沉淀的基础理论

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3.沉淀理论

u 与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。
S
18
四、沉淀池工作原理为了便于说明沉淀池的工作原理以及分析水中悬浮颗粒在沉淀池内运动规律， Hazen和Camp提出了理想沉淀池的概念。理想沉淀池划分为4个区域，即进口区域、沉淀区域、出口区域及污泥区域。
19
沉淀试验数据
沉淀时间 t,min Pi=ci/c0 表观去除率 E=1-Pi u=H/t, cm/min η 0 1 15 0.96 30 0.81 45 0.62 60 0.46 90 0.23 180 0.06
31
解：（1）计算各沉淀时间相应的沉速u，表观去除率E （2）以Pi为纵坐标，u为横纵标作图得沉淀曲线： P-u曲线（3）图解计算各沉速下的总去率,u0=3.0为例，小于此沉速的颗粒与全部颗粒之比P0=0.67, 积分项等于各矩形面积之和。
上澄水自由沉淀带
水深
絮凝干涉沉淀带
B
成层沉淀带
C
时间t
压缩沉淀D
沉淀过程示意图
10
三、自由沉淀及分析颗粒为球形
分析的假定
沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等不变
颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响。
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。
作如下假设 (1) 沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为ν； (2) 悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u； (3) 在沉淀区的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上； (4) 颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。
20

沉淀基础理论

20 30 4300.050 60 70 398.00 时间t(min)
不同水深处去除率与沉降时间的关系数据
表观去除率/%
5 10 20 30 40 50 60 75
不同水深达到去除率所需的时间/min
0.6 m
1.2 m
1.8 m
1.2
2.5
3.7
2.5
5.0
6.5
6.7
11.0
14.5
11.7
3、难点图解积分法计算ET
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。
1.絮凝沉降试验
● 装置：φ140~150mm H=2.0~2.5m 4~5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。
（1）城市污水处理工艺:
污水格栅沉砂池初沉池好氧二沉池排水
消化浓缩池
（2）高浓度有机废水处理工艺:
废水沉淀调节池厌氧沉淀池好氧沉淀池排水脱水浓缩池
（3）含铬废水处理工艺：
药剂
废水混合反应池沉淀池排水脱水浓缩池
第一节沉降过程的基本理论
根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型
E5
=[0.15×(1-0.8)+0.4×(0.8-0.75)+0.84×(0.75-0.6)+1.6×(0.60.45)]/2.0+0.45

《沉淀基础理论》课件

医学诊断与检测
通过沉淀反应可以检测生物体内的离子、酶活性等，用于医学诊断和检测。
生物成像技术
利用某些沉淀反应产生的荧光、放射性等特性，可以实现生物成像技术，用于研究生物体内的生理过程。
在环境科学中的应用
污水处理
利用沉淀法可以去除污水中的重金属离子、悬浮物等有害物质，使污水得到净化。
土壤修复
详细描述
分离技术是沉淀基础理论的重要应用领域之一，新型分离技术的开发对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过研究沉淀反应的动力学和热力学机制，可以开发出新型的分离技术，如高效沉淀、膜分离、萃取等。这些新技术能够提高分离效率和降低能耗
，有助于推动相关产业的发展。
绿色化学与可持续发展
总结词
绿色化学与可持续发展是沉淀基础理论的另一个重要发展方向，旨在实现化学工业的环保和可持续发展。
过滤法
将沉淀通过滤纸或布氏漏斗等过滤器材，使固体和液体分离的方法。
离心分离法
利用离心机的高速旋转产生的离心力使沉淀分离的方法。
沉淀的洗涤与干燥
洗涤
用适当的溶剂洗涤沉淀，以除去沉淀表面吸附的杂质。
干燥
将洗涤干净的沉淀进行干燥处理，以备后续操作。
沉淀的纯化技术
结晶法
通过控制结晶条件，使杂质与所需物质分离，得到纯化的沉淀。
分类
沉淀可以根据不同的分类标准进行分类，如根据沉淀的组成、结构、性质和应用等。
沉淀的形成过程
溶解度
物质在溶液中的溶解度决定了其在一定条件下能否形成沉淀。
过饱和状态
当溶液中的溶质浓度超过其溶解度时，就会形成过饱和状态，导致沉淀的形成。
沉淀剂
通过加入沉淀剂，如电解质、有机溶剂等，可以促进沉淀的形成。

