化工工艺重力沉降技术.ppt

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1、水污染控制工程,第三章 重力沉降法,1 概述2 沉降的基本原理3 沉降试验和沉降曲线4 理想沉淀池5 沉砂池及其设计计算沉淀池及其设计计算浅层沉淀池,学习内容,1 概述,1.1 简介 重力沉降法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。,1.2 沉淀处理工艺的四种用法,2.1 沉淀的四种类型,2.沉降的基本理论,2.1 沉淀的四种类型,2.沉降的基本理论,2.1沉淀的四种类型,2.沉降的基本理论,2.1沉淀的四种类型,2.沉降的基本理论,2.1沉淀的四种类型,2.沉降的基本理论,沉砂池,二沉池污泥斗;浓缩池,二次沉淀池与污泥浓缩池,化学絮凝沉淀,2.2

2、 自由沉淀及其理论基础,（1）分析假定 a.颗粒为球形;b.自由沉降(沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变);c.颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响;d.静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成等速下沉。,式中：As运动方向的面积 Cd牛顿无因次阻力系数：Cd=f(Re)s颗粒沉降速度 V 颗粒的体积 S-颗粒的密度；L-水的密度；g-重力加速度。当受力平衡时，沉速变为s（最终沉降速度）,（2）悬浮颗粒在水中的受力,当颗粒所受外力平衡时，Fd=Fg-Ff,即 Cd As(Lus2/2)=V(s-L)g,因,

3、得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：,层流区（stokes区）:,紊流区（牛顿区）,过渡流区（艾伦区）,-水的动力粘度。,斯托克斯定律,颗粒沉降速度uS与下述因素有关：,（3）斯托克斯定律讨论,当SL时，颗粒以uS下沉；当S=L时，uS=0，颗粒呈悬浮状态；SL时，颗粒以uS上浮，可用浮上法去除。uS与d2成正比，因此d,uS,提高去除效果。uS与成反比，随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。,自由沉降试验和沉降曲线,3.1、试验装置,3.3、Camp图解积分法及沉降曲线,3.2、常规计算法及沉降曲线,试验装置示意图,3.2常规计算法(数据记录与处理),3.2常规计算法(由数据绘制

4、沉降曲线)（续）,E,沉降时间，t(min),图3-1 E-t曲线,最小沉速，u,E,图3-2 E-u曲线,3.3 Camp图解积分法,给定的沉降时间t内：对于0的颗粒全部除去,对于0的颗粒可被部分去除。,p0,1-p0,给定的沉降时间t内：对于dd0的颗粒全部除去,对于dd0的颗粒可被部分去除。,p0,1-p0,？：对于0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是多少？,3.3 Camp图解积分法（续）,0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 0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

5、0颗粒群体，可去除部分为：,33 Camp图解积分法（续）,0部分颗粒所占百分率为1 p0,则，总沉降效率为ET：,沉降速度,0,1-p0,p0,p0,沉降速度 u,i,pi,沉降速度分布曲线,沉降速度分布曲线的图解,Uu0颗粒分率，p,颗粒分率，p,3.3Camp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，,E,E-u曲线,ET-t,E-t,ET-,E-,4 理想沉淀池,(1)理想沉淀池假设条件是：,1)沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v；2)悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；3)在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个

6、过水断面上；4)颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。,(2)颗粒的运动,水平,垂直,水平方向:水平流速v等于水流速度;垂直方向:沉速即颗粒的自由沉降速度u。,颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和，是一组倾斜的直线，其坡度为i=u/v。,当颗粒沉速uu0时，无论这种颗粒处于进口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即图a中的迹线xy与xy。,设u0为某一指定颗粒d0的最小沉降速度,当颗粒沉速u1u0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出，如图b中xy；而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到池底而被去除，如图中轨迹xy。,(3)去除效率ET,思考：自由沉降颗粒的去除效率与理想沉淀池的去

7、除效率的影响因素一样吗？若不一样，分别是什么？,q0在数值上等于最小沉降速度；q0，ET；在自由沉淀中，当处理水量Q一定，ET仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A，q0，则ET。思考：当沉淀池容积为定值时，如何做能提高沉淀效率？,(4)表面负荷q0,(5)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。,5.1概述,1.功能和任务：去除比重比较大的无机颗粒(粒径大于 0.2mm，密度 2.65t/m的砂粒、煤炭等），以减轻对设备的磨损，降低或减轻构筑物（沉淀池）的负荷，缩小污泥处理构筑容积。2.设置位置：泵站、倒虹管和初沉池前。3.常见类型：按池内水流方向的不

