3.3-4沉淀理论、沉砂池解析
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
《沉砂池和沉淀池》课件
沉砂池的工作原理
1
2. 重力沉降
2
重力作用使悬浮颗粒沉降到池底，形成
污泥层。
3
1. 入口流速减慢
进入沉砂池的水流速度会减慢，让悬浮 颗粒有足够的时间沉降。
3. 污泥排出
污泥通过排泥管排出，保持沉砂池的正 常工作。
沉砂池的应用领域
1 污水处理厂
沉砂池常用于污水处理厂 的初级处理过程中，去除 大颗粒悬浮物质。
沉淀池
沉淀池是一种利用沉降原理，将悬浮物质和液 相分离的设备。
作用
主要用于水处理过程中去除悬浮Fra bibliotek质，提高水 质。
沉淀池在水处理中的应用
饮用水处理 工业废水处理 雨水处理系统
去除浊度，改善水的口感和品质。 分离废水中的悬浮物质，减少对环境的污染。 去除雨水中的污染物，保护自然水环境。
总结和展望
总结
《沉砂池和沉淀池》PPT 课件
欢迎大家来到《沉砂池和沉淀池》的课件！今天我们将深入探讨这两个关键 的污水处理设备，揭开它们的神秘面纱！
沉砂池和沉淀池的定义
沉砂池
沉砂池是一种用来去除水中的悬浮颗粒物的设备。通过重力作用使颗粒物沉降到池底，从而 净化水质。
沉淀池
沉淀池是一种用来沉降和分离悬浮物质的设备。通过减慢流速，使悬浮物质沉淀到池底，从 而实现固液分离。
2 工业生产
3 建筑施工
工业废水中含有大量悬浮 颗粒，沉砂池可净化废水， 减少对环境的污染。
建筑现场的洗车污水、泥 浆等可通过沉砂池进行处 理，达到排放标准。
沉砂池的优点和缺点
优点
• 简单有效 • 低能耗 • 易于维护
缺点
• 对细小颗粒物效果较差 • 需要较大的占地面积 • 处理能力受限
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。
沉砂池名词解释
沉砂池名词解释
沉砂池是一种常见的污水处理设备，主要用于去除污水中的悬浮颗粒物。
在废水处理中，通常将污水流入沉砂池中，在池内通过控制流速
和静力作用，使悬浮颗粒物沉降到池底，以达到净化水质的目的。
下面，我们从沉砂池的结构、工作原理和优点三个方面进行详细解释。
一、结构
沉砂池的结构一般分为三部分：进水部分、沉砂部分和出水部分。
具
体结构有很多种，如U型、V型、环型、矩形、圆柱形等，常见的是矩形的结构。
沉砂池一般由水泵、搅拌机、池体、出水口等组成。
其中
水泵负责将污水输送至沉砂池内，搅拌机则用于悬浮颗粒的搅拌，池
体的尺寸以及出水口的位置和形式是影响沉砂效果的关键因素。
二、工作原理
沉砂池的工作原理是通过物理原理使沉淀物分离出水。
污水中的悬浮
颗粒物在流经沉砂池时，由于流动速度的变化和重力作用的影响，颗
粒物沉降到池底形成沉淀物，清水则从出水口排出。
由于沉淀物的比
重大于水，常常会在底部形成一层泥沙，根据需要定期通过清淤等方
式对其进行处理。
三、优点
沉砂池具有以下显著优点：
1. 操作简便：沉砂池无需添加化学品，操作简单。
2. 能力稳定：沉砂池的功能稳定，在处理不同种类的污水时都具有很好的效果。
3. 成本低廉：沉砂池的成本较低。
4. 排出水质好：沉砂池处理后的水可直接排放，满足环境保护要求。
总的来说，沉砂池在废水处理中是一种重要的设施，具有广泛的应用前景。
我们可以利用沉砂池来对污水进行净化，减轻环境负担，保护自然资源。
排水工程三(1)
• 根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可 根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，
分为4种类型。 分为4种类型。 • 第一类为自由沉淀，当悬浮物质浓度不高时，在 第一类为自由沉淀，当悬浮物质浓度不高时， 沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞， 沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗粒状 各自独立地完成沉淀过程。 态，各自独立地完成沉淀过程。典型例子是砂粒 在沉砂池中的沉淀以及悬浮物浓度较低的污水在 初次沉淀池中的沉淀过程。（沉砂池、 。（沉砂池 初次沉淀池中的沉淀过程。（沉砂池、初沉池前 期）
污水处理厂亦可设置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50～150mm。 污水处理厂亦可设置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50～150mm。 ③如水泵前格栅间隙不大于25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。 如水泵前格栅间隙不大于25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。 ④栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统 栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、 的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用： 的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：