沉淀与上浮

沉淀与上浮[Sediment and Floating] (1)一、沉淀的基本理论（一）沉淀的类型按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀可分为以下几种类型。

1.自由沉淀。

悬浮颗粒的浓度低，在沉淀过程中呈离散状态，互不粘合，不改变颗粒的形状、尺寸及密度，各自完成独立的沉淀过程。

这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。

2.絮凝沉淀。

悬浮颗粒的浓度比较高（50~500mg/L），在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用，使悬浮颗粒互相碰撞凝结，颗粒质量逐渐增加，沉降速度逐渐加快。

经过混凝处理的水中颗粒的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均属絮凝沉淀。

3.拥挤沉淀。

悬浮颗粒的浓度很高（大于500mg/L），在沉降过程中，产生颗粒互相干扰的现象，在清水与浑水之间形成明显的交界面（混液面），并逐渐向下移动，因此又称成层沉淀。

活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种沉淀类型。

4.压缩沉淀。

悬浮颗粒浓度特高（以至于不再称水中颗粒物浓度，而称固体中的含水率），在沉降过程中，颗粒相互接触，靠重力压缩下层颗粒，使下层颗粒间隙中的液体被挤出界面上流，固体颗粒群被浓缩。

活性污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的浓缩过程属此类型。

（二）悬浮物在静水中沉淀的理论1．沉速公式为了说明影响颗粒沉淀的主要因素，现以单体球形颗粒的自由沉淀为例加以说明。

颗粒在重力、浮力的作用下，开始下降（或上浮），由于水的阻力作用下，短暂时间内很快当达到受力平衡，以匀速下沉。

在大多数情况下，Re<1，颗粒下降引起周围水流的扰动，处于层流状态。

颗粒沉淀速度用斯托克斯(Stokes)公式表示。

水中悬浮物的组成比较复杂，颗粒形状多样，且粒径不均匀，密度也有差异，很难用斯笃克斯公式计算颗粒的沉速，而通过试验测定颗粒的沉速比较容易。

因此公式主要用来进行沉淀原理分析和测出颗粒沉速后倒过来进行水中颗粒分析用。

2．沉淀试验沉淀试验用来判定水中颗粒的沉淀性能，并根据所要求的沉降效率确定沉降时间和沉降速度这两个基本的设计参数。

关于初中化学沉淀的总结

关于初中化学沉淀的总结初中化学中，我们学习了许多涉及沉淀的实验和理论知识。

通过这些实验，我们可以更好地理解化学反应中沉淀的形成原理以及相关的实验技巧。

下面是我对初中化学沉淀实验的总结：一、沉淀的定义和形成原理：沉淀是指在化学反应中，从溶液中析出的固体物质。

沉淀的形成与溶液中的离子种类、浓度以及反应条件有关。

一般来说，当两个溶液混合后，由于产生了新的化学反应，会出现沉淀物的形成。

二、常见的沉淀实验：1.氯化银与盐酸反应：氯化银溶液与盐酸反应会生成白色的氯化银沉淀。

这个实验可以通过观察产生的白色沉淀来判断溶液中是否存在银离子。

2.硫酸铜与氯化钠反应：硫酸铜溶液与氯化钠反应会生成蓝色的硫酸铜沉淀。

这个实验可以通过观察产生的蓝色沉淀来判断溶液中是否存在铜离子。

3.硫酸铁与碘化钠反应：硫酸铁溶液与碘化钠反应会生成深红色的三碘化铁沉淀。

这个实验可以通过观察产生的深红色沉淀来判断溶液中是否存在铁离子。

4.硫酸铵与氯化钡反应：硫酸铵溶液与氯化钡反应会生成白色的硫酸钡沉淀。

这个实验可以通过观察产生的白色沉淀来判断溶液中是否存在钡离子。

三、沉淀实验的步骤和技巧：1.实验前的准备：首先要检查实验器材是否齐全，并保证实验台面整洁。

同时，要确保实验中使用的溶液的浓度和容量准确。

2.操作技巧：在进行沉淀实验时，需要注意以下几点操作技巧：(1)加入试剂时要慢慢滴加，避免溅出溶液。

(2)在加入试剂后，要用玻璃杯或玻璃棒轻轻搅拌溶液，使反应更加均匀。

(3)在观察沉淀时，可以用滤纸进行过滤，以便更好地观察沉淀的形态和颜色。

(4)在沉淀实验中使用的溶液和试剂要注意安全，避免接触眼睛和皮肤。

3.实验结果的判断：在进行沉淀实验后，要根据观察到的沉淀的形态和颜色来判断溶液中是否存在特定的离子。

同时，可以进行确认实验，用其他试剂验证初步判断的结果。

