水污染控制工程cha教学课件

水污染控制工程西安建筑科技大学环境工程教研室1水污染控制工程西安建筑科技大学1第二章重力沉降法§2-1概述§2-2沉降的基本原理§2-3沉降试验和沉降曲线§2-4沉淀池及其设计计算第二篇不溶态污染物的分离技术2第二章重力沉降法第二篇不溶态污染物的分离技术2§2-1概述3§2-1概述344中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥5中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥5§2-2沉降的基本原理沉降动力学:颗粒受力情况分析6§2-2沉降的基本原理沉降动力学:颗粒受力情况分析6式中：As——运动方向的面积

Cd——牛顿无因次阻力系数：Cd=f(Re)

μs——颗粒沉降速度当受力平衡时，沉速变为μs（最终沉降速度）7式中：As——运动方向的面积7对于球形颗粒：①层流区（stokes区）:

③紊流区（牛顿区）

②过渡流区（艾伦区）

8对于球形颗粒：①层流区（stokes区）:③紊流区（§2-3沉降试验和沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线二、絮凝沉降试验及沉降曲线9§2-3沉降试验和沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线二、一、自由沉降试验及沉降曲线

一、试验装置三、Camp图解积分法及沉降曲线

二、常规计算法及沉降曲线

10一、自由沉降试验及沉降曲线一、试验装置三、Camp图解积分H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装置示意图11H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装二．常规计算法(数据记录与处理)tt0t1t2t3…ti…tnHH0H0H0–Δh1…H0–Δhi-1…

CC0C1C2C3…Ci…CnμE12二．常规计算法(数据记录与处理)tt0t1t2t3…ti…t二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(min)图3-1E-t曲线最小沉速，uE图3-2E-u曲线13二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(

三．Camp图解积分法

给定的沉降时间t内：

对于μ≥μ0的颗粒全部除去

对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

给定的沉降时间t内：

对于d≥d0的颗粒全部除去

对于d<d0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是多少？14三．Camp图解积分法给定的沉降时间t内：对于μ<μ0的Hh15Hh15三．Camp图解积分法（续）μ

＜μ0的颗粒中，di

→di+dd范围内颗粒所占SS总量的百分率用dp表示。对于μ

＜μ0的颗粒，其中可去除部分所占比例为：则在di→di+dd范围内能被去除部分颗粒占SS总量的百分率为：对于全部μ<μ0颗粒群体，可去除部分为：16三．Camp图解积分法（续）μ＜μ0的颗粒中，di→d三．Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1–p0

则，总沉降效率为ET

：

17三．Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速度分布曲线沉降速度分布曲线的图解U＜u0颗粒分率，p颗粒分率，p18沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速2．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t(min)E-t曲线最小沉速，μEE-u曲线ET-tE-tET-μE-μ192．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t小结：

1、基本概念

重力沉降2、重点①基本概念②沉降试验和沉降曲线3、难点Camp图解积分法计算ET

20小结：2、重点3、难点20二、絮凝沉降试验及沉降曲线

絮凝沉降的特点：颗粒的形状d、在沉降过程中改变；浓度上稀下浓；SS浓度随水深度变化而变化，且呈现非线性变化。u随d而增大。21二、絮凝沉降试验及沉降曲线絮凝沉降的特点：颗粒的形状1.絮凝沉降试验●装置：φ140~150mmH=2.0~2.5m4~5个取样口，间距500mm

●取样：C0由t=0时中间取样口采集t1、t2、…、ti、…、tn时，同时从各取样口取水样（两份，求平均浓度），用以确定不同时间、不同水深处残留的SS浓度C1、C2、…、Ci、…、Cn。●绘图：例如：0.5m、1.0m、1.5m处各有一取样口，按设定的时间序列同时取样，并计算Et。221.絮凝沉降试验●装置：φ140~150mmH=2.0沉降时间，t(min)0.5m1.5m工作水深(m)沉降时间，t(min)102030405060Et-t曲线SS等去除率曲线Et1.0m23沉降时间，t(min)0.5m1.5m工作水深§2-3理想沉淀池