8、同，可分为平流式、曝气式、旋流沉砂池等。,5.沉砂池,平流式,竖流式,曝气式,旋流式,4.沉砂池设计中，必需按照下列原则：（1）城污厂一般设沉砂池，座数或分格数n=2座(格)，并联。（2）设计流量应按分期建设考虑：a)当污水自流进入，按每期最大设计流量计算；b)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；c)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计;（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m。（5）贮砂斗容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁

9、与水平面的倾角不应小于55,排砂管直径应不小于0.3m。（6）沉砂池的超高=0.3m。（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。,5.2 平流式沉砂池,设计原理：采用分散性颗粒的沉淀理论设计,只有当污水在沉砂池中的运行时间=设计的砂粒沉降时间,才能够实现砂粒的截留。优：效果好、构造简单、排砂方便等；缺：流速不易控制（实际运行中进水的水量及含砂量的情况是不断变化的,甚至变化幅度很大。因此当进水波动较大时,平流式沉砂池的去除效果很难保证）；沉砂中有机物含量高（约夹杂15%的有机物）；排砂需洗砂处理（不具备分离砂粒上有机物的能力，使沉砂的后续处理增

10、加难度）。,5.2 平流式沉砂池,构造：加宽、加深的明渠，由入流渠、出流渠、闸板、砂斗等组成。,进水头部应采取消能和整流措施；,两端用闸板控制水量,池底设有12个倒棱台形的贮砂斗，斗底有带闸阀的排砂管。,2.排砂装置（1）重力排砂：排砂管、排砂罐(排砂管d 200mm)。（2）机械排砂：泵吸式排砂、链板刮砂与抓斗。对大中型污水处理厂，一般采用机械排砂。,作用：沉砂池排出的砂水混合物进行彻底的砂水分离。原理：砂水混合液从分离器一端顶部输入水箱，比重较大的如砂粒等到将沉积于槽形底部，在螺旋叶片的推动下，砂粒沿斜置的u型槽底提升，离开液面后继续推移一段距离，在砂粒充分脱水后经排砂口卸至盛砂桶，而与砂

11、分离的水则从溢流口排出，达到分离目的。预处理：在进水口处设置圆筒式旋流预分离器，污水沿圆筒切线方向进入涡流使砂粒沉下进入螺旋分离器，溢流液回沉砂池或格栅井，起到预沉砂及调节水量的作用。,砂水分离器,洗砂砂水分离器,无轴螺旋输送机对沉淀物进行脱水,5.3 平流沉砂池设计,1 设计参数（1）流量-自流进水,取最大小时流量;泵送，工作水泵的最大组合流量。（2）分格数-n=2，并按并联方式运行。（3）流速-最大流速0.3m/s-最小流速0.15m/s之间。（4）停留时间-流量最大时，停留时间=30s，一般为3060s。（5）结构尺寸-有效水深一般为0.251.0m，不大于1.2m（h=u0t，u0可按

12、斯托克斯公式）；超高=0.3m；每格宽=0.6m；（6）沉砂量-依水质不同而异，对城市污水可按每106m3废水产生30m3沉砂考虑。（7）贮砂斗-容积一般按2日以内的沉砂量设计，斗壁倾角=55；池底以0.010.02的坡度坡向砂斗。,2.平流沉砂池的设计计算,(1)长度L,v最大设计流量时的速度，m/s;(0.3m/s-0.15m/s)t最大设计流量时的停留时间，s。一般为3060s。,(2)水流断面面积F,Qmax最大设计流量，m3/s。,(3)池总宽度B,h2设计有效水深，m。有效水深一般为0.251.0m。h2=u0t，u0可按斯托克斯公式单格宽度 b=B/n，单格池宽=0.6m,(4)

13、核算最小流速vmin,Qmin设计最小流量，m3/s;n1最小流量时工作的沉砂池数目；Fmin最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2。,(5)贮砂斗所需容积(m3/d),X城市污水的沉砂量，一般采用30 m3/106m3（污水）T排砂时间间隔，dKz生活污水流量的总变化系数。,3.3 曝气沉砂池,2.曝气目的a.有机物更好分离（通过摩擦作用实现），避免泥沙沉于初沉池而影响污泥的处理。b.还有预曝气、除臭、除油等多种功能。,1.构造：是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有的坡度，以保证砂粒滑入。,3.工作原理：鼓风机曝气的作用下，使污