四、沉淀实验的意义：沉淀实验是化学实验中的一种基础实验，通过这些实验，我们可以学习到化学反应中沉淀的形成原理以及识别溶液中存在的特定离子的方法。

水污染控制工程沉淀的基础理论

2
1 1 3 2 V d , A d 6 4
得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：
4 g ( s L ) d 12 uS [ ] 3 L
式中λ′是雷诺数Re的函数当
Re
dup

24 Re 1, Re 10 2 Re 500, Re 5 500 Re 10 , 0.44
污水的物理处理
污水的物理处理
污水的物理处理
污水的物理处理
污水的物理处理
3、沉淀池表面负荷与颗粒沉降速度的关系（1）表面负荷：如果沉淀池沉降区的表面积为A，处理水量为Q，则有：
H H H B Q u0 q0 t L LB A
上式中的Q/A是沉淀池设计的一个重要参数，称为表面负荷，以q0表示，其单位是m3/m2· h。
X—城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3污水 T—排砂时间的间隔，d kz—生活污水流量的总变化系数
5、贮砂斗各部分尺寸计算设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为 600；则贮砂斗的上口宽b2为：
2h3 b2 b1 0 tg 60
贮砂斗的容积V1：
1 V1 h3 ( S1 S 2 S1 S 2 3
h′3—贮砂斗高度，m
S1，S2—分别为贮砂斗上口和下口的面积
6、池总高度h
h h1 h2 h3
h1—超高，m
7、核算最小流速vmin
min
Qmin n1 Amin
Qmin—设计最小流量，m3/s n1—最小流量时工作的沉淀池数目 Amin—最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2
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。静水中颗粒在重力作用下，在水中加速下沉，直到作用与颗粒的推力与水的阻力达到平衡时，颗粒开始以等速下沉。平衡状态是开始沉淀后瞬时达到的。 1、悬浮颗粒在水中受到的推力Fs

沉淀的基础知识

沉淀理论（Gravity Separation Theory ）一、分类根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，范围，沉淀可分为：1．自由沉淀(Discrete particle settling)：悬浮物质浓度不高，在沉淀过程中颗粒之间互不碰撞，呈离散状态，各自独立地完成沉淀过程。

颗粒形状、尺寸、质量不变。

如沉砂池中砂粒沉淀、浓度低的污水在初沉池中的沉淀。

2．絮凝沉淀（干扰沉淀, Flocculent Settling ）：悬浮物浓度在50～500mg/l ，颗粒间可能互相碰撞产生絮凝作用，使粒径与质量加大，沉速不断加快。

如初沉池沉淀，活性污泥在二沉池沉淀上部沉淀以及化学混凝沉淀。

3．拥挤沉淀（分层沉淀, Hindered settling, Zone settling ）：浓度＞500mg/l ，沉淀中相邻颗粒互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，清水与浑水间形成明显的交界面，沉淀显示为界面下沉。

如二沉池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。

4．压缩沉淀（Compression settling ）：浓度大。

颗粒间互相支承，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。

如活性污泥在二沉池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。

活性污泥在二沉池中沉淀实际是依次进行，只是各类沉淀出现时间不同。

二、颗粒沉淀理论(Particle Settling Theory)1．公式根据牛顿第二定律，得出颗粒最终沉速为：d C g u ll s D ρρρ-=34 粒径有关阻力系数，与液体密度颗粒密度----d C D l s Re ρρ在不同流态下阻力系数C D 以及沉速u 的表达公式:2．应用（1）已知d，推求u=?（2）已知u，反推d=?三、各种沉淀类型分析(一)自由沉淀1.低浓度离散性颗粒在水中沉淀，开始时加速下沉，水流阻力不断增加，短暂时间后达到与重力平衡，颗粒开始匀速下沉。