图3-6 破碎机构造与安装图1 破碎机构造与安装图1
图3-6 破碎机构造与安装图2 破碎机构造与安装图2
圆锥破碎机
锤式破碎机
3.3 沉淀理论
3.3.1、概述 3.3.1、概述 • 污水中的悬浮物质，可在重力的作用 下沉淀去除。这是一种物理过程，效 果良好．是污水处理的重要技术之一。
•
用于废水的预处理－ 用于废水的预处理－沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理 －初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离－二次沉淀池 用于生物处理后的固液分离－ 用于污泥处理阶段的污泥浓缩－污泥浓缩池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩－
图3—2 曲面格栅
3.3 沉淀理论
特征:
悬浮物浓度高, 颗粒有凝聚作用,相互粘合,集结成大的絮凝体下 沉,沉速较快 ,颗粒形状、大小均发生变化. (二沉池初期)
(3)区域沉淀:
特征 :
悬浮物浓度高,颗粒有凝聚作用,一般集结为一个整体下沉,与 清水之间形成清晰界面,显示为界面下沉. (二沉池后期)
(4)压缩沉降:
特征 :
物理意义
令q = Q/A = u 表面负荷 m3/m2 ·s
在单位时间内通过沉淀池单位面积的流量. q与u数值上相等,但物理意义不同.
讨论
H
沉淀区
流 入 区
u<u0 流
u0
出
h
u>u0
区
污泥区
h / Ut=L / v h=L ·Ut / v
L
沉速为Ut从h处入流的颗粒的去除率为:
L·Ut
Ut
Ut
η=
悬浮物浓度很高,颗粒间相互接触,相互支撑, 靠压缩作用挤出颗粒间的水. (浓缩池 、二沉池污泥斗)
二. 沉淀类型分析
㈠ 自由沉淀规律的分析
F浮
G=VS × ρS×g
f
F浮 = VS × ρl×g
G
G- F浮 =VS ×(ρs - ρl)×g
若ρs>ρl 颗粒下沉，沉速由无到有，同时产生水流阻力f
颗粒投影面积
去除率
η1= 1-P0
剩余量
去除率
η2 = 1/uo∫0 uPtd0 p
剩余量 P0=Ct/Co
取取样面以上全部水 样进行分析其Ci
P0
去
除
量
剩余量
0
U0
沉速U
总去除率
η = [(1 - P0) +∫0 P０
简述沉砂池的工作原理及常用类型
简述沉砂池的工作原理及常用类型下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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物理处理沉砂池
沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高=0.35m，则沉砂斗上口宽为： 则砂斗的实际容积为
沉砂室高度 采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。则有 （坡向砂斗部分的长度l2: =（7.5-2）/2=2.75 池总高度 设超高0.3m 水流断面积为0.8m2，池宽1.6m，则有效水深h2为0.5m
池壁
集砂槽
扩散装置
空气支管
空气干管
图3-4 曝气沉砂池示意图
水流运动方向
（3）工作原理
污水在池中存在着两种运动形式： 一为水平流动(流速一般取0.1m/s，不得超过0.3m/s)， 由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生旋转运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。旋转速度在过水断面的中心处最小，而在池的周边则为最大。 空气的供给量应保证在池中污水的旋流速度达到0.25—0.4m／s之间，一般取0.4m／s。
第一章节
3.3 思考题与习题
添加标题
常用的沉砂池共有哪几种，各有什么特点？
01
添加标题
平流沉砂池的基本设计参数有哪些？其依据是什么？
02
添加标题
在什么情况下应采用曝气沉砂池？
03
添加标题
曝气沉砂池的基本设计参数有哪些？
04
添加标题
平流沉砂池的计算与设计：
05
添加标题
污水处理厂的最大处理量为50000m3/d。
验算最小流速 最小流速为0.15m/s，此时的最小流量为0.15×0.8=0.12 此时工作的沉砂池个数为1 即：在最小流量时，启用一个沉砂池，仍可在大于最小流速的条件下运行。 验算合格
