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1、10uHAV不 变第5章 沉淀和澄清一、 沉淀分类自然沉淀：无絮凝性，d、v 不变；混凝沉淀：有絮凝性，d、v 变化；二、沉淀设备 平流沉淀池; 竖流沉淀池 ; 辐流沉淀池； 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：u i 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。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。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截流速度 u0全部去除颗粒中最小颗粒的沉速。去除率
2、WuEii 具具 1 00uAQEiiuiQ/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，m 2;去除率公式分析： E 只与 ui、 Q/A 有关，与 v、H 、L、T 无关； E、u i、Q/A 、H 等因素之间的关系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）u i 不变，Q 不变，A 增大 E 增大浅池理论：HH/nAnA EnE “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
3、大 A,降低 u0 （浅池理论） 斜板（管）沉淀池总去除率计算公式： iPdpu01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2三、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：400015000 紊流 水温不变, 是常数； v 减小(Q=v), Q 减vRe小 降低水力半径 R 具BHR2 BHR4加隔墙： R 减小 , Re 减小 , 紊动性减小；宽： 38m3. 异重流和水流稳定性异重流：水流密
4、度不同原因：水温 T 降低 , 增大； 杂质浓度 C 增大 , 增大； R 减小，Fr 增大，稳定性增大。gvFr2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/s4. 混凝条件ui d 2 T 增大，d 增大 ，u i 增大 ，有利于沉淀。四、构造（1）进、出水区要求避免矾花破碎；避免矾花带出，水质下降；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：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
5、4m ）宽： B=Q/(vH)，v=1025mm/s ，分格 B=38m 长： L= 3.6vT ， T：13hr (美国：24hr; 日本：35hr)校核：L:B4:1 ； L:H10:1； Fr=10-4 10-5（3）积泥区排泥方式： 泥斗排泥；穿孔管排泥；机械排泥：刮泥 ；吸泥：虹吸式；泵吸式。五、设计计算 u0 ： A=Q/ u0 L=3.6vT ； T ： V=QT L=3.6vT B=V/(LH) 斜板斜管沉淀池一 、构造 二 、特点3（1）表面负荷率高,占地面积小平流：u 0斜板： 01sincolqud q0 u0设计参数：平流：u 0 ： 13m3/m2h斜板：q 0：91
6、1m 3/m2h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，u i=2m/h ， T=3/2=1.5h 斜板：H=0.173m ，u i=2m/h，T=0.173/2=0.09h=5.4min H=0. 1tg60o =0.173m（3）改善水力条件，利于沉淀斜板：R 降低 Re A 板(2) Re Re50 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）水流方向倾角 a f =LBCOS， 减小， a f 增大；E 增大，滑泥不利。异向流： =60同向流： =3040自然滑泻 =5 水力滑泻 美国3. 斜板（
7、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：50100mm，常为 100mm；斜管直径：2540mm，常为 25mm5. 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 sin)7. 分类异向流（上）：水向上， 泥向下，斜板、斜管；4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
8、=30 -40， 斜板间距 d=35mm A f 大，q 高同向流：30-50 m 3/m2h；异向流：9-11 m 3/m2h；平流：1.2-2.2 m 3/m2h（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1、构造及工艺流程52、净水原理悬浮层：在上升水流作用下, 悬浮在澄清池内,由大量矾花组成的活性泥渣层.接触絮凝：高浓度的大絮粒群与粒径有显著差异的微絮粒相互接触，使微絮粒迅速吸附在大絮粒群上絮凝，这种作用叫接触絮凝。设计、运行要求：（1）水力条件：锥形 1紊动性大； 2矾花悬浮 （2）悬浮层50/0.81/(1)mvcglsuC浓 度 ： ： ： %10水
9、样沉 降 比 矾 花mlvECQv,大小强 制 排 泥厚 度 .23） 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 mg/l(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 6（2）适应性差 （水温、水量、水质） 活 性排 泥 量低高 效 果效 果原 产排 泥原CQcTvQ（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1、构造及工艺流程
10、脉冲发生系统：进水室、脉冲发生器配水稳流系统：中央配水渠、 配水干渠、配水支管、稳流板澄清系统：悬浮层、清水层、集水系统排泥系统：泥渣浓缩室、排泥管2、脉冲发生器（1）功能：脉冲配水 优点：1C ，接触絮凝 2悬浮层浓度均布 3防止沉泥（2）设备： 机械真空泵；水力钟罩（3）计算脉冲流量 Q P t1进水时QttttP212122 间；t 2放水时间；t 1+ t2 脉冲周期7t1/ t2 ：充放比 设计参数 : t 1/ t2=3:1 4:1 t1 ：25 30s, t2 ：6 10s控制 t 1/ t2 ： t 1/ t2 大：悬浮层收缩过量； t 1/ t2 小：悬浮层压缩不足3、优点1
11、）脉冲配水；2）配水均匀；3）其他：单池面积大，池深浅，4-5 米，底平；形状：圆、方、矩；水下无机械设备 4、缺点适应性差：1tQVTtC 排 产水 量 ： 水 质 ： 排 泥 量 活 性三、机械搅拌澄清池（泥渣循环型） 1、构造及工艺流程组成：I、II、导流、分离、加药、配水、排泥8机械搅拌澄清池电 机QIV加药 排泥放空、排泥II清水区透气管Q进水出水IIVIII2、几个问题（1） 回流量:进流量=3:15:1（2）容积比池型、各部分比例、构造停留时间 T 容积比 II：I：IV = 1：2：7（8，9） 趋势 ），（： 98721IVT=1.5hr TII ：T I：T IV = 9
12、18 63絮凝 : 沉淀 = 27 : 63速度梯度 G: 絮凝：I机械搅拌，II水力搅拌 沉淀：断面大，V 小，紊动小（3）其他配水：三角配水槽 ； 加药：混凝剂 ；助凝剂； 排泥：泥渣浓缩室；池底排泥3. 优点（1）去除率高 T 絮长 d 矾大 C 大 单位面积处理能力大 （2）适应性强 （水量、水温、水质） 调节调 回流比；调搅拌速度。9（3）原水浊度高 机械搅拌澄清池： 1000mg/L (短时允许 30005000mg/l)脉 冲 澄 清 池 ： 1000mg/ L (短时允许 3000mg/l)悬 浮 澄 清 池 ： 1000mg/ L 4、缺点： 机械维修量大、结构复杂四、澄清池中加斜板（管）1、循环型： 斜板清水区 TQVmdE一 倍作 用 3520:2、悬浮型 斜板清水区；悬浮层（Re 减小）
