水質(zhì)工程學(xué) 4.4~4.6

1、4.4 澄清池,4.4.1 澄清池的工作原理,在絮凝過程中，當(dāng)水中有兩種直徑相差很大的 顆粒時，粒徑為d1的細(xì)顆粒，其顆粒濃度為n1； 粒徑為d2的粗顆粒，其顆粒濃度為n2。在速度梯 度的作用下，兩種顆粒每秒相碰撞的次數(shù)，即顆 粒濃度的降低速率為：,式中：0為附著效率系數(shù)。假設(shè)d1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于d2， ，有d1+d2d2。如果細(xì)顆粒為原水中的顆粒，其 顆粒濃度n1很大；而粗顆粒d2為池中的絮體，其 顆粒濃度n2保持不變，并有n1n2，則上式可 改寫為：,式中：,則：,式中：nt為顆粒在t時刻的顆粒濃度，其值與水中絮 體的體積濃度有關(guān)，在給定Gt的條件下，隨著水的 虛體體積濃度的增大而迅速減小。如果能

2、在池內(nèi)形 成一個絮體濃度足夠大的區(qū)域，使原水進(jìn)入該區(qū)域 與絮體接觸，就能大大提高原水中細(xì)粒懸浮物的絮 凝速率,泥渣懸浮型澄清池：懸浮澄清池 脈沖澄清池 特點(diǎn)：泥渣處于懸浮狀態(tài) 泥渣回流型澄清池機(jī)械攪拌澄清池 水力循環(huán)澄清池 特點(diǎn)：泥渣在垂直方向不斷循環(huán),澄清池的類型,4.4.2 機(jī)械攪拌澄清池,設(shè)計(jì)要點(diǎn) 清水區(qū)上升流速為0.81.1mm/s； 水在澄清池內(nèi)總的停留時間可采用1.21.5h； 葉輪提升流量為進(jìn)水流量的35倍； 原水進(jìn)水管、三角配水槽的水流流速分別為1m/s、 0.4m/s； 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4

3、060mm/S； 直徑大于6m時用68條集水槽，直徑小于6m時用46條集水槽,優(yōu)點(diǎn): (1)處理效率高 泥渣的回流作用；泥水分離效果好 （2）對水量、水質(zhì)、水溫的變化適應(yīng)性 強(qiáng) a.泥渣回流量大，濃度高，對原水水 質(zhì)、 水量、水溫的變化起緩沖作用。 b.循環(huán)水量、攪拌強(qiáng)度可以通過機(jī)械 調(diào)節(jié)。,缺點(diǎn)： （1）需要一套機(jī)械攪拌設(shè)備：維護(hù)較麻煩。 （2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 適用： （1）大，中，小型水廠； （2）進(jìn)水懸浮物含量一般小于1000mg/L,短時可達(dá)3000-5000mg/L。,水力循環(huán)型澄清池,4.4.3 脈沖澄清池,泥渣周期性上下移動“脈沖”,一個周 期內(nèi),包括兩個過程:,充水:t1=50S,

4、放水:t2=10S,脈沖周期: T= t1+t2=60S,(1)配水均勻,a.配水穿孔管,流速大,b.有人字板整流,(2)混合效果好,(3)澄清效果好,a.有利于接觸絮凝,b.自動調(diào)整泥渣濃度,(4)泥水分離好,工作特點(diǎn),(1)凈水效果好 (2)除真空脈沖器外,無機(jī)械設(shè)備,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,對水溫，水質(zhì)的變化較敏感,管理水平要求高,上述兩種類型的澄清池的清水區(qū)加裝斜管， 能顯著提高澄清池的處理效果。,4.5 水中造粒,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在利用有機(jī)高分子絮凝過程中， 由體系外部供給一定能量，在某些條件下就 會生成結(jié)實(shí)的顆粒絮凝體，稱為水中造粒現(xiàn) 象。,起源：,日本學(xué)者提出：結(jié)團(tuán)絮凝,西安建筑大學(xué)在流化床上發(fā)

5、展了該理論,歷史：卡特莫爾1904年使金屬礦物質(zhì)細(xì)粉末成酸性 再用脂肪酸作架橋；特倫特1922年提出以烴類的油 作為架橋的方法。,自我造粒型流化床,底部進(jìn)水區(qū) 造粒區(qū) 分離區(qū) 集泥區(qū) 集水區(qū),常規(guī)絮凝形 成過程形成 的絮凝體結(jié) 構(gòu)松散，內(nèi) 部空隙很大， 密度低、沉 淀時間長。,在造粒設(shè)備,中，水對水中 微小粒子進(jìn)行 脫穩(wěn)，導(dǎo)入攪,拌區(qū)進(jìn)行造粒。 顆粒的結(jié)合和 成長以微小顆 粒在懸浮顆粒 表面逐一附著 的方式進(jìn)行。,控制因素,化學(xué)條件：脫穩(wěn)電位-15-20mv,反應(yīng)動力學(xué)條件：保證快速混合擴(kuò)散的反 應(yīng)條件；預(yù)先形成的高濃度顆粒層，為致 密的絮凝體的形成提供了巨大的表面；在 高濃度顆粒懸浮層提供適宜剪切力。,流體力學(xué)條件：提供向上水流；紊流條 件；相對穩(wěn)定的流化床頂部固液界面,4.6 輻流沉淀池,圓形扁平池子，排泥性能好，適用于懸浮物濃度 高、沉淀泥量大的水的處理，如高濁度水沉淀池、 污水處理廠初沉