一、Hazen和Camp提出这一概念。其假设条件是：（1）在沉淀池各过流断面上，各点处水都以流速V作水平运动。（2）进水中SS颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速等于水的水平流速，并从竖直分速u匀还下沉；（3）颗粒一经沉到水底再不重新浮起（即认为沉到底部即视为被去除）24§2-3理想沉淀池一、Hazen和Camp提出这一概念。§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区理想沉淀池示意图①沉降线为未被去除颗粒；②为刚好100%去除颗粒；

③为可部分去除颗粒；④为可全部去除颗粒。25§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区理想沉淀池示意§2-3理想沉淀池同样地有：可见，静沉试验所得到的沉降规律也可适用于理想沉淀池。26§2-3理想沉淀池同样地有：可见，静沉试验所得到的沉降规律§2-3理想沉淀池二、表面负荷q0①q0在数值上等于最小沉降速度；②q0↓，ET↑；③在离散型沉降中，当处理水量为定值是，处理效率ET仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A↑，q0↓，则ET↑。27§2-3理想沉淀池二、表面负荷q0①q0在数值上等于最小§2-3理想沉淀池三、实际沉淀池∵在实际沉淀池，理想沉淀池的假设是不存在的，颗粒的运动是不规则运动。四、对于絮凝沉降颗粒之间并聚变大，或变大，u也会之变大。其运动轨迹发生变化：

28§2-3理想沉淀池三、实际沉淀池四、对于絮凝沉降颗粒之间并§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区絮凝沉降颗粒运动轨迹但是，为保守起见，沉降效率依然按照：进行计算。

29§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区絮凝沉降颗粒运§2-4沉砂池

一、一般说明1.一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分离水中较大的无机颗粒。以使水泵、管道免受磨损和阻塞；以减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流动性，以便于排放、输运。2.分类：按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式、离心式、曝气式等。3.由于曝气沉沙池和环流式（离心式）沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用曝气沉沙池和环流式沉砂池。

30§2-4沉砂池一、一般说明集砂渠集油区沉砂区行车进水管出水管进水管出水管出水渠31集砂渠集油区沉砂区行车进水管出水管进水管出水管出水渠31§2-4沉砂池二、设计计算:

曝气沉砂池、平流沉砂池为例。例1：曝气沉砂池1.主要设计参数

旋流速度应保持0.25-0.3米/秒；水平流速为0.1米/秒；最大流量时的水力停留时间为1-3分钟；有效水深一般为2-3米，宽深比一般1-1.5

长宽比一般应大于5

曝气量一般为0.2m3/m3（废水）

池内应考虑消泡与隔油装置（或设备）

32§2-4沉砂池二、设计计算:

曝气沉砂池、平流沉砂池为例曝气沉砂池：

解决沉砂池存在的问题：①砂中含有机物；②对被有机物包覆的砂粒截留效率不高。

曝气的作用是使有机物处于悬浮；砂粒摩擦及在气体剪切力和紊动条件下，去除其附着的有机污染物。33曝气沉砂池：解决沉砂池存在的问题：①砂中含有机物；②例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容

（1）工艺尺寸（2）结构尺寸

（3）进出水区（4）工艺装备34例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容（1）工艺尺寸（例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容

（1）工艺尺寸主要确定沉砂池的池长Ｌ、池宽Ｂ、池深Ｈ等。水流断面A：池宽B：池长L：池容V（有效容积）：35例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容（1）工艺尺寸水例1：曝气沉砂池:工艺尺寸在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比，以保证沉砂池内的流态为推流式。如不满足需重新调整有关尺寸：重新选择设计参数，从新进行设计计算。

（2）结构尺寸

沉砂池的结构尺寸包括集砂斗、集砂槽、集油区等。36例1：曝气沉砂池:工艺尺寸在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、例1：曝气沉砂池：结构尺寸

集砂斗倾角不小于50º。集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于0.8m/s。集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1／2－2／3，底部以60º－75º倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。

（3）进出水区进水区、配水方式、出水区37例1：曝气沉砂池：结构尺寸集砂斗倾角不小于50º。集砂槽设例1：曝气沉砂池：进出水区进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于曝气沉沙池内水流的旋流特性，一般认为对曝气沉砂池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。38例1：曝气沉砂池：进出水区进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠例1：曝气沉砂池：工艺装备（4）工艺装备供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。

曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2－5mm。

排砂设备、集油设备：曝气沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。

砂水和油水分离设备：从沉沙池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。39例1：曝气沉砂池：工艺装备（4）工艺装备供气方式：鼓风曝例2：平流式沉砂池1．设计参数①流量Q：按Qmax设计；自流时，按最大流量；泵输送时，按泵的最大组合流量②分格数n：n≥2③水平流速v：0.15~0.3m/s④停留时间：t≥30~60s40例2：平流式沉砂池1．设计参数①流量Q：按Qmax设计；4例2：平流式沉砂池2.设计内容

1.工艺尺寸2.结构尺寸

3.进出水区4.工艺装备41例2：平流式沉砂池2.设计内容1.工艺尺寸2.结构尺寸3例2：平流式沉砂池：工艺尺寸①长度L（m）：L=V·t②过水面积F（m2）：F=Q/V③池宽B（m）：B=F/h2

单格宽：b=B/n

h2为有效水深

校核最小流速Vmin≥0.15m/s42例2：平流式沉砂池：工艺尺寸①长度L（m）：L=V·t42例2：平流式沉砂池：结构尺寸

进、出水区结构及尺寸；贮砂斗所需容积、结构。结合单格宽、砂斗壁倾角，确定砂斗上、下底宽a、a2和高使设计的砂斗容积等于或不小于所需砂斗容积。（生活污水）43例2：平流式沉砂池：结构尺寸进、出水区结构及尺寸；例2：平流式沉砂池：工艺装备输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、刮渣设备、行车等。44例2：平流式沉砂池：工艺装备输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、§2-5普通沉淀池

一、一般说明（1）沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式。（2）通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小规模，而平流式则无此限制。（3）基于浅层沉降原理，出现斜板、斜管等高负荷新型沉淀池。在城市污水处理中尚存在一些问题，应用较少。（4）包括进水区、出水区、沉淀区、污泥区和缓冲区5个功能区。（5）根据在处理系统中位置及分离对象的不同：初沉池、二沉池。45§2-5普通沉淀池一、一般说明45§2-5普通沉淀池二、主要设计参数

（1）流量当自流进入时，应按最大流量设计；厂内设置提升泵房时，应按工作水泵的最大组合流量设计。（2）负荷沉淀池负荷（或停留时间）的选择见表3-5-1。

46§2-5普通沉淀池二、主要设计参数46§2-5普通沉淀池：主要设计参数（续）

表3-5-1沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系类别沉淀池位置沉淀时间(h)表面负荷(m3/m2.h)污泥量（干物质）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池仅一级处理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二级处理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-9847§2-5普通沉淀池：主要设计参数（续）表3-5-1§2-5普通沉淀池3、主要设计内容（1）工艺尺寸1）有效沉淀面积、池长、池宽、池深等；沉淀区有效容积V：沉淀区高度h1：对于辐流式沉淀池，依据沉淀面积即可确定沉淀池的直径；对于平流式沉淀池，依据必需的长宽比和宽深比可确定沉淀池的长和宽。对于竖流式沉淀池，工艺尺寸的确定另外给出。有效沉淀面积A：48§2-5普通沉淀池3、主要设计内容沉淀区有效容积V：沉3、主要设计内容

（1）工艺尺寸2）水渠、配水区（墙或管）、出水渠等；

按辐流式、平流式沉淀池、竖流式沉淀池分别介绍。辐流式沉淀池（中心进水周边出水）中心管：中心管管径按流速应大于0.4m/s的最小沉速设计；导流筒：导流筒的深度一般为池深的一半，容积占沉淀容积的5％；出水集水渠：现行辐流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的1／10R处；出水堰：单侧或双侧三角堰。超高、缓冲区493、主要设计内容

（1）工艺尺寸2）水渠、配水区（墙或管）3、主要设计内容

（1）工艺尺寸（辐流式沉淀池）设计计算①有效水深h2：通常取1/2半径处的深度值或（f为中心管面积）②表面积F：F=Q/q③有效直径：④径深比：径∶深不小于6503、主要设计内容