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2、自由沉淀实验 (1) 实验目的
实际废水中悬浮物颗粒粒径不均匀，形状各异，密度也有差异。通过沉淀试验：
① 了解废水中悬浮物的沉淀特点；
② 为工程设计提供参数。
自由沉降试验所用的沉降柱 (settling column)示意图每次试验用5–7个相相同的沉降柱
溢流口
取样口
(2) 实验方法
沉淀去除的对象及构筑物
① 砂粒 ② 化学沉淀 ③ 混凝絮体 ④ 生物污泥
沉砂池沉淀池
⑤ 污泥浓缩
浓缩池
位置
A、作为处理系统的主体； B、工艺流程主体处理单元之前——预处理； C、工艺流程主体处理单元之后； D、污泥处置。
（1）城市污水处理工艺:
沉砂池初格栅沉池好氧二沉池排水污水消化浓缩池
24 C Re
Re
du y

悬浮颗粒在水中的受力分析
du m F 1 F 2 F 3 dt
3 2 2 du d d u m g ( ) C g y y dt 6 4 2
4g g y u d 3C y
悬浮颗粒在水中的受力分析
F1
d
6
3
gg
F2
d3
6
gy
2 2 2 2 2 C d u d u u y F 3 C CA y y 8 4 2 2
C——阻力系数，球形颗粒周围液体绕流雷诺数的函数，由于污水中颗粒直径较小，沉速不大，绕流处于层流状态，可用层流阻力系数公式
(3) 沉淀效率计算
给定的沉降时间t内：对于μ≥μ0的颗粒全部除去 1-p0
对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。 p0

沉淀生成原理

沉淀生成原理
沉淀生成原理是指在溶液中加入适当的化学试剂，通过反应生成的沉淀物从溶液中析出的过程。

沉淀生成的基本原理是溶液中的阳离子和阴离子发生反应生成不溶性的化合物，使其溶解度下降，从而使之沉淀下来。

沉淀生成的原理可以从溶液中的离子间的化学反应来解释。

当溶液中存在两种离子A+和B-时，如果它们之间存在亲和力，并且生成的化合物AB是不溶于溶液中的，那么溶液中的A
和B就会发生反应生成AB，并以固体的形式沉淀下来。

沉淀生成的原理还可以从溶液中化学平衡的角度来解释。

在溶液中，溶解度积（Ksp）描述了沉淀反应的平衡状态。

当溶液中存在反应物的浓度超过了其溶解度积时，沉淀就会生成。

溶液中的阳离子和阴离子浓度的提高会导致Ksp的增大，促使沉淀生成。

为了使沉淀生成，通常需要添加适当的化学试剂，例如沉淀剂或络合剂。

沉淀剂可以与离子发生反应生成不溶性的沉淀物，而络合剂可以与某一种离子形成络合物，降低其浓度，从而促使沉淀生成。

总之，沉淀生成原理是基于溶液中离子间的化学反应或化学平衡，通过合适的反应条件，使溶液中的离子生成不溶性的沉淀物。

这一原理在实验室中常用于分离和提纯物质，以及分析化学中的沉淀滴定等应用。

物化法5-沉淀

对沙砾有淘洗作用，沉砂中有机物含量低于5%；具有预曝气、脱臭等作用；适应水量变化。 ❖ 缺点能耗大、气味大。
4/28/2020 4:24 AM
水污染控制工程
10
❖ 设计参数水平流速：v=0.08～0.12m/s；旋流速度：0.25～0.4m/s；停留时间：t=4～6min；池的有效水深：2～3m 宽/深=1～2；长/宽=5；曝气强度：0.3～0.4m3(气)/m3(水)。
定，但池体大，占地面积大。
4/28/2020 4:24 AM
水污染控制工程
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斜板隔油池
• 多采用波纹型斜板，玻璃钢制成，板间距为20～ 50mm，倾斜角为45°；
• 斜板隔油池分离效率较高，可去除的油滴的最小直径为60um，停留时间一般不大于30min。
4/28/2020 4:24 AM
水污染控制工程
2 基本原理
❖ 颗粒性质
亲水颗粒和疏水颗粒。
亲水颗粒接触角＞90°，气粒两相接触面积小，颗粒大部分在水中，气浮体结合不牢固，易脱落，则颗粒不易气浮去除；疏水颗粒接触角＜ 90° ，情况则相反。
参见Fig.10-40(P50)。
❖ 气泡性质
直径＜100um 产生方法：
电解法（已很少使用）溶气释放法（高压溶气、常压释放）
设置堰口，使出水均匀。堰的负荷为：初沉池：250m3/m·d 二沉池：130～250m3/m·d ❖ 沉淀区一般纵向分格，改善水流条件。 ❖ 污泥区设污泥斗、排泥管，排泥应及时。
4/28/2020 4:24 AM
水污染控制工程
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设计参数
u0设= u0试/(1.25～1.75) t设=(1.5～2.0) t试初沉池：q0设=1.5～3.0m3/m2·h 二沉池：

