第10章 污水的物理处理--沉淀理论和沉砂池2VIP免费

1§10-2§10-2沉淀的基础理论沉淀的基础理论2一、概述二、沉淀类型三、自由沉淀及分析四、沉淀池工作原理本节内容本节内容31、沉淀的概念一、概述是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。4按照废水的性质与所要求的处理程度的不同，沉淀处理工艺可以是整个水处理过程中的一个工序，亦可以作为唯一的处理方法。2、应用场合在典型的污水处理厂中，有以下4种用法：(1)用于废水的预处理——沉砂池(2)用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理(初沉池)(3)用于生物处理后的固液分离(二次沉淀池)(4)用于污泥处理阶段的污泥浓缩5二、沉淀类型自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀根据水中悬浮颗粒的性质、凝聚性能及浓根据水中悬浮颗粒的性质、凝聚性能及浓度，沉淀通常可以分为四种不同的类型：度，沉淀通常可以分为四种不同的类型：61、自由沉淀实例：固体颗粒在实例：固体颗粒在沉砂池沉砂池及及沉淀池内的初沉淀池内的初期沉降期沉降自由沉淀也称为离散沉降，是一种非絮凝性或弱絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉淀。由于悬浮固体浓度低，而且颗粒之间不发生聚集，因此在沉降过程中颗粒的形状、粒径和密度都保持不变，互不干扰地各自独立完成匀速沉降过程。72、絮凝沉淀实例：颗粒在实例：颗粒在初初沉池内的后期沉池内的后期沉降沉降，生化处，生化处理中污泥在理中污泥在二二沉池中间段的沉池中间段的沉淀沉淀，及水处，及水处理的理的混凝沉淀混凝沉淀。。这是一种絮凝性固体颗粒在稀悬浮液中的沉淀。虽然悬浮固体浓度也不高（50-500mg/L），但颗粒在沉降过程中接触碰撞时能互相聚集为较大的絮体，因而颗粒粒径和沉降速度随沉降时间的延续而增大。83、区域沉淀也称成层沉淀、拥挤沉淀。这是一种固体颗粒（特别是强絮凝性颗粒）在较高浓度(500mg/L以上)悬浮液中的沉降。实例：生化处理中污泥在实例：生化处理中污泥在二沉池下部的沉降和在和在浓缩池内的初期沉降。由于悬浮固体浓度较高，颗粒彼此靠的很近，吸附力将促使所有颗粒聚集为一个整体，但各自保持不变的相对位置共同下沉。此时，水与颗粒群体之间形成一个清晰的泥水界面，沉降过程就是这个界面随沉降历时下移的过程。9当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时，颗粒之间便互相接触，彼此上下支承。在上下颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出，颗粒相对位置不断靠近，颗粒群体被压缩。4、压缩沉淀实例：生化污泥在生化污泥在二沉池污泥斗和和浓缩池内的浓缩过程。10上澄水自由沉淀带絮凝干涉沉淀带成层沉淀带压缩沉淀时间t水深ABCD沉淀过程示意图11分析的假定沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变颗粒为球形颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响。静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成等速下沉。三、自由沉淀及分析12悬浮颗粒在水中的受力：重力F1、浮力F2、下沉中的摩擦阻力F3重力大于浮力和摩擦力时，下沉；重力等于浮力和摩擦力时，相对静止；重力小于浮力和摩擦力时，上浮。F2ρsF1ρL，F313用牛顿第二定律表达颗粒的自由沉淀过程:式中：m—颗粒质量，kg；u—颗粒沉速，m/s；t—沉淀时间，s；F1—颗粒的重力F2—颗粒的浮力F3—颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力。悬浮颗粒在水中的受力分析321FFFdtdum14（1）颗粒的重力：其中：ρS为颗粒密度，kg/m3；d为颗粒直径，m；g为重力加速度。（2）颗粒的浮力：其中：ρL为液体密度，kg/m3；gdS6F31gdL6F3215（3）颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力：式中：λ—阻力系数，当颗粒周围绕流处于层流状态时，λ=24/Re；Re为颗粒绕流雷偌数，与颗粒的直径、沉速、液体的粘度等有关，A—自由沉淀颗粒在垂直面上的投影面积，2F23uALLudRe241dA16颗粒下沉开始时，沉速为0，逐渐加速，阻力F3也随之增加，很快三种力达到平衡，颗粒等速下沉，du/dt=0，代入公式：2212231834246)(gddguuddgdtdumLSLLSLLS172181dguLSs即为球状颗粒...