（1）工艺尺寸（辐流式沉淀池）设计计算或中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图51中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图513、主要设计内容

（1）工艺尺寸平流式沉淀池配水：平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔墙等；出水：一般采用三角堰；集水：平流式沉淀池的集水采用多重集水渠；水力计算；超高、缓冲区。523、主要设计内容

（1）工艺尺寸平流式沉淀池52平流式沉淀池示意图53平流式沉淀池示意图533、主要设计内容

（1）工艺尺寸（平流式沉淀池）①沉降区表面积：②沉淀区长度L2=V·t

V≤5mm/st取1.5~2.0h③沉淀区宽度B2=A/L2

L2/b=4~5

（不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械刮泥时，b还应与刮泥机的衍架宽度相对应）543、主要设计内容

（1）工艺尺寸（平流式沉淀池）①沉降区3、主要设计内容

（1）工艺尺寸竖流式沉淀池配水：中心管、反射导流板出水：一般采用三角堰；集水：集水渠。水力计算。553、主要设计内容

（1）工艺尺寸竖流式沉淀池55竖流式沉淀池示意图进水排泥出水56竖流式沉淀池示意图进水排泥出水563、主要设计内容

（1）工艺尺寸（竖流式沉淀池）①中心管：V1≤30mm/s，②上升部分：V=0.3~1mm/s，即q=2.0~3.0m3/m2·h，直径D：③上升深度h2：h2=V·t

无资料时，t取1.5~2.0h，径深比不大于3④泥斗计算、超高、缓冲区高度同前；中心管及反射板计算见P37优缺点：排泥多采用重力排泥，简单易行；对Q波动适应能力小；适于中小厂。与平流式及辐流式不同，其ET

=(1-p0)×100%573、主要设计内容

（1）工艺尺寸（竖流式沉淀池）①中心管§2-5普通沉淀池3、主要设计内容（2）结构尺寸1）缓冲层在沉淀区与集泥区之间一般设置缓冲区，缓冲区的高度一般为0.3-0.5m。辐流式沉淀池泥斗一般为圆台形，上部直径为2m，下部直径为0.5-1m，泥斗倾角大于45º；平流式沉淀池泥斗一般为（正）棱台形，上部边长与池宽相同（若池宽较大时可设多个泥斗），下部边长一般为0.5-1.0m，泥斗倾角大于45º。竖流式沉淀池泥斗：圆台形或（正）棱台形。2）泥斗58§2-5普通沉淀池3、主要设计内容辐流式沉淀池泥斗一般§2-5普通沉淀池4、工艺装备沉淀池的主要工艺装备为刮泥机。刮泥机的设计主要按照沉淀池的形式、尺寸（直径或宽度）以及所需的排泥方式进行。59§2-5普通沉淀池4、工艺装备59§2-5斜板（管）沉淀池

浅层沉降原理斜板（管）沉淀池设计举例60§2-5斜板（管）沉淀池浅层沉降原理60§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理①↓，∴ET↓Q，当A一定时，u0，从而使u≥u0所占百分率(1–p0)×100%↓，反之，若要ET，则要以减小处理能力为代价。61§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理①↓，∴ET↓Q§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理②当分为n层时，当A一定时，每层处理的水量为∴(1–p0)×100%↑，↑

等于n∴ET↑

62§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理②当分为n层时，当§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理思考：

ET不变，在分层后，处理水量变化?处理水量、ET不变，在分层后，占地面积?③实际应用中，考虑排泥的要求，将隔板以45~60°角度倾斜。按水流方向不同，可分为：异向流、同向流、横向流（侧向流）。63§2-5斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理思考：处理水量、ET思考题解：ET不变，在分层后，处理水量变化?分层后处理水量：Q’=BHv’u0/v’=u0t/v’t=h/LH=nhu0/v=u0t/vt=H/L有：v’=nv分层后处理水量：Q’=BHnv=nBHv=nQ64思考题解：ET不变，在分层后，处理水量变化?64§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池①异向流斜板沉淀池示意图65§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池①异向流斜板沉淀池示u0vu0dlv66u0vu0dlv66；考虑斜板利用系数K：

