沉淀與澄清水質(zhì)工程學(xué)ppt課件.ppt

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1、第四章沉淀與澄清§3-1沉淀理論§3-2沉淀構(gòu)筑物及其設(shè)計(jì)沉淀理論3.1.1沉淀的功能及基本類(lèi)型3.1.2沉淀試驗(yàn)及沉淀曲線分析3.1.3理想沉淀池效率分析3.1.4實(shí)際沉淀池與理想沉淀池的差別沉淀的功能與基本類(lèi)型一、沉淀和澄清在水處理中的功能二、沉淀的分類(lèi)給水處理中的功能沉淀分離經(jīng)混凝過(guò)程產(chǎn)生的絮體，常采用澄清池以得到澄清的出水，是飲用水處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，要求濁度<20°沉淀的分類(lèi)根據(jù)沉淀物質(zhì)的性質(zhì)、絮凝性、濃度分為四類(lèi)。1、自由沉淀(discretesettling)2、絮凝沉淀（flocculationset

2、tling）3、成層沉淀（zonesettling）4、壓縮沉淀（compresssettling）自由沉淀顆粒在沉淀過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其尺寸、質(zhì)量、形狀均不改變，下沉不受干擾。絮凝沉淀沉淀過(guò)程中，顆粒的尺寸、質(zhì)量隨深度增加而增大，沉速相應(yīng)提高。成層沉淀又叫擁擠沉淀。顆粒在水中的濃度較大，下沉過(guò)程中彼此干擾，形成清水與渾水的明顯界面并逐漸下移。壓縮沉淀顆粒在水中的濃度增高到顆粒相互接觸并部分地受到壓縮物支撐。發(fā)生于沉淀池底及濃縮池中。沉淀試驗(yàn)與沉淀曲線分析一、沉淀的基本理論二、沉淀試驗(yàn)及沉淀曲線分析沉淀的基本理論顆粒

3、在水中的沉降速度是顆粒重力與浮力雙重作用的結(jié)果，可認(rèn)為受四個(gè)因素的影響：1、沉速公式2、計(jì)算示例沉速公式通常采用stokes公式描述水中顆粒的自由沉降（推導(dǎo)從略）①層流區(qū)：（4-1）該公式適用于d≤0.1mm，10-4

4、徑為80μm，密度為0.8g/cm3，水溫20℃，計(jì)算油珠在水中的上升速度。解：已知d=0.008m，查表20℃時(shí)μ=0.0101g/cm3·s，帶入式（4-1）中（相當(dāng)于假定為層流）計(jì)算得：u=0.0691cm/s運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)ν=0.0101cm2/s，帶入Re定義式可得：沉淀試驗(yàn)與沉淀曲線分析——作用：用于分析靜置沉淀；確定水中懸浮顆粒的沉降特性1、自由沉淀試驗(yàn)2、絮凝沉淀3、擁擠沉淀（高濃度懸浮液的沉淀試驗(yàn)）自由沉淀試驗(yàn)自由沉淀一般采用單筒沉淀柱試驗(yàn)確定懸浮顆粒的沉降特性。1）試驗(yàn)裝置2）試驗(yàn)方法3）沉淀效率η

5、的求取自由沉淀試驗(yàn)沉淀柱有效水深H，懸浮物原始濃度為C0。在時(shí)間t1時(shí)從水深H處取樣測(cè)得C1，則認(rèn)為沉速大于u1（H/t1）的顆粒均已通過(guò)H，殘余顆粒必然具有小于u1的沉速，則沉速小于u1的顆粒與全部顆粒的比例x1=C1/C0。在時(shí)間t2、t3......時(shí)重復(fù)試驗(yàn)，可得出對(duì)應(yīng)的u2、u3......和x2、x3......，將這些數(shù)據(jù)整理可繪出（粒度分布曲線）。自由沉淀試驗(yàn)設(shè)要求的最小沉速為u0，則u≥u0的顆粒在t0時(shí)可全部去除，而u

6、沉降距離。（4-4）故u

7、層、壓縮層——清水與固體有清晰界面，該界面等速下降——壓縮區(qū)內(nèi)部自上而下，沉速遞減——沉淀過(guò)程中，清水區(qū)高度不斷增加擁擠沉淀試驗(yàn)——利用沉淀過(guò)程線分析：Kynch法、Fitch法——建立沉速—濃度函數(shù)關(guān)系v=f（C）（多筒試驗(yàn)）：固體通量法、吉岡法一、基本假定二、推導(dǎo)三、公式的物理意義理想沉淀池效率分析基本假定a．水在池內(nèi)沿水平方向作等速流動(dòng)，水平流速為v，從入口到出口的流動(dòng)時(shí)間為t；b．在入流區(qū)，顆粒沿截面均勻分布并處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的水平分速等于水平流速v；c．懸浮物以等速下沉；d．顆粒一碰到池底即認(rèn)為被去除

8、推導(dǎo)以平流式理想沉淀池為例（如圖4-1-5所示）截留速度：（4-6）水平流速：（4-7）（4-8）平流沉淀池平流沉淀池工作原理圖推導(dǎo)把（4-7）代入（4-8）可得：（4-9）式中：q0——表面負(fù)荷率或過(guò)流率，m3/m2·h公式的物理意義顆粒在沉淀池中的截留速度剛好等于單位時(shí)間單位面積上流過(guò)的水量，為沉淀池的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。若定義：具有沉速u(mài)