工程师基础考试环境工程学水中悬浮物质和胶体物质的去除

沉砂池的水流断面积 A = Qmax / u0 过流率u ：也称之为表面负荷率p ，可以看作每天每1m2的沉淀池表面积上所流经的水量（m3/d)。

理想的沉淀池示意图
进水区
O
出水区
O' H h

u 沉淀区 x x' 污泥区
L

（一）沉淀理论基础
颗粒参数
自由沉降不变，离散状态
下沉速度
不受干扰
2. 沉砂池池型
平流式沉砂池

三种
竖流式沉砂池曝气式沉砂池
平流式沉砂池

特点：构造简单、工作稳定、处理效果好、易于排砂
问题：看图回答平流式沉砂池设计参数有哪些？

设计参数：池宽、池长、池高、沉砂斗容积、格数、渣斗尺寸
平流式沉砂池设计

无沉淀实验资料时，按公式计算： 1、沉砂池的水流断面积 A = Qmax / u 2、池总宽度 B = A / h2 ;单宽b= B/n 3、池长 L = u t 4、沉砂斗所需容积 V=（86400 Qmax X1T）/ Kz ·106 5、池总高 H = h1 + h2 + h3 6、验算最小流速 u min= Qmax /n1 wmin
形成条件：

当悬浮物质的数量占液体体积的1％左右时就会出现拥挤沉降现象。如果颗粒的絮凝性能增加，则出现拥挤沉降的浓度将减小。在水处理中，高浊度水的沉淀、混凝沉淀、生物处理(如曝气池)后活性污泥的沉淀等都有可能出现拥挤沉降。
理想的沉淀池
简化的理想状态： 1、沉淀池中各过水断面上各点的流速均以作水平流动； 2、进水中的悬浮颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速与水流相同u，并以竖直分速u等速下沉； 3、悬浮颗粒落到池底即可认为被除去。

物理处理(2沉淀)

初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀
区域沉淀（成层沉淀，拥挤沉淀）

颗粒浓度大（>500mg/L），相互间发生干扰，分层。水与颗粒群之间形成一个清晰的界面, 沉降过程实际上是该界面的下沉过程。

高浊水、二沉池、污泥浓缩池
压缩沉淀

颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。
3.2 沉淀的基础理论

思考题概述沉淀类型理想沉淀池原理
思考题

沉淀法在污水处理厂有哪几种用法？沉淀类型有哪几种？各有什么特点？实际沉淀池与理想沉淀池存在什么误差？
3.2.1 概述

沉淀法是水处理中最基本的方法之一。它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。按照废水的性质与所要求的处理程度的不同，沉淀处理工艺可以是整个水处理过程中的一个工序，亦可以作为唯一的处理方法。在典型的污水厂中，有下列四种用法：
C0 Ci 100 % C0

以沉淀时间为横坐标，去除率为纵坐标绘制曲线图（图（a））; 以沉淀速度为横坐标，去除率为纵坐标绘制曲线图（图（b））当已知沉淀时间，或已知要去除的颗粒沉速，即可在曲线上查得去除率，或反之。
C0 Ci 100 % C0
H i ti
第二篇城市污水处理
3 污水的物理处理（12h）
4 污水的生物处理（16h） 5 污水的生物处理（二）（4h） 6 污水的自然生物处理（2h） 8 污泥处理（2h） 9 污水处理厂设计（2h）
3 污水的物理处理