∴∴67；考虑斜板利用系数K：∴∴67§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池②同向流（同理）

68§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池②同向流（同理）§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池③横向流（侧向流）

69§2-5斜板（管）沉淀池:斜板沉淀池③横向流（侧向流）§2-5斜板（管）沉淀池:设计举例异向流斜板（管）沉淀池的设计表面水力负荷，一般可按比普通沉淀池的设计表面水力负荷提高一倍考虑。

异向流斜板（管）沉淀池的设计，应符合下列要求：一、斜板净距（或斜管孔径）为80~100mm；二、斜板（管）斜长为1m；三、斜板（管）倾角为60°；四、斜板（管）区上部水深为0.7~1.0m；五、斜板（管）区底部缓冲层高度为1.0m。70§2-5斜板（管）沉淀池:设计举例异向流斜板（管71711－进水管；2－配水槽；3－斜板；4－集水槽；5－出水落水斗；6－污泥斗；7－排泥管721－进水管；72h1h2h3h4污泥斗进水槽出水槽H73h1h2h3h4污泥斗进水槽出水槽H7374747575本章小结：1．基本概念①重力沉降法②理想沉淀池③沉降原理及浅层沉降原理2.重点①基本概念②沉降试验和沉降曲线③沉淀池设计计算3．难点①浅层沉降原理②自由颗粒沉降试验和沉降曲线③絮凝颗粒沉降试验和沉降曲线76本章小结：2.重点3．难作业：1、2、3、4、5、6、777作业：77水污染控制工程西安建筑科技大学环境工程教研室78水污染控制工程西安建筑科技大学1第二章重力沉降法§2-1概述§2-2沉降的基本原理§2-3沉降试验和沉降曲线§2-4沉淀池及其设计计算第二篇不溶态污染物的分离技术79第二章重力沉降法第二篇不溶态污染物的分离技术2§2-1概述80§2-1概述3814中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥82中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥5§2-2沉降的基本原理沉降动力学:颗粒受力情况分析83§2-2沉降的基本原理沉降动力学:颗粒受力情况分析6式中：As——运动方向的面积

Cd——牛顿无因次阻力系数：Cd=f(Re)

μs——颗粒沉降速度当受力平衡时，沉速变为μs（最终沉降速度）84式中：As——运动方向的面积7对于球形颗粒：①层流区（stokes区）:

③紊流区（牛顿区）

②过渡流区（艾伦区）

85对于球形颗粒：①层流区（stokes区）:③紊流区（§2-3沉降试验和沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线二、絮凝沉降试验及沉降曲线86§2-3沉降试验和沉降曲线一、自由沉降试验及沉降曲线二、一、自由沉降试验及沉降曲线

一、试验装置三、Camp图解积分法及沉降曲线

二、常规计算法及沉降曲线

87一、自由沉降试验及沉降曲线一、试验装置三、Camp图解积分H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装置示意图88H0=1.5~2.0mφ100mmΔhH=H0-Δhi试验装二．常规计算法(数据记录与处理)tt0t1t2t3…ti…tnHH0H0H0–Δh1…H0–Δhi-1…

CC0C1C2C3…Ci…CnμE89二．常规计算法(数据记录与处理)tt0t1t2t3…ti…t二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(min)图3-1E-t曲线最小沉速，uE图3-2E-u曲线90二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）E沉降时间，t(

三．Camp图解积分法

给定的沉降时间t内：

对于μ≥μ0的颗粒全部除去

对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

给定的沉降时间t内：

对于d≥d0的颗粒全部除去

对于d<d0的颗粒可被部分去除。p0

1-p0

？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是多少？91三．Camp图解积分法给定的沉降时间t内：对于μ<μ0的Hh92Hh15三．Camp图解积分法（续）μ

＜μ0的颗粒中，di

→di+dd范围内颗粒所占SS总量的百分率用dp表示。对于μ

＜μ0的颗粒，其中可去除部分所占比例为：则在di→di+dd范围内能被去除部分颗粒占SS总量的百分率为：对于全部μ<μ0颗粒群体，可去除部分为：93三．Camp图解积分法（续）μ＜μ0的颗粒中，di→d三．Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1–p0

