自來水水處理技術(shù)3課件-

2.5沉淀池

按水流方向分:平流,豎流,輻流理想沉淀池影響沉淀效果的因素平流沉淀池的構(gòu)造2.5沉淀池

按水流方向分:平流,豎流,輻流理想沉淀池1一.理想平流沉淀池理想平流沉淀池的基本假設(shè)：①顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的沉速始終不變。②水流沿水平方向流動(dòng)，在過水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過程中流速始終不變。③顆粒沉到底就被認(rèn)為去除，不再返回水流中。理想沉淀池的工作情況見下圖。一.理想平流沉淀池2自來水水處理技術(shù)3課件-3原水進(jìn)入沉淀池，在進(jìn)水區(qū)被均勻分配在A-B截面上其水平流速為：考察頂點(diǎn)，流線III：正好有一個(gè)沉降速度為的顆粒從池頂沉淀到池底，稱為截留速度?！輚0的顆粒可以全部去除，<u0的顆粒只能部分去除對(duì)用直線Ⅲ代表的一類顆粒而言，流動(dòng)時(shí)間和與沉淀時(shí)間如下式:

令兩式相等，代入得：

原水進(jìn)入沉淀池，在進(jìn)水區(qū)被均勻分配在A-B截面上其水平流速為4即：

一般稱為“表面負(fù)荷”或“溢流率”。表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。設(shè)原水中沉速為ui（ui<u0）的顆粒的濃度為C，沿著進(jìn)水區(qū)高度為hi的截面進(jìn)入的顆粒的總量為QC=h0BvC，沿著m點(diǎn)以下的高度為hi的截面進(jìn)入的顆粒的數(shù)量為hiBvC，則沉速為ui的顆粒的去除率為：