(2)沉淀理论培训

2.1.3 沉淀类型
种类悬浮物浓度固体颗粒不碰撞，不具有絮凝特征
碰撞，有凝聚特性互相干扰污泥沉淀高
沉淀过程特征
应用
沉砂池初沉池前期
自由沉淀
低
不改变尺寸、形状不互相粘合
絮凝沉淀
不高 50~500mg/L
改变尺寸形状
絮凝反应池二沉池后期
沉速下降、颗粒分层
压缩沉淀
很高
互相接触、支撑
为了提高除铬效果，应投加过量的碳酸钡，反应时间应保持25—30min。投加过量的碳酸钡会使出水中含有一定数量的残钡。在回用前可用石膏法去除： CaSO4+Ba2+ ⇌ BaSO4↓+Ca2+
2 沉淀理论
2.1 概述 2.1.1 沉淀：水中的可沉固体物质在重力作用下下沉，从而与水分离的过程。 2.1.2 沉淀功能： ① 用于一级处理去除杂质、颗粒物质 ② 用于二级处理初次沉淀池，减轻后续处理设施的负荷二次沉淀池，分离去除生物污泥 ③ 用于灌溉或氧化塘稳定水质去除水中虫卵或固体颗粒
自由沉淀的沉淀实验，沉淀曲线 1.第一种实验 ① 污水搅拌均匀注入n个沉淀筒（沉淀筒的大小d=80mm， h=1500~2000mm），测量悬浮物浓度C0； ② 经过t1 、t2……tn-1、 tn沉淀时间后，分别从各沉淀筒的一定高度H处（1200mm）取同样样品，分别测C1 、C2…… Cn-1、Cn； ③ 计算各沉淀时间的沉淀效率和沉淀速度u
H u i ti E C 0 C i 100% Ci
④ 绘制沉淀效率曲线（E～t）
2.第二种实验
① 污水搅拌均匀后注入n个沉淀筒，经过t1 、t2……tn-1、 tn时后取 H段以上的全部水样，测水样中悬浮物浓度C1 、C2…… Cn-1、Cn； ② ut ≥u0=H/t，去除率η1 ut < u0，但取样面附近η2 ∴η=η1+η2 令u0——某一特定沉速 P0——ut ≥u0时，颗粒与悬浮颗粒总量之比，即悬浮物剩余量 C P0 i C0 ③ 对ut < u0的每一种颗粒，去除各种不同粒经

沉淀池相关整理

沉淀池总结1沉淀的基础理论1.1 概述沉淀是水处理中最基本的方法之一。

它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力场的作用下产生下沉，已达到固液分离的一种过程。

这种工艺简单易行，应用非常广泛，可以是整个水处理过程中的某一工序。

在典型的污水处理场中，沉淀的四种用法：用于废水的预处理：如沉砂池；污水进入生物处理构筑物前的初步处理：初沉池；生物处理后的固液分离：二沉池；污泥处理阶段的污泥浓缩：污泥浓缩池。

1.2 沉淀的类型根据水中悬浮颗粒的凝聚性能强弱、浓度的高低以及可沉降颗粒的性质（如密度等），沉淀通常可分为四种不同的类型，如表1：表1 沉淀类型1.3 自由沉降及其理论基础沉淀法的去除对象：颗粒在10μm 以上的可沉固体。

当颗粒粒径变小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的扰流流速也小时，可以主要受水的粘滞阻力作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是出于层流状态。

Stokes 公式：μ18)ρ-ρ(2d g u L s = 式中：u —颗粒的沉降速度，m/s ；s ρ、L ρ—分别为颗粒剂水的密度，kg/m 3；g —重力加速度，m/s 2；d —颗粒的粒径，m ；μ—水的粘度，Pa ·s 。

Stokes 公式说明的问题：1、颗粒与水的密度差愈大，沉降速率也愈大，颗粒密度大于水密度时，颗粒下沉，颗粒密度小于水密度时，颗粒上浮，二者相等时，颗粒既不上浮也不下沉；2、水的粘度愈小，沉降速率愈快，成反比关系。