14、水水流在池内呈螺旋状前进，污水中的有机颗粒经常处于悬浮状态。另外，使无机颗粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，去除砂粒上面附着的有机污染物，同时由于水流的向心力作用，密度比水大的砂粒便沉入池底，从而得到较纯净的砂粒。曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会在除渣区浮出水面，达到从污水中分离的目的。,4.曝气沉砂池构造,（1）进水、配水方式、出水：（2）集砂斗、集砂槽、集油区：（3）供气,曝气,排砂集油,砂水分离：,曝气沉沙池多采取多空管曝气，穿孔孔径为2.56.0mm，距池底约0.60.9m，曝气管有调节阀门。,不锈钢中孔曝气管,FLASH,吸砂机在沉砂沉池面上沿钢轨来回运动，机上的吸砂泵（潜污泵）将池

15、底的砂水混合物吸出并提升至一定的高度，进入砂石分离器进行分离，同时机上可设撇渣板将水面上的浮渣刮至池末端的渣槽中。,PTS型平流抬耙式刮砂机主要用于水处理厂曝气沉砂池底部砂粒的收集，并可有效的去除浮渣。,5.曝气沉砂池特点：1.当处理0.6 mm的砂粒，平流式沉砂池的除砂效率要远大于曝气沉砂池。2.曝气沉砂池对于污水中的油脂物质有着预曝气的作用，有较好的去除效果。3.曝气沉砂池有良好的耐冲击性。4.运行中问题：旋流速度只能通过调节曝气量来控制,但气量调节却难以掌握。气量过大虽能将砂粒冲洗干净,却会降低细小砂粒的去除率;过小又无法保证足够的旋流速度,起不到曝气沉砂的作用。考虑到水量是不断变化的,

16、气量却不可能随机调节,实际运行中很难将曝气量始终控制在合适的数值上,往往会存在过度曝气的问题,浪费能量。5.曝气沉砂池的操作环境较差,特别是夏季对空气的污染较大。另外,如果不设消泡设施,会有相当多的悬浮物随泡沫带出池体而污染环境。,6.曝气沉砂池的设计,1.曝气沉砂池的主要设计参数(1)流量:同前(2)流速:水平流速一般取0.08O.12ms，在过水断面周边的最大旋转线速为0.250.4ms。(3)池内的停留时间:46 min，最大流量时为13min。(4)有效水深:取23m，宽深比为(1l.5):1，长宽比可达5:1。(5)曝气装置:多采用穿孔管曝气器，孔径2.56.O mm，曝气管安装于池

17、壁一侧距池底O.60.9m处，曝气量为0.2m3(空气)/m3(水)或1.5m3(空气)/m3(池容)h。,2.设计计算（1）工艺尺寸:主要确定沉砂池的池长、池宽、池深等。,过水断面积A(m2):,池宽B(m):,池长L(m):,总有效容积V(m3):,L=V/A,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。,集砂斗:计算同平流式,倾角=50。,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1223，底部以

18、6075倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。,（2）结构尺寸:包括集砂斗、集砂槽、集油区等。,(3)进出水区:进水区、配水方式、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：出水方向与进水垂直，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。,(4)工艺装备:供气,曝气,排砂集油,砂水分离,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。空气需用量qa(m3/h)=Q d计算.d-1

19、m3 废水所需空气量,m3空气量/m3废水。,曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为25mm。,排砂设备、集油设备：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：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。,5.3 旋流沉砂池,近年来新建的污水厂中,旋流式沉砂池得到了越来越多的应用。从运行情况看,用户反映普遍良好,认为这类沉砂池具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠等优点。目前国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟氏(Jones-Attwood Jeta)和比氏(Pista)两大类。,工

20、作原理：旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转，控制进入水流的流速与流态，使砂在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速下降，同时有机物在水流的作用下，随水流漂走，沉入池底的砂经空气提升或泵提升后，与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出，清洗水回流至格栅井，从而达到除砂的目的。思考：与曝气沉砂池区别？,曝气/机械水力涡流；旋流与水流垂直/一致,5.3.1 钟氏沉砂池,旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成,1984年英国提出，利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。调整转速，可达到最佳沉砂效果。去除直径0.2mm以上的大部分砂粒,去除率98%以上,