沉淀理论 ppt课件
F3
A
L
u2 2
式中：λ—阻力系数，当颗粒周围绕流处于
层流状态时， λ=24/Re；Re为颗粒绕流雷偌
数，与颗粒的直径、沉速、液体的粘度等有
关，
Re udL
A—自由沉淀颗粒在垂直面上的投影面积，
A 1 d 2
4 15
颗粒下沉开始时，沉速为0，逐渐加速，
阻力F3也随之增加，很快三种力达到平衡，颗 粒等速下沉，du/dt=0，代入公式：
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。
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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；
u—颗粒沉速，m/s；
t—沉淀时间，s；
F1—颗粒的重力 F2—颗粒的浮力 F3—颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力。
13
（1）颗粒的重力：
F1
d3
6
S
g
其中：ρS为颗粒密度，kg/m3； d为颗粒直径，m；
g为重力加速度。
（2）颗粒的浮力：
F2
d3
6
L
g
其中：ρL为液体密度，kg/m3；
14
（3）颗粒沉淀过程中受到的摩擦阻力：
6
2、絮凝沉淀
这是一种絮凝性固体颗粒 在稀悬浮液中的沉淀。
虽然悬浮固体浓度也不高 （50-500mg/L），但颗粒在沉 降过程中接触碰撞时能互相聚 集为较大的絮体，因而颗粒粒 径和沉降速度随沉降时间的延 续而增大。
实例：颗粒在初 沉池内的后期 沉降，生化处 理中污泥在二 沉池中间段的 沉淀，及水处 理的混凝沉淀。
排水工程期末复习,习题
第一篇总论第1章污水的性质与污染指标1.1 污水1.污水：是指在人类生活、生产过程中使用过的，并为生活废料或生产废料所污染，改变了其原有的化学成分和物理性质的要求；是生活污水、工业废水和被污染雨水的总称。
2.生活污水：是指在人类日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。
3.工业废水：是指在工矿企业生产活动中用过的水，包括生产污水（指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等废料所污染的水<需深度处理>）和生产废水（指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水<仅需简单处理>）。
4.城市污水：生活污水与生产污水的混合污水，是排入城镇排水系统的总称。
5.污水经净化处理后的出路：1）排放水体，作为水体的补给水；2）灌溉使用；3）重复使用<最合理的出路分为直接复用和间接复用>。
1.2城市污水的性质与污染指标1.2.1污水的物理性质及指标1.表示污水的物理性质的主要指标有水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。
2.水温：对污水的物理、化学及生物性质有直接的影响。
3.色度：色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质形成，生活污水的色度主要呈灰色。
4.臭味：生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成；工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。
5.固体含量：固体含量按存在形态可分为悬浮的<SS>（挥发性悬浮固体<VSS>和非挥发性悬浮固体<NVSS>）、胶体的和溶解(DS)的三类；按性质的不同可分为有机物、无机物和生物体三种。
6.把悬浮固体在马福炉中灼烧（600℃），所失去的重量为VSS，残留的重量为NVSS。
1.2.2污水的化学性质及指标1.无机物包括酸碱度、氮、磷、无机盐及重金属离子等。
主要分为有直接毒害和无直接毒害两大类。
2.污水中含氮化合物有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。
四种化合物的总量成为总氮（TN）。
关于沉淀池（含沉砂、初沉、二沉）的详解！
关于沉淀池（含沉砂、初沉、二沉）的详解！沉淀法是污水处理中最基本的方法之一。
它是利用水中悬浮颗粒和水的密度差，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，亦可以作为惟一的处理方法。
在典型的水处理厂中，沉淀法可用于下列几个方面：1、沉砂池（污水预处理）沉砂池，常作为一种预处理手段用于去除水中易于沉降的无机性颗粒物。
沉砂池是采用物理法将砂粒从水中沉淀分离出来的一个预处理单元，其作用是从水中分离出相对密度大于1.5且粒径为0.2mm以上的颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量密度较大的有机性颗粒如果核皮、种籽等。
