水污染操控工程-沉淀.ppt

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1、第3章沉淀Sedimentation1第一節(jié)概述1、沉淀的定義懸浮顆粒在重力作用下，從水中分離的過程稱為沉淀。實(shí)現(xiàn)懸浮顆粒與水分離的構(gòu)筑物或設(shè)備稱為沉淀池。(1)當(dāng)懸浮物密度大于水時，懸浮物下沉與水分離?！恋?2)當(dāng)懸浮物密度小于水時，懸浮物上浮與水分離。——上浮22、沉淀去除的對象及構(gòu)筑物①砂粒②化學(xué)沉淀③混凝絮體④生物污泥⑤污泥濃縮沉砂池濃縮池沉淀池33、位置及作用A、作為處理系統(tǒng)的主體；B、工藝流程主體處理單元之前——預(yù)處理；C、工藝流程主體處理單元之后；D、污泥處置。（1）城市污水處理工藝:4（2）高濃度有機(jī)廢水處理工藝:（3）含鉻廢水處理工藝：5(1)自由沉淀水中懸浮物顆粒濃

2、度低，呈離散狀態(tài)；互不干擾，各自完成沉淀過程。顆粒在下沉過程中的形狀、尺寸、密度、不發(fā)生變化。例如：沉砂池4、沉淀類型根據(jù)懸浮顆粒的性質(zhì)及其濃度的高低，沉淀可分為四種類型：6(2)絮凝沉淀水中懸浮物濃度不高，但有絮凝性能。在沉淀過程中互相碰撞發(fā)生凝聚，其粒徑和質(zhì)量均隨沉淀距離增加而增大，沉淀速度加快。例如：二沉池；混凝沉淀。7(3)擁擠沉淀(分層沉淀)水中懸浮物濃度較高，顆粒下沉受到周圍其它顆粒的干擾，沉速降低，顆粒碰撞互相“凝聚”而共同下沉，形成一明顯的泥、水界面。沉淀過程實(shí)質(zhì)是泥、水界面下降的過程，沉淀速度為界面下降速度。如：二沉池的上部；污泥濃縮池上部。《動畫》8(4)壓縮沉淀當(dāng)懸浮

3、物濃度很高、顆?；ハ嘟佑|、互相支承，在上層顆粒的重力作用下將下層顆粒間的水?dāng)D出，使顆粒群濃縮。例如：二沉池污泥斗;濃縮池底部。9第二節(jié)自由沉淀一、自由沉淀的假定條件實(shí)際中水流狀態(tài)、懸浮物的大小、形狀、性質(zhì)是十分復(fù)雜的，影響顆粒沉淀的因素很多。為了解顆粒在水中自由沉降過程的動力學(xué)本質(zhì)，進(jìn)行如下假定：①顆粒為球形，沉淀過程中大小、形狀和質(zhì)量均不發(fā)生變化；②液體為靜止?fàn)顟B(tài)；③顆粒沉淀不受容器器壁影響；④顆粒沉淀僅受重力和水的作用。作用方式？10二、自由沉淀速度(1)顆粒在靜水中的受力情況重力：浮力：阻力：式中：ρs,ρ―表示顆粒及水的密度g―重力加速度A―顆粒在沉淀方向上的投影面積，對球形顆粒，

4、A=лd2/4u―顆粒沉速λ―阻力系數(shù)，它是雷諾數(shù)（）和顆粒形狀的函數(shù)。μ—水的粘度11(2)顆粒在靜水中的運(yùn)動情況在靜水中懸浮顆粒開始沉淀時，因受重力作用而產(chǎn)生加速運(yùn)動，同時水的阻力也逐漸增大。經(jīng)一很短時間后，當(dāng)阻力F3增大到與顆粒的“重力F1和浮力F2之差”相等時，顆粒作等速下沉運(yùn)動。等速沉淀的速度常稱沉淀末速度，簡稱沉速。12(3)顆粒沉淀速度在等速沉淀情況下，F(xiàn)1-F2=F3，即:水流狀態(tài)：層流狀態(tài)：Re<1時，——Stokes式過渡狀態(tài)：1

5、公式可知：(4)影響沉淀速度的因素A．與顆粒、水的密度差成正比；當(dāng)ρs>ρ時，u>0,顆粒下沉；當(dāng)ρs<ρ時，u<0,顆粒上??；當(dāng)ρs=ρ時，u=0,顆粒懸浮。B．與顆粒直徑平方成正比；一般沉淀只能去除d>20μm的顆粒。對于粒徑較小的顆粒，可以通過混凝增大顆粒粒徑，促進(jìn)沉淀；C.與水的粘度μ成反比；因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于加速沉淀。14(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)際廢水中懸浮物顆粒粒徑不均勻，形狀各異，密度也有差異。通過沉淀試驗(yàn)：①了解廢水中懸浮物的沉淀特點(diǎn)；②為工程設(shè)計提供參數(shù)。三、自由沉淀實(shí)驗(yàn)15H取樣口沉降柱(2)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)編號:123········n原水濃度：C0C0C0··

6、····C0有效水深：HHH········H取樣時間：t1t2t3······tn取樣濃度：C1C2C3······CnCi/C0=XiX1X2X3······XnH/ti=uiu1u2u3······un①顆粒沉降到取樣口被認(rèn)為去除；②沉降速度u：在指定時間t內(nèi)，能從液面恰好沉到水深H處最小顆粒的沉速。u=H/t③Xi表示沉速u＜ui的顆粒濃度與原始濃度的比值X懸浮污沉淀累積分布曲線16(3)沉淀效率計算▲u≥u0顆粒去除率：t0時間內(nèi)，沉淀距離H,全部去除?！鴘

7、表示沉速u