21、分选区和集砂区，两个分区之间采用斜坡连接。虽然不同的国外公司在此典型结构的基础上开发出了多种多样的变型，但其变化主要集中在斜坡的倾斜度及搅拌桨的型式上，就砂粒的沉降机理来说应当并无多大差别。,钟氏池的斜坡式设计，使得砂粒的沉降主要依靠重力，砂粒通过斜坡自然滑入集砂坑。在滑入集砂坑之前，在旋转桨片产生的斜向水流作用下将附在砂粒上的有机物分离开。,5.3.2 比氏沉砂池,旋流除砂系统包括旋流沉砂池、砂水分离器、鼓风机等组成,典型的比氏池由分选区和集砂区构成，其特点是分区之间没有斜坡过度。从水力条件看，水流在比氏池中呈涡流状态，大大强化了有机物分离效果。,注意采用此类沉砂池时，对细格栅的运行效果要求

22、较其他沉砂池为高。如果格栅运行不正常，带入的布条、树枝等易导致搅拌桨的损坏；同时由于提砂方式为砂泵或气提，以上物体极易造成这类排砂设备及管路的堵塞，导致设备无法正常运行。在造价方面，由于目前国内采用的旋流沉砂池多为国外产品，往往价格过高，其在土建造价上的节省通常会被抵消。国内形式上模拟，没有自己的水力模型，有待检验。,6 普通沉淀池,6.1 概述1.沉淀池的分类,1)按使用功能分,初次沉淀池,二次沉淀池,生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物,生物处理构筑物后，是生物处理工艺的组成部分。,2)按池内水流流态分：平流式、辐流式和竖流式。通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小

23、规模，而平流式则无此限制。,沉淀池三种流态,池型：长方形;一端进水,另一端出水;贮泥斗在池进口.,池型：多为圆形，有方形或多角形;池中央进水，池四周出水;贮泥斗在池中央.,池内水流由下向上,池内水流向四周辐流,3.沉淀池特点与适用条件,沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区:贮泥区:贮存、浓缩与排放污泥。缓冲区:避免水流带走沉在池底的污泥。,缓冲区,4.沉淀池的结构,5.沉淀池的运行方式,1.间歇式,工作过程：进水:静止:悬浮物完成沉淀过程;排水:设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出,2.连续式,污水连续不断的流入与排出,颗粒的沉淀在流过水池

24、时完成，这是可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。,6.沉淀池的一般设计原则及参数,1.设计参数(1).设计流量-与沉砂池的设计流量相同。自流:应按最大流量设计；泵送:应按工作水泵的最大组合流量设计。(2).沉淀池的个数对于城市污水厂，沉淀池的个数n=2。(3).沉淀池的经验设计参数沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系，见表1所示。,表1 沉淀池的功能与负荷或停留时间的关系,(4).几何尺寸：超高=0.3m；缓冲层高采用m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗=60，圆斗=55；排泥管直径=200mm。(5).沉淀池出水部分：一般采用堰流，在堰口保持水平。出水堰的负荷为：对

25、初沉池，应=14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池=8.83 kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池=11.77 kPa（1.2mH2O）。,6.2 平流式沉淀池,构造,进水区,出水区,沉淀区,贮泥区,缓冲区,链式平流式沉淀池,1.进水区-消能整流，保证入流污水均匀稳定地进入沉淀池。2.出水区-设出水堰，控制沉淀池内的水面高度，保证沉淀池内水流的均匀分布。堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。3.沉淀区4.贮泥区:单斗机械刮泥 多斗式沉淀池，不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。5.缓冲区：非机械排泥0.5m

26、，机械排泥时，上缘高出刮板0.3m.,进水区-消能整流,溢流堰+穿孔墙,潜孔+挡流板,底孔+挡流板,潜孔+穿孔墙,集水槽是沉淀池溢面集水和输水的重要装置,同时也是体 现水池容貌的关键部位。传统集水槽一般采用普通钢板焊制，或以混凝土为槽体、塑料板材作堰板。新型为不锈钢材质。,集水槽常与出水堰配套使用。,堰板,潜孔,出水堰是设置在给排水工程中沉淀池、澄清池上，以达到出水的流量计量的装置。,流量较大时多以堰（weir）来作量测的工具，所谓堰即指一有规则形状的拦阻物，水由其下方溢流而过。一般所用的堰有三种，即：矩形堰，三角堰，梯形堰,单斗机械刮泥刮泥机,多斗式排泥管,2.平流式沉淀池的设计,1.沉淀池

