水处理之沉淀.ppt

水处理工程 沉淀 Sedimentation 2 格栅 安装位置 格栅一般斜置在进水渠道或进水泵站集水井的进口处 去除对象 用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物 以免堵塞水泵及处理构筑物的管道 3 流速 0 4 0 9m s 既防止固体沉积 又防止穿透水头损失 0 08 0 15m 栅条的间隙 粗格栅 40 150mm 细格栅 1 5 10mm 中格栅 10 40mm 格栅分类 4 回转格栅 5 微滤机 孔径10至35 m 6 均化 调节池 P239 246 目的 减少和控制废水水质 污染物浓度 及水量的波动 以便为后续处理提供最佳条件 方式 在线调节离线调节 7 在线调节 离线调节 8 调节池容量设计 P241例5 2 课后复习 设计按计算的110 120 9 流量调节 BOD调节 10 11 沉淀的基础理论 重力分离 是依靠废水中悬浮物密度与水密度差来分离废水中固体悬浮物的方法 当悬浮物的密度大于水的密度时 在重力作用下 悬浮物下沉形成沉淀物 sludge 当悬浮物的密度小于水的密度时 悬浮物将上浮到水面形成浮渣 scum 12 13 沉淀过程的类型 根据废水中可沉降物质颗粒的大小 凝聚性能的强弱及其浓度的高低 按观察到的现象可把沉淀可分为四种类型 自由沉淀 discretesettling 絮凝沉淀 flocculantsettling 成层沉淀 干涉沉淀 zone hinderedsettling 压缩沉淀 compressionsettling 14 自由沉淀的特点 悬浮固体浓度不高 不具有凝聚性固体颗粒不改变形状和尺寸沉降速度后保持不变 水从上到下逐步变清沉砂池 初沉池前期 15 絮凝沉淀的特点 固体浓度也不高 但具凝聚性颗粒互相碰撞 粘合 形成较大的絮凝体颗粒尺寸变化 沉降速度变化给水混凝沉淀 初沉池后期 二沉池前期 16 成层沉淀 悬浮颗粒的浓度较高每个颗粒受周围颗粒干扰 沉速降低 颗粒群结合成整体 各自保持相对不变的位置共同下沉 水与颗粒群之间有明显的分界面 该界面下沉的过程 高浊水沉淀 二沉池 17 压缩沉淀 悬浮物的浓度很高固体颗粒互相接触 互相支承 下层颗粒间隙中的水被挤出界面粒群与水之间也有明显的界面 但颗粒群部分比成层沉降时密集沉淀池底部 污泥浓缩池 18 自由沉淀及其理论基础 假设 1 颗粒为球形 不可压缩 也无凝聚性 沉降过程中其大小 形状和质量等均不变 2 水处于静止状态 3 颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用 19 自由沉淀基础 浮力Fb 重力Fg 合力Fn Fg Fb p gVs 浮力 重力 阻力Fd 当Fn Fd时 颗粒将以等速下沉 对球形均质颗粒有 其中阻力系数Cd随Re而改变 20 阻力系数CD Re 1 层流 颗粒沉速 Stokes 1 Re 103 过渡区 103 Re 105 紊流区 21 Stokes公式分析 密度差颗粒直径 二次方成正比 d 20 m水温升高 降低粘度 22 颗粒自由沉淀实验 H 取样口 Xi表示沉速u ui的颗粒浓度与原始浓度的比值 残余颗粒百分数 23 在t0时间内 各种颗粒沉淀的总去除率为 X 24 25 26 理想沉淀池 1 进出水均匀分布到整个横断面 悬浮物在流入区沿水深均匀分布 2 悬浮物在沉淀区等速下沉 3 悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度 水流是稳定的 4 悬浮物落到池底污泥区 即认为已被除去 不再浮起 27 u u0的颗粒 u u0的颗粒 入流区 污泥区 u u0的颗粒 u u0的颗粒 28 沉淀池中颗粒沉降过程分析 因为 u0t H vt L 有u0 H t t L v 又因为 