根據(jù)相似關(guān)系得：即

同理得：得特定顆粒去除率：

從而得：

即：5由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負(fù)荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時(shí)間）無關(guān)。（1）當(dāng)E一定時(shí)，顆粒沉速越大，表面負(fù)荷越大.(2)當(dāng)q不變時(shí),當(dāng)顆粒沉速增大時(shí),去除率E增大。顆粒沉速與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強(qiáng)混凝工藝。（2）對(duì)于一定沉速的顆粒，增大A，可以增加產(chǎn)水量Q或增大E。當(dāng)容積一定時(shí)，增加A，可以降低水深――“淺池理論”。由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負(fù)荷有關(guān)，而與6二.影響平流沉淀池的影響因素(1)實(shí)際水流情況理想沉淀池中,水流穩(wěn)定,流速均勻分布,理論停留時(shí)間:實(shí)際中,停留時(shí)間偏離理想情況,有的停留時(shí)間長,有的停留時(shí)間短,這種情況稱為短流,是由于沉淀池內(nèi)的流速與流程不同造成的.具體原因:1)異重流2)風(fēng)的影響3)池內(nèi)導(dǎo)流壁與刮泥設(shè)施的影響4)死角的存在二.影響平流沉淀池的影響因素7A.水流的紊動(dòng)性(防止死角)紊動(dòng)性用雷諾數(shù)表示:沉淀池的雷諾數(shù)表征水流慣性力與粘滯力的比值，一般在4000-15000(大于500),屬于紊流狀態(tài),實(shí)際中通常要求雷諾數(shù)越小越好.A.水流的紊動(dòng)性(防止死角)8B.水流的穩(wěn)定性(防止異重流)水流的穩(wěn)定性用弗勞德數(shù)Ｆr表示,它反應(yīng)的是水流慣性力與重力的比值．Ｆr數(shù)增大，表明慣性力作用相對(duì)增加，重力作用相對(duì)減小，水流對(duì)溫差＼密度差異等影響的抵抗能力強(qiáng)，使沉淀池內(nèi)的流態(tài)保持穩(wěn)定，通常，平流沉淀池內(nèi)Ｆr宜大于10-5B.水流的穩(wěn)定性(防止異重流)9在平流式沉淀池中，降低Ｒe和提高Ｆr數(shù)的有效措施是減少水力半徑Ｒ，池中縱向分格及增加斜板＼斜管均能達(dá)到上述目的．在沉淀池中，增大水平流速，一方面提高了Ｒe,不利于沉淀，另一方面，Ｆr增大，提高了沉淀效果，這種矛盾導(dǎo)致沉淀池的水平流速可以在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，而對(duì)沉淀效果影響不太明顯．水平流速一般為10-25mm/s在平流式沉淀池中，降低Ｒe和提高Ｆr數(shù)的有效措施是減少水力半10２）凝聚作用的影響原水通過絮凝池后，絮凝過程在沉淀池中繼續(xù)進(jìn)行．水在池內(nèi)沉淀時(shí)間越長，池內(nèi)因水流速度不同而引起的絮凝越完善，沉淀出水水質(zhì)越好，因此沉淀時(shí)間對(duì)沉淀效果是有影響的．池中水深越大，池內(nèi)因顆粒沉速不同引起的絮凝越完善，沉淀出水水質(zhì)越好，因此沉淀池深對(duì)沉淀效果也是有影響的．這些都與理想沉淀池是不同的．２）凝聚作用的影響11三、平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu)平流式沉淀池分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)4部分。1.進(jìn)水區(qū)進(jìn)水區(qū)的作用是使流量均勻分布在進(jìn)水截面上，盡量減少擾動(dòng)。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個(gè)斷面上，見圖。為使礬花不宜破碎，通常采用穿孔花墻V<0.15-0.2m/s，洞口總面積也不宜過大。三、平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu)12自來水水處理技術(shù)3課件-132.沉淀區(qū)沉淀區(qū)的高度一般約3～4m，平流式沉淀池中應(yīng)減少紊動(dòng)性，提高穩(wěn)定性。能同時(shí)降低雷諾數(shù)和提高弗勞德數(shù)的方法只能是降低水力半徑R，措施是加隔板，使平流式沉淀池L/B>4,L/H>10，每格寬度應(yīng)在3～8m不宜大于15m。沉淀區(qū)水流速度的控制也很重要適宜范圍：10-25mm/s（給水）5－7mm/s（污水）2.沉淀區(qū)143出水區(qū)通常采用：溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）見圖?？卓诹魉僖藶?.6～0.7m/s，孔徑20～30mm，孔口在水面下15cm，水流應(yīng)自由跌落到出水渠。為了不使流線過于集中，應(yīng)盡量增加出水堰的長度，降低流量負(fù)荷。堰口溢流率一般小于500，目前我國增加堰長的辦法如圖。3出水區(qū)15自來水水處理技術(shù)3課件-16自來水水處理技術(shù)3課件-174.存泥區(qū)及排泥措施泥斗排泥：靠靜水壓力1.5–2.0m，下設(shè)有排泥管，多斗形式，可省去機(jī)械刮泥設(shè)備（池容不大時(shí)）穿孔管排泥：需存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放空。機(jī)械排泥：帶刮泥機(jī)，池底需要一定坡度，適用于3m以上虹吸水頭的沉淀池，當(dāng)沉淀池為半地下式時(shí)，用泥泵抽吸。還有一種單口掃描式吸泥機(jī)，無需成排的吸口和吸管裝置。沿著橫向往復(fù)行走吸泥。4.存泥區(qū)及排泥措施18自來水水處理技術(shù)3課件-19自來水水處理技術(shù)3課件-20四、平流沉淀池的工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)平流沉淀池的主要控制指標(biāo)是表面負(fù)荷或停留時(shí)間。應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計(jì)資料、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。停留時(shí)間一般采用1～3h。華東地區(qū)水源一般采用1～2h。低溫低濁水源停留時(shí)間往往超過2h。四、平流沉淀池的工藝設(shè)計(jì)211)幾個(gè)參數(shù)間關(guān)系技術(shù)參數(shù):水平流速v,停留時(shí)間t,表面負(fù)荷q0構(gòu)造參數(shù):池長L,池深H,池寬B1)幾個(gè)參數(shù)間關(guān)系22五、斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì)1）原理由沉淀效率公式可知：在原體積不變時(shí)，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高。斜板（管）沉淀池與水平面成一定的角度（一般60°左右）的板（管）狀組件置于沉淀池中構(gòu)成，水流可從上向下或從下向上流動(dòng)，顆粒沉于斜管底部，而后自動(dòng)下滑。斜板（管）沉淀池的沉淀面積明顯大于平流式沉淀池，因而可提高單位面積的產(chǎn)水量或提高沉淀效率。五、斜板（管）沉淀池的特點(diǎn)與工藝設(shè)計(jì)232）分類有異向流、同向流、橫向流三種，目前在實(shí)際工程中應(yīng)用的是異向流斜板（管）沉淀池，其結(jié)構(gòu)見圖。2）分類24自來水水處理技術(shù)3課件-252.6澄清池(Clarifier)

澄清池將絮凝和沉淀過程綜合于一個(gè)構(gòu)筑物完成，主要依靠活性泥渣層達(dá)到澄清目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)被阻留下來使水獲得澄清的現(xiàn)象，稱為接觸絮凝。在原水中加入較多絮凝劑，并適當(dāng)降低負(fù)荷，經(jīng)過一段時(shí)間，便能形成泥渣層，常用于給水處理。

2.6澄清池(Clarifier)澄清池將絮凝和沉淀過261.懸浮澄清池

其結(jié)構(gòu)見圖7~22。懸浮澄清池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般用于小水廠，運(yùn)行適應(yīng)性差（水溫、水量、變化時(shí)，泥渣層工作不穩(wěn)定），目前已很少用。1.懸浮澄清池

其結(jié)構(gòu)見圖7~22。懸浮澄清池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)272.機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①清水區(qū)上升流速為0.8~1.1mm/s；②水在澄清池內(nèi)總的停留時(shí)間可采用1.2~1.5h；③葉輪提升流量為進(jìn)水流量的3~5倍；④原水進(jìn)水管、三角配水槽的水流流速分別為1m/s、0.4m/s；⑤第一絮凝室的容積：第二絮凝室的容積（含導(dǎo)流室）：分離室為2：1：7，第二絮凝室與導(dǎo)流室的水流流速一般為40~60mm/S；⑥直徑大于6m時(shí)用6~8條集水槽，直徑小于6m時(shí)用4~6條集水槽2.機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：28自來水水處理技