则，总沉降效率为ET

：

94三．Camp图解积分法（续）μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速度分布曲线沉降速度分布曲线的图解U＜u0颗粒分率，p颗粒分率，p95沉降速度μμ01-p0p0p0沉降速度uμi△pi沉降速2．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t(min)E-t曲线最小沉速，μEE-u曲线ET-tE-tET-μE-μ962．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)E沉降时间，t小结：

1、基本概念

重力沉降2、重点①基本概念②沉降试验和沉降曲线3、难点Camp图解积分法计算ET

97小结：2、重点3、难点20二、絮凝沉降试验及沉降曲线

絮凝沉降的特点：颗粒的形状d、在沉降过程中改变；浓度上稀下浓；SS浓度随水深度变化而变化，且呈现非线性变化。u随d而增大。98二、絮凝沉降试验及沉降曲线絮凝沉降的特点：颗粒的形状1.絮凝沉降试验●装置：φ140~150mmH=2.0~2.5m4~5个取样口，间距500mm

●取样：C0由t=0时中间取样口采集t1、t2、…、ti、…、tn时，同时从各取样口取水样（两份，求平均浓度），用以确定不同时间、不同水深处残留的SS浓度C1、C2、…、Ci、…、Cn。●绘图：例如：0.5m、1.0m、1.5m处各有一取样口，按设定的时间序列同时取样，并计算Et。991.絮凝沉降试验●装置：φ140~150mmH=2.0沉降时间，t(min)0.5m1.5m工作水深(m)沉降时间，t(min)102030405060Et-t曲线SS等去除率曲线Et1.0m100沉降时间，t(min)0.5m1.5m工作水深§2-3理想沉淀池

一、Hazen和Camp提出这一概念。其假设条件是：（1）在沉淀池各过流断面上，各点处水都以流速V作水平运动。（2）进水中SS颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速等于水的水平流速，并从竖直分速u匀还下沉；（3）颗粒一经沉到水底再不重新浮起（即认为沉到底部即视为被去除）101§2-3理想沉淀池一、Hazen和Camp提出这一概念。§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区理想沉淀池示意图①沉降线为未被去除颗粒；②为刚好100%去除颗粒；

③为可部分去除颗粒；④为可全部去除颗粒。102§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区理想沉淀池示意§2-3理想沉淀池同样地有：可见，静沉试验所得到的沉降规律也可适用于理想沉淀池。103§2-3理想沉淀池同样地有：可见，静沉试验所得到的沉降规律§2-3理想沉淀池二、表面负荷q0①q0在数值上等于最小沉降速度；②q0↓，ET↑；③在离散型沉降中，当处理水量为定值是，处理效率ET仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A↑，q0↓，则ET↑。104§2-3理想沉淀池二、表面负荷q0①q0在数值上等于最小§2-3理想沉淀池三、实际沉淀池∵在实际沉淀池，理想沉淀池的假设是不存在的，颗粒的运动是不规则运动。四、对于絮凝沉降颗粒之间并聚变大，或变大，u也会之变大。其运动轨迹发生变化：

105§2-3理想沉淀池三、实际沉淀池四、对于絮凝沉降颗粒之间并§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区絮凝沉降颗粒运动轨迹但是，为保守起见，沉降效率依然按照：进行计算。

106§2-3理想沉淀池入流区出流区污泥区絮凝沉降颗粒运§2-4沉砂池

一、一般说明1.一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分离水中较大的无机颗粒。以使水泵、管道免受磨损和阻塞；以减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流动性，以便于排放、输运。2.分类：按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式、离心式、曝气式等。3.由于曝气沉沙池和环流式（离心式）沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用曝气沉沙池和环流式沉砂池。

107§2-4沉砂池一、一般说明集砂渠集油区沉砂区行车进水管出水管进水管出水管出水渠108集砂渠集油区沉砂区行车进水管出水管进水管出水管出水渠31§2-4沉砂池二、设计计算:

