含量小于 5%
②具有预曝气、除臭、防止厌氧分解,除泡和加速分离作用
构造和工作原理
•  构造:①形状:矩形②有 I=-,坡向集砂槽③集砂槽侧有曝气装置,-
•  工作原理:水平运动,旋流运动
•  设计: 同沉淀池
(混凝、澄清和过滤部分自学)
一、原理
利用颗粒与水的密度之差,比重>1,下沉
比重<1,上浮
沉淀工艺简单,应用极为广泛,主要用于去除100um以上的颗粒
给水处理――混凝沉淀,高浊预沉
废水处理――沉砂池(去除无机物)
初沉池(去除悬浮有机物)
二沉池(活性污泥与水分离)
二、分类★
自由沉淀:离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变
(沉砂池、初沉池前期)
絮凝沉淀:絮凝性颗粒,在沉淀过程中沉速增加
(初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀)
拥挤沉淀:颗粒浓度大,相互间发生干扰,分层
(高浊水、二沉池、污泥浓缩池)
压缩沉淀:颗粒间相互挤压,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出,污泥得到浓缩。
★自由沉淀(discrete particle settling)
一、颗粒沉速公式(Stokes’ law)
假设沉淀的颗粒是球形
所受到的重力为F1= 1/6 p d3 (rp - rl ) g
所受到的水的阻力F2=CD rl u2/2. (p d2/4)
CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。
平衡时:F1=F2
可得到沉速(terminal velocity)计算公式(对球形颗粒):
对于非球形颗粒:
f:形状系数
CD与Re有关。
Re<1, CD= 24/Re
m:水的动力粘度,Pa s
该公式难以反映实际,因为实际中颗粒大小不一,不是球形。
但可以了解u的影响因素。
此外,一般d难以测定,在层流区,颗粒太小。可以通过测定u,算出d(注意是名义上的)。
二、颗粒沉淀实验
t=0
t=ti
h
在ti时,从底部取样,测定Ci
计算
tiÞ ui = h/ti
Ci Þ pi = Ci/C0
pi:沉速小于ui的颗粒占全部颗粒的比重
p-u 曲线(颗粒粒度分布曲线)
p
u=h/t

在t0 时, u³u0 的颗粒全部去除
u<u0 的颗粒部分去除
hi/h = uit0/(u0t0) = u/u0
通过实验可绘制以下曲线:
E-t 曲线 E-u曲线(与水深无关)
中部取样法:
P= (C0-C)/C0 *100%
三、理想沉淀池
假设:
颗粒为自由沉淀
水流水平流动,在过水断面上,各点流速相等。
颗粒到底就被去除。
水平流速v=Q/(h0 B) B: 池宽
考察顶点,流线III:正好有一个沉降速度为u0的颗粒从池顶沉淀到池底,称为截留速度。
u³u0的颗粒可以全部去除
u<u0的颗粒