因粘度愈水温成反比，故提高水温有利于颗粒的沉降；3、颗粒直径愈大，沉速愈快，因此随颗粒度的下降，颗粒的沉降速度会迅速降低。

实际水处理过程中，水流呈层流状态的情况一般较少，所以一般沉降只能去除d ＞20μm 的颗粒。

1.4 絮凝沉淀在絮凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离去除的水处理法。

2沉淀池的种类2.1 按功能分按功能分为初次沉淀池、二次沉淀池。

，55%初次沉淀池：简称初沉池，生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD的悬浮物。

沉淀理论中的浅池原理

沉淀理论中的浅池原理沉淀理论是传热传质和反应过程的重要理论之一，它在化工、环境工程以及水处理等领域中具有广泛的应用。

浅池原理是沉淀理论的基础，它描述了在浅池中悬浮颗粒的沉淀过程。

本文将详细介绍浅池原理，并探讨其在工程应用中的意义和局限。

浅池原理是指在浅池中悬浮颗粒的沉淀过程可以通过一系列方程来描述和计算。

这些方程包括底部颗粒浓度分布、上升流速、沉淀速度以及物质的质量守恒等。

通过解析这些方程，可以得到沉淀过程中的重要参数，包括底部浓度分布、表观沉淀速度以及沉淀区域的长度和深度等。

这些参数对于设计和优化沉淀过程非常重要。

在浅池原理中，有几个关键概念需要明确。

首先是上升流速，它是指在浅池中由于下流传质和传热过程产生的液流的速度。

上升流速是浅池中悬浮颗粒沉淀的主要驱动力，它通过对冲击和慢慢沉淀两个过程产生作用。

在浅池原理中，上升流速被假定为水平均匀的，这是基于实验观测和经验数据得出的。

其次是沉淀速度，它是指在浅池中悬浮颗粒下沉的速度。

沉淀速度是沉淀过程的关键参数，它受到悬浮颗粒的大小、形状、浓度以及流体的性质等因素的影响。

浅池原理在工程应用中具有重要意义。

首先，它可以用来计算和预测沉淀过程中的重要参数，对工程设计和优化有着重要的指导作用。

例如，在水处理过程中，通过浅池原理可以确定沉淀器的尺寸和空间分布，以实现高效的固液分离。

其次，浅池原理可以用来分析和解释实验数据，从而深入理解沉淀过程的机理。

通过与实验数据的比较，可以验证和修正理论模型，提高模型的准确性和适用性。

此外，浅池原理还可以用来评估不同操作条件对沉淀效果的影响，优化操作参数，提高沉淀效率。

然而，浅池原理也存在一些局限性。

首先，浅池原理是在理想化的条件下得出的，其中假定浅池中的液流是水平均匀的。

然而，实际操作中，浅池中的液流分布可能不均匀，这会影响沉淀过程的效果。

其次，浅池原理只考虑了悬浮颗粒的沉淀过程，没有考虑其他因素的影响，如颗粒的聚结和聚沉、水力扰动等。

均匀沉淀法

3.均匀沉淀法反应机理
沉淀剂不直接加入待沉淀溶液中，而是首先把待沉淀溶液与沉淀剂母体混合，通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性，形成一个十分均匀的体系，然后调节温度，使沉淀剂母体逐步转化为沉淀剂，从而使沉淀缓慢进行，得到均匀纯净的沉淀物。
OH 反应得到金属氢氧化物或碱式盐沉淀。尿素的 - 上，煅烧温度越低、时间越短越好。
沉淀过程动力学模型(Lamer model)
分解反应如下：通过均匀沉淀反应得到的沉淀物经烘干之后，进行煅烧分解成产物。
式中K——反应速率常数
当生成速率大于生长速率时，有利于纳米颗粒的形成。
加快成核速率，降低生长速率，有利于生成粒径细小的晶粒。
由Klevin公式及过饱和度条件可知，只有当下式成立时，晶粒才有可能出现。
E 16 3M 2 或 3(RT ln S )2
r ZM RT ln S
E——晶粒生长时供给扩大固体表面的能量 σ——液固界面张力 M——溶质的分子质量 ρ——溶质颗粒的密度 S——溶液的过饱和度 r——晶粒半径
根据化学反应动力学理论，晶粒的生成速率为：
NKexp3R13T633(M lnS2)2
式中K——反应速率常数由上式可以看出，晶粒的生成速率对过饱和度S
十分敏感，S愈大，界面张力σ愈小，所需活化能愈低，生成速率愈大。
另一过程是核的生长过程，即在过饱和溶液中形成晶粒以后，溶质在晶粒上不断地沉积，使晶粒不断长大。晶粒线性生长速率的普遍式为：
2 2 2 4 2 氧化物粒径就会小。
通常通过使反应在较大的过冷度或高的过饱和度下进行来达到成核速率大于生长速率。
(母体) （沉淀剂）由于尿素水解速率随停留时间的增大而增大，因而要得到高的产物收率，就必须维持一定的反应时间。

