水质工程学第4章沉淀与澄清3.ppt

雷诺数（Reynolds number） 平流沉淀池 平流沉淀池工作原理图 一、基本假定 二、推导 三、公式的物理意义 理想沉淀池效率分析 基本假定 a．水在池内沿水平方向作等速流动，水平流速为v，从入口到出口的流动时间为t； b．在入流区，颗粒沿截面均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v； c．悬浮物以等速下沉； d．颗粒一碰到池底即认为被去除 推导 以平流式理想沉淀池为例（如图4-1-5所示） 截留速度： （4-6） 水平流速： （4-7） （4-8） 推导 把（4-7）代入（4-8）可得： （4-9） 式中：q0——表面负荷率或过流率，m3/m2·h 截留速度刚好等于单位时间单位面积上流过的水量 公式的物理意义 颗粒在沉淀池中的截留速度刚好等于单位时间单位面积上流过的水量，为沉淀池的设计提供了理论依据。 若定义：具有沉速ui<u0的颗粒的去除比例为该颗粒的去除效率，则： （4-10） 说明ηi与水深、沉淀时间、水平流速、池长无关。（Hazen理论） 公式的物理意义 a．若ηi一定，则ui增大，q0增大；q0一定，则ui增大，ηi增加 b．若Q一定、ui一定，则A增加，ηi增加； Q、ui一定时，对相同体积的池子，H减小，则A增大，ηi增加。 Hazen理论提供了提高沉淀池效率的依据 实际沉淀池与理想沉淀池的差别 一、水的流动状态 二、其它因素 水的流动状态 1、短流 2、紊流 短流 实际的平均停留时间较理想的短，称为短流现象。短流的存在，使池子的容积利用率降低。 　引起短流的原因: ——流速分布不均匀 ——进出口配水的不均匀，造成死区； 　——异重流 ——池子的构造 紊流 进水时产生射流，如穿孔墙孔眼流速为0.1～0.2m/s 其它因素 ——池深:　絮凝效果；防止已沉颗粒冲刷上浮 ——沉淀时间:　絮凝沉淀 因此，设计沉淀池时，除了对表面负荷率有要求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥方式等均有要求。通常，对于静置沉淀得出的试验结果，在用于设计时还需考虑一定的安全系数。一般在设计时： q=q0/1.25~1.75，T=（1.5~2.0）T0 沉淀池 概述 一、平流式沉淀池　(horizontal flow Sedimentation Tank) 二、竖流式沉淀池　(vertical flow ST) 三、斜板（管）沉淀池（tilted-plate ST） 四、澄清池（clarifier，clarification tank） 概述 沉淀池是一种主要的固液分离构筑物。在生物处理工艺中起预处理作用的沉淀池称为初沉池，生物处理后起澄清出水和浓缩污泥的称为二沉池。除在生物处理中作为固液分离的主要构筑物外，在别的工艺中也常作为固液分离的主要构筑物。 根据水流，一般将沉淀池分为三种:　 平流式(矩形)、竖流式(园、方、正多边形)和辐流式(多为园形，也可为方形) 概述 沉淀池构造根据功能分为五个区: 　进水区:　保证进水均匀分布在整个进水断面上，避免短流，减少死角和紊流影响，提高容积利用系数。 　出水区:　均匀出水(目的同上)，阻拦浮渣 　沉淀区:　污水与颗粒分离，工作区 　污泥区:　污泥贮放、浓缩、排除 缓冲区:　分隔沉淀区，保证沉下的颗粒不因水流搅动而再次浮起进入沉淀区。 平流式沉淀池 1 构造形式（见图4-2-3 ） 2 主要设计参数 3 设计计算 构造形式 ——进水区整流、布水构造：均匀布水、消能、防止短流、异重流及冲刷污泥 　　横向潜孔 + 挡板（如图4-2-4所示） 竖向潜孔 + 挡板（如图4-2-5所示） 穿孔花墙（如图4-2-6所示） 构造形式 ——出水区构造：均匀集水、拦截漂浮物、防止短流、沟流，定容 　　薄壁(平顶)堰、锯齿堰、淹没式孔口出流（如图4-2-7所示） 堰:　控制池内水位，均匀出水；须保证单位堰长上溢流量相等(堰顶严格水平)， 且不宜过大，否则滞泥。若单宽流量不能满足，应增大堰长。增加堰长的方法举例（见图4-2-8） 构造形式 ——集泥、贮泥: 设泥斗 多斗式　 单斗式：刮泥机（链带式、行车式刮泥机） ——排泥: 重力（静压）排泥 排泥管（见图4-2-9） 吸泥车 排泥井（见图4-2-10） 主要设计参数 控制沉淀效率的工艺参数:　 表面负荷率(截留速度)　 沉淀时间 ——通过试验获得:　　 q设 = qo/(1.25～1.75)