曝气沉砂池、平流沉砂池为例。例1：曝气沉砂池1.主要设计参数

旋流速度应保持0.25-0.3米/秒；水平流速为0.1米/秒；最大流量时的水力停留时间为1-3分钟；有效水深一般为2-3米，宽深比一般1-1.5

长宽比一般应大于5

曝气量一般为0.2m3/m3（废水）

池内应考虑消泡与隔油装置（或设备）

109§2-4沉砂池二、设计计算:

曝气沉砂池、平流沉砂池为例曝气沉砂池：

解决沉砂池存在的问题：①砂中含有机物；②对被有机物包覆的砂粒截留效率不高。

曝气的作用是使有机物处于悬浮；砂粒摩擦及在气体剪切力和紊动条件下，去除其附着的有机污染物。110曝气沉砂池：解决沉砂池存在的问题：①砂中含有机物；②例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容

（1）工艺尺寸（2）结构尺寸

（3）进出水区（4）工艺装备111例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容（1）工艺尺寸（例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容

（1）工艺尺寸主要确定沉砂池的池长Ｌ、池宽Ｂ、池深Ｈ等。水流断面A：池宽B：池长L：池容V（有效容积）：112例1：曝气沉砂池：工艺尺寸2.设计内容（1）工艺尺寸水例1：曝气沉砂池:工艺尺寸在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比，以保证沉砂池内的流态为推流式。如不满足需重新调整有关尺寸：重新选择设计参数，从新进行设计计算。

（2）结构尺寸

沉砂池的结构尺寸包括集砂斗、集砂槽、集油区等。113例1：曝气沉砂池:工艺尺寸在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、例1：曝气沉砂池：结构尺寸

集砂斗倾角不小于50º。集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于0.8m/s。集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1／2－2／3，底部以60º－75º倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。

（3）进出水区进水区、配水方式、出水区114例1：曝气沉砂池：结构尺寸集砂斗倾角不小于50º。集砂槽设例1：曝气沉砂池：进出水区进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于曝气沉沙池内水流的旋流特性，一般认为对曝气沉砂池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。115例1：曝气沉砂池：进出水区进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠例1：曝气沉砂池：工艺装备（4）工艺装备供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。

曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2－5mm。

排砂设备、集油设备：曝气沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。

砂水和油水分离设备：从沉沙池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。116例1：曝气沉砂池：工艺装备（4）工艺装备供气方式：鼓风曝例2：平流式沉砂池1．设计参数①流量Q：按Qmax设计；自流时，按最大流量；泵输送时，按泵的最大组合流量②分格数n：n≥2③水平流速v：0.15~0.3m/s④停留时间：t≥30~60s117例2：平流式沉砂池1．设计参数①流量Q：按Qmax设计；4例2：平流式沉砂池2.设计内容

1.工艺尺寸2.结构尺寸

3.进出水区4.工艺装备118例2：平流式沉砂池2.设计内容1.工艺尺寸2.结构尺寸3例2：平流式沉砂池：工艺尺寸①长度L（m）：L=V·t②过水面积F（m2）：F=Q/V③池宽B（m）：B=F/h2

单格宽：b=B/n

h2为有效水深

校核最小流速Vmin≥0.15m/s119例2：平流式沉砂池：工艺尺寸①长度L（m）：L=V·t42例2：平流式沉砂池：结构尺寸

进、出水区结构及尺寸；贮砂斗所需容积、结构。结合单格宽、砂斗壁倾角，确定砂斗上、下底宽a、a2和高使设计的砂斗容积等于或不小于所需砂斗容积。（生活污水）120例2：平流式沉砂池：结构尺寸进、出水区结构及尺寸；例2：平流式沉砂池：工艺装备输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、刮渣设备、行车等。121例2：平流式沉砂池：工艺装备输砂泵（机械排泥）、砂水分离器、§2-5普通沉淀池

一、一般说明（1）沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式。（2）通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小规模，而平流式则无此限制。（3）基于浅层沉降原理，出现斜板、斜管等高负荷新型沉淀池。在城市污水处理中尚存在一些问题，应用较少。（4）包括进水区、出水区、沉淀区、污泥区和缓冲区5个功能区。（5）根据在处理系统中位置及分离对象的不同：初沉池、二沉池。122§2-5普通沉淀池一、一般说明45§2-5普通沉淀池二、主要设计参数