27、的表面积A,式中：Qmax-最大设计流量，m3/s；q-表面水力负荷，m3/m2h，初沉池一般取1.5-3 m3/m2h，二沉池一般取1-2m3/m2h。,2.沉淀区有效水深h2,式中：t-沉淀时间，h，初沉池一般取1-2h；二沉池一般取。沉淀区有效水深h2通常取2-4m。,3.沉淀区有效容积V,4.沉淀池长度L,式中：v-最大设计流量时的水平流速，mm/s；一般不大于5mm/s.,5.沉淀池总宽度B,或,6.沉淀池的只数n,式中：b-每座/格沉淀池的宽度，与长宽比和刮泥机有关；平流式沉淀池的长度一般为30-50m，为了保证污水在池内分布均匀，池长与池宽比不小于4，以4-5为宜，长深比不宜小于

28、8。,7.污泥区容积,对于生活污水，污泥区的总容积V：,式中：S-每人每日的污泥量，L/d人 N-设计人口数，人；T-污泥贮存时间，d。初沉池2d,二沉池2-4h。,8.沉淀池的总高度h,式中：h1-沉淀池超高，m；一般取0.3m；h2-沉淀区的有效深度，m；h3-缓冲层高度，m；无机械刮泥设备时为0.5m；有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m；h4-污泥区高度，m；h4-泥斗高度，m；h4-梯形的高度，m。,9.污泥斗的容积V1,式中：S1-污泥斗的上口面积，m2；S2-污泥斗的下口面积，m2。,10.污泥斗以上梯形部分污泥容积V2,式中：L1-梯形上底边长，m;L2-梯形上底边长，m

29、。,6.3 竖流式沉淀池,1.构造,竖流沉淀池池面多呈圆形或正多边形。沉降区-上部圆筒形部分为，直径一般在48m，最大不超过10m.为保证水流的竖向运动，径深度比不宜大于3。如池径大于8m，应增设径向集水槽。污泥区-下部倒圆台部分为，1.52.0m的静水压力排泥缓冲层沉降去和污泥区间0.30.5m的。,竖流式沉淀池示意图,进水,出水,工作过程水流和颗粒的水平分速为零，沉速为us颗粒的垂直速度为(us-v).颗粒被分离的条件为usv，而usv的颗粒始终不能沉底.颗粒属于自由沉淀类型时，其沉降效率与具有相同表面负荷的平流沉淀池相比要低，即ET=(1-p0)100()。颗粒属于絮凝沉淀类型时，由于上

30、升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞的机会增多，致使颗粒的直径逐渐增大，有利于颗粒的沉淀。应用:多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离,2.竖流式沉淀池的工作过程和应用,求取；当无资料,t(1.02.0)h。(3)管口不设反射板时，取中心管内流速v00.03ms；设反射板时，v00.1ms。(4)中心管与反射板之间的流速v1一般不大于0.04ms。(5)中心管及反射板结构尺寸如图。(6)保护高度取0.30.6m，缓冲层高度取0.3m，泥斗壁倾角取4555。,(1)表面负荷，按公式,计算，当无资料,q=(2.03.0)m3m2h。(2)沉降时间，按公式,3.竖流式沉淀池的设计（1）设计参数

31、,(1)中心管的断面面积f 和直径d,Qmax最大废水流量(m3h)v0 中心管流速(mh),(2)沉淀区有效断面积A1,v池内水流速度(m/h),(3)沉淀池表面积A和直径D,A，D沉淀池的表面积和直径,（2）设计计算,(4)沉降区有效水深h2,(5)中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3,v1中心管喇叭口与反射板之间缝隙的流速，m/h；d1喇叭口直径（m）（=1.35d）,v池内水流速度(m/h);t沉淀时间（h）,(6)污泥斗设计同前,(7)沉淀池总高H,h1保护高度，m h4缓冲层高度，m h5泥斗圆台部分高度(m)；,中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图,进水,出水,排泥,1.工作过程

32、,6.4 辐流式沉淀池,2.构造(1)进水-中心进水、周边进水(2)沉降区-圆形,直径可达100m，池周水深。(3)排泥-一般采用刮泥机刮除，目前常用的刮泥机械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。刮泥机每小时旋转24周，将污泥刮到池中去，靠静水压力或泥浆泵将污泥排走。当然还有多斗式.,1.进水方式中心进水（周边出水）,中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图,1.进水方式周边进水-中间出水,周边进水的沉淀效率高于中心进水，设计表面负荷可提高一倍。进水断面大，布水均匀,上海嘉定水质净化厂辐流式初沉池,上海嘉定水质净化厂辐流式二沉池,长春水质净化厂,中心传动单管式吸泥机,驱动装置