4.2 沉淀

❖ 基本条件 ➢ 水中产生大量的微小气泡； ➢ 水中污染物形成悬浮状态； ➢ 气泡与悬浮颗粒产生粘附作用。
❖ 应用 ➢ 给水处理中处理低温、高藻及含浮游生物水； ➢ 含油废水的油水分离； ➢ 污水中有用物质的回收，如造纸废水中纸浆回收； ➢ 取代二次沉淀池； ➢ 剩余活性污泥的浓缩。
2 基本原理
水区、出水区、缓冲区和污泥区组成。
参见Fig.10-25,10-26(P39)。
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分类
按水流方向与污泥的相对运动方向可分为：同向流、异向流和侧向流三种形式。
应用
✓ 主要应用于给水处理，特别是侧向流斜流式沉淀池，可以由平流式沉淀池改造而得到，已成为主流池型，使产水率大为提高。
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❖ 溶解空气浮上法真空浮上法加压溶气法全溶气流程部分溶气流程回流加压溶气流程
• 斜板隔油池分离效率较高，可去除的油滴的最小直径为60um，停留时间一般不大于30min。
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五浮上法
1 概述
❖ 目的去除密度接近于或小于水的微小固液颗粒。
❖ 基本方法通过某种方法产生大量的微小气泡，使其与固液颗
粒粘附，形成密度小于水的气浮体，共同上浮，以达分离之目的。
二沉砂池
❖作用去除污水中的沙子、煤渣等颗粒物，以免这些杂质
影响后续处理构筑物的正常运行。 ❖要求
对0.21mm的颗粒（=2.65g/c㎡）去除率大于95%，沉砂中有机物含量要低。 ❖分类

自由沉淀-

自有沉淀的理论基础
悬浮颗粒在水中的受力：重力、悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力时，下沉；重力大于浮力时，下沉；重力等于浮力时，相对静止；重力等于浮力时，相对静止；重力小于浮力时，上浮。重力小于浮力时，上浮。分析假设：分析假设：颗粒为球形；颗粒为球形；沉淀过程中颗粒的大小、形状、重力等不变；沉淀过程中颗粒的大小、形状、重力等不变；颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒只在重力作用下沉淀，颗粒影响
式中：Fg—颗粒受到的合力；
V——颗粒体积； ρS——颗粒密度； ρL——水的密度； g——重力加速度。
FD—水对颗粒的阻力； λ—阻力系数； A—自由颗粒的投影面积； uS—颗粒沉速。
2 V ⋅ g (ρ S − ρ L ) = λ ⋅ A ⋅ (ρ L ⋅ u S / 2 )
因为
V =
1 1 πd π d 3， A = 6 4
v = q v / A' = q v /(H ´ b)
式中：v——颗粒的水平分速； qv——进水流量； A ——沉淀区过水断面面积， H×b； H——沉淀区的水深； b——沉淀区宽度。
而颗粒的运动迹线中的相似三角形存在着如下的关系：
v / u0 = L / H
v = u0 ⋅ ( L / H )
代入上式得 qv = u0 ⋅ ( L / H ) ⋅ H ⋅ b = u0 ⋅ A 即 u0 = qv / A qv/A——反映沉淀池效率的参数，称为沉淀池的表面负荷率，表面负荷率表面负荷用符号q表示：
颗粒只在重力作用下沉淀不受器壁和其他颗粒影响斯托克斯定律的推导当颗粒所受外力平衡时颗粒在水中受到的合力fgfg等于水对自由颗粒的阻力ffdd水对颗粒的阻力