（1）流量当自流进入时，应按最大流量设计；厂内设置提升泵房时，应按工作水泵的最大组合流量设计。（2）负荷沉淀池负荷（或停留时间）的选择见表3-5-1。

123§2-5普通沉淀池二、主要设计参数46§2-5普通沉淀池：主要设计参数（续）

表3-5-1沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系类别沉淀池位置沉淀时间(h)表面负荷(m3/m2.h)污泥量（干物质）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池仅一级处理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二级处理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98124§2-5普通沉淀池：主要设计参数（续）表3-5-1§2-5普通沉淀池3、主要设计内容（1）工艺尺寸1）有效沉淀面积、池长、池宽、池深等；沉淀区有效容积V：沉淀区高度h1：对于辐流式沉淀池，依据沉淀面积即可确定沉淀池的直径；对于平流式沉淀池，依据必需的长宽比和宽深比可确定沉淀池的长和宽。对于竖流式沉淀池，工艺尺寸的确定另外给出。有效沉淀面积A：125§2-5普通沉淀池3、主要设计内容沉淀区有效容积V：沉3、主要设计内容

（1）工艺尺寸2）水渠、配水区（墙或管）、出水渠等；

按辐流式、平流式沉淀池、竖流式沉淀池分别介绍。辐流式沉淀池（中心进水周边出水）中心管：中心管管径按流速应大于0.4m/s的最小沉速设计；导流筒：导流筒的深度一般为池深的一半，容积占沉淀容积的5％；出水集水渠：现行辐流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的1／10R处；出水堰：单侧或双侧三角堰。超高、缓冲区1263、主要设计内容

（1）工艺尺寸2）水渠、配水区（墙或管）3、主要设计内容

（1）工艺尺寸（辐流式沉淀池）设计计算①有效水深h2：通常取1/2半径处的深度值或（f为中心管面积）②表面积F：F=Q/q③有效直径：④径深比：径∶深不小于61273、主要设计内容

（1）工艺尺寸（辐流式沉淀池）设计计算或中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图128中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图513、主要设计内容

（1）工艺尺寸平流式沉淀池配水：平流式沉淀池的配水可采用进水挡板或进水穿孔墙等；出水：一般采用三角堰；集水：平流式沉淀池的集水采用多重集水渠；水力计算；超高、缓冲区。1293、主要设计内容

（1）工艺尺寸平流式沉淀池52平流式沉淀池示意图130平流式沉淀池示意图533、主要设计内容

（1）工艺尺寸（平流式沉淀池）①沉降区表面积：②沉淀区长度L2=V·t

V≤5mm/st取1.5~2.0h③沉淀区宽度B2=A/L2

L2/b=4~5

（不满足长宽比要求时，应分为n格，当采用机械刮泥时，b还应与刮泥机的衍架宽度相对应）1313、主要设计内容

（1）工艺尺寸（平流式沉淀池）①沉降区3、主要设计内容

（1）工艺尺寸竖流式沉淀池配水：中心管、反射导流板出水：一般采用三角堰；集水：集水渠。水力计算。1323、主要设计内容

（1）工艺尺寸竖流式沉淀池55竖流式沉淀池示意图进水排泥出水133竖流式沉淀池示意图进水排泥出水563、主要设计内容

（1）工艺尺寸（竖流式沉淀池）①中心管：V1≤30mm/s，②上升部分：V=0.3~1mm/s，即q=2.0~3.0m3/m2·h，直径D：③上升深度h2：h2=V·t

无资料时，t取1.5~2.0h，径深比不大于3④泥斗计算、超高、缓冲区高度同前；中心管及反射板计算见P37优缺点：排泥多采用重力排泥，简单易行；对Q波动适应能力小；适于中小厂。与平流式及辐流式不同，其ET

=(1-p0)×100%1343、主要设计内容

（1）工艺尺寸（竖流式沉淀池）①中心管§2-5普通沉淀池3、主要设计内容（2）结构尺寸1）缓冲层在沉淀区与集泥区之间一般设置缓冲区，缓冲区的高度一般为0.3