33、推动工作桥沿池平面旋转，工作桥带动刮臂旋转，固定于刮臂上的刮板将泥由池边逐渐刮至池中心的集泥斗中。,中心传动悬挂式刮泥机,排泥方式多斗式,2.悬浮固体颗粒在辐流沉淀池中的沉降规律,由于过流断面由中心向周边不断增大，水平分速逐渐减小，因此其沉降轨迹呈下垂曲线。如设中心筒半径为rl，池半径为R，沉降区水深为H，那么在半径为r的任意点上，颗粒在dt时间内在水平方向和竖直方向上的位移分别为 dr=vdt 和 dh=udt,由于,（1）,（2）,对沉速为u0的颗粒，积分（2）式并代入（1）式，得,整理后，得,3.辐流式沉淀池设计(1)主要设计参数,(1)直径:一般为2040m,最大可达100m。(2)池

34、中心深度为2.55.0m，周边深度为1.53.0m。(3)池底以0.060.08的坡度坡向泥斗。(4)表面负荷q和沉降时间t应通过沉降试验确定，对生活污水，q可取2.03.6m3m2h，t取1.52.0h。(5)有效水深h2,通常取池半径12处的深度值。,2.设计计算,有效水深h2：h2=qt,或,（f为中心管面积）,表面积F：F=Q/q 有效直径：,径深比：D/h2=6(6-12),5.中心管截面积f:f=Q/v,v-按流速应大于0.4m/s的最小沉速设计；6.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；7.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110R处；,

35、7 斜板（管）沉淀池,1.斜板（管）沉淀池 斜板沉淀池又称浅层沉淀池，其工作原理是建立在浅层沉降理论基础上的。即在沉淀池有效容积一定的条件下，池身越浅，沉淀面积越大，去除效率也越高。2.浅层沉降原理 沉降效率+表面负荷,1.浅层沉降原理,E与处理效率关系？矛盾,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,1、浅层沉降原理,将沉降区高度分隔为n个高度为h(1)在Q不变（即v不变）的条件下，颗粒的沉降深度由H减小到Hn，截流沉速由u0减小到u0/n，从而总沉降效率ET大幅度提高。(2)在ET值不变（即u0 不变）的条件下，由u0v=hL 和 hHn可得vn

36、v，即n个浅层的处理水量QHBnv=nQ，比原来增大了n倍。显然，分隔的浅层数愈多，ET值提高愈多或Q值增加愈多。,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?,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/L H=nh u0/v=u0t/v t=H/L有：v=nv分层后处理水量：Q=BHnv=nBHv=nQ,2.斜板沉淀构造,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,2.斜板沉淀构造,（1）优点：沉淀效率高、停留时间短、占地少；(2)缺

37、点：停留时间短（几分钟），缓冲能力差；耗材，堵塞，常用于给水和隔油。（3）应用在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。,3.斜板沉淀池优点及其应用,提高沉淀池沉淀效果的有效途径,沉淀池均存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大。,4.斜板和斜管沉淀池的设计,设斜板长为l，宽为w，倾角为，板间净距为d，平均水流速度为v，颗粒沉速为u0，则颗粒的运动由v和u0合成。,通过每个沉降单元的流量,将(1)代入(2)式，则可得,(1),(2),对n个沉降单元，,af=lwcos,Af=naf 分别为一个沉降单元和n个沉降单元的斜板在水平

38、方向上的投影面积；a=dw/sin,A=na=Lw 分别为一个沉降单元和n个沉降单元的水平底面积,异向流,同向流,横向流,4.斜板和斜管沉淀池的设计,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：1、斜板净距（或斜管孔径）为80-100mm；2、斜板（管）斜长为1m；3、斜板（管）倾角为60；4、斜板（管）区上部水深为；5、斜板（管）区底部缓冲层高度为1.0m。,1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,本章小结：1基本概念 重力沉降法 理想沉淀池 沉降原理及浅层沉降原理,2.重点 基本概念 沉降试验和沉降曲线 沉淀池设计计算,3难点 浅层沉降原理 自由颗粒沉降试验和沉降曲线,