Q vBH 所以H Q vB 所以有 H L u0 v 长为L 有效水深为H 宽为B的沉淀池 表面积为A LB 29 q0的物理意义是 在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量 称为表面负荷或溢流率 用q0表示 表面负荷的量纲m3 m2 s 或m3 m2 h 表面负荷q0的数值等于颗粒沉速u0 m s 表面负荷 设计 q取0 65 0 85q0 t取1 25 1 5t0 u0 Q A q0 沉淀效率与表面积有关 而与池深 时间 池体积无关 30 思考 表面负荷与沉淀速率的区别与联系 31 斜板 管 沉淀 理想沉淀池中 颗粒的运动轨迹可描述为 当L v不变时 H越小 则可截留的颗粒的u0越小 此即浅池原理 采用浅池原理设计的沉淀池可大大缩短停留时间 32 33 34 35 在相同沉淀效率下 提高了处理能力 表面负荷可达9 11m3 m2h 36 37 絮凝沉淀 去除率与沉速 时间和水深有关 38 39 影响沉淀效果因素 水流流态 常采用雷诺数Re和弗劳德数Fr表示进水区能量消散 如穿孔墙 布水均匀密度流 如主要由水温差造成风效应 有效途径减小水力半径 40 导流墙 水力半径 过水断面 润湿周 清水池排气孔 41 42 沉淀池三种流态 平流式 竖流式 辐流式 43 平流式沉淀池示意图 平流式沉淀池 沉淀区 出水区 污泥区 进水区 44 平流式沉淀池的构造及工作特点 进水 整流墙 浸没孔 挡流板 45 平流式沉淀池的构造及工作特点 出水 46 47 48 污泥区 静压排泥1 5 2m排泥管直径大于200mm 49 设计要点 沉淀区 长宽比大于4 长深比不小于8 水平流速 给水10 25mm s初沉池不大于7二沉池不大于5出水区溢流堰负荷 给水 小于5 8L ms 初沉池 不大于2 9二沉池 不大于1 7 50 表面负荷 重要 51 竖流式沉淀池 v0 v1 v1 小于20mm s v0 小于30mm s 52 构型 平面多为圆形或正方形 D 或边取 10m 若太大有什么问题 一般4 7m 径深比小于3中心管进水 设反射板 进水口以上为沉淀区 以下缓冲 浮泥区排泥 静水压力 排泥管中小型水厂或污水厂 53 沉淀效率 竖流沉淀池的表面负荷率 上升流速vu v 去除 沉下u v带出u v悬浮对自由沉淀去除率低于基本类型絮凝沉淀情况较复杂 颗粒相互碰撞 加速絮凝作用 去除率提高 接触凝聚 截留 过滤等作用均存在 表面负荷小于1mm s 沉淀时间大于1 5h 54 辐流式沉淀池 表面负荷提高1倍 55 56 57 特点 辐流式沉淀池是大型沉淀池 池径可达100m 池周水深1 5 3 0m 径深比不小于6 有中心进水 周边进水 周进周出 旋转臂配水等几种形式 沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除 有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等 58 澄清池 原理 在澄清池一个构筑物中 可完成了混合 絮凝反应 沉淀分离等几个阶段 澄清池中起接触絮凝作用的是呈悬浮状态的泥渣层 去除对象 含SS较低废水中的悬浮物处理效果 出水浊度一般小于20度流程中的设置位置 常用于给水处理中 过滤之前 59 60 曝气沉砂池 aeratedgritchamber 普通沉砂池的最大缺点是在其截留的沉砂中夹杂有一些有机物 而对被少量有机物包覆的砂粒截留效果也不高 使用曝气沉砂池能够在一定程度上克服上述缺点 61 曝气沉砂池剖面图 曝气管 集砂槽 62 隔油池 自学 油在废水中的状态 悬浮态 油珠粒径大 占60 80 乳化态 油珠粒径0 5 25um溶解态 几个mg L 63 作业 已知平流沉淀池的长度L 20m 池宽B 4m 池深H 2m 今欲改装成斜