沉砂池一般设置在提升设备和处理设备之前，以保护水泵和管道免受磨损，防止后续水构筑物的堵塞和污泥处理构筑物容积的缩小，同时可以减少活性污泥中无机物的成分，提高活性污泥的活性。
1、平流式沉砂池平流式沉砂池实际上是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当水流过时，由于过水断面增大，水流速度下降，水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉，从而达到分离水中无机颗粒的目的。
2、曝气沉砂池曝气沉砂池是在长方形水池的一侧通入空气，是水旋流运动，流速从周边到中心逐渐减小，砂粒在池底的集砂槽中与水分离，水中有机物和从砂粒上冲刷下来的污泥仍成悬浮状态，随着水流进入后面的处理构筑物。
曝气沉砂池的优点是除砂效率稳定，受进水流量变化的影响较小。
曝气沉砂池的停留时间一般为1-3min，若兼有预曝气的作用，可延长池深，是停留时间达到15-30min。
2、初沉池（污水初级处理）初沉池可较经济有效地去除水中悬浮固体，同时去除一部分呈悬浮状态的有机物，以减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。
有时初沉池也单独使用，对水进行一级处理后排放。
初次沉淀池一般设置在污水处理厂的沉砂池之后、曝气池之前，初沉池的主要作用是去除污水中密度较大的固体悬浮颗粒，以减轻生物处理的有机负荷，提高活性污泥中微生物的活性。
沉砂池的设计及不同池型的选择
沉砂池的设计及不同池型的选择1. 引言沉砂池是一种用于污水处理的重要设备，其作用是利用重力原理，通过沉降将悬浮在污水中的固体颗粒分离出来。
在污水处理系统中，沉砂池起着最初的预处理作用，能有效去除大颗粒悬浮物，为后续的处理工艺提供干净的水源。
本文将介绍沉砂池的设计原理以及不同池型的选择，希望能对污水处理系统的设计和运行有所帮助。
2. 沉砂池的设计原理沉砂池的设计原理是基于颗粒物在流动介质中的沉降速度差异。
在污水进入沉砂池后，由于流速的减慢，颗粒物的降速减缓，在重力作用下逐渐沉降到池底。
同时，通过合理的设计，可以减小污水中的水流横向速度，使颗粒物有足够的时间进行沉降。
由于不同污水处理系统的入水特性和出水要求不同，沉砂池的设计也会有所差异。
一般来说，沉砂池的设计需要考虑以下几个因素：2.1 入水流速入水流速对沉砂池的设计影响很大。
较高的流速会导致颗粒物的悬浮时间减少，从而影响沉降效果；较低的流速则可能导致颗粒物的沉降速度过慢，影响处理效率。
因此，需要根据实际情况选择合适的入水流速。
2.2 池体尺寸池体尺寸的选择既要考虑处理效果，又要考虑经济性。
过小的池体容易导致颗粒物的沉降不完全，处理效果达不到要求；过大的池体则增加了建设和运维成本。
因此，需要综合考虑水量、颗粒物负荷和出水要求，选择合适的池体尺寸。
2.3 污泥排出方式沉砂池中会产生沉积的污泥，需要定期清理。
污泥排出方式可以选择手动清理或者自动排泥装置。
手动清理相对简单，但需要人工操作，消耗人力资源；自动排泥装置可以实现自动清理，但投资和维护成本较高。
根据具体情况选择合适的排泥方式。
3. 不同池型的选择根据沉砂池的形状和流动方式的不同，可以分为很多种池型。
常见的池型有竖流沉砂池、横流沉砂池、螺旋沉砂池等。
3.1 竖流沉砂池竖流沉砂池是指污水从上往下流动，在池体内形成竖向流动的沉降区域。
这种池型的优点是处理效率高，占地面积相对较小，适用于入水浊度较高的情况。
水污染控制工程知识点总结
第九章污水水质和污水出路（一）污水指标1、固体物质的分类（1）水中所有残渣的总和称为总固体(TS);总固体=溶解性固体(DS )+悬浮固体(SS);（2）水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS)，滤渣脱水烘干后即是悬浮固体(SS);（3）固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS) +固定性固体(FS); 600°C温度下灼烧，挥发掉的量即为挥发性固体(VS)，灼烧残渣则是固定性固体(FS)2、BOD COD BODs TOC TOD（1）生化需氧量(BOD);水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)（2）5日生化需氧量(BODs):测定有机物第- -阶段的生化需氧量至少需要20天时间，在实际应用中周期太长，故目前以5天作为测定生化需氧量的标准时间(BODs=70%BOD2o)（3）化学需氧量(COD):化学需氧量是用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(mg/L) (用高锰酸钾作氧化剂测得CODm/OC，用重铬酸钾作氧化剂测得CODc/COD)（4）总有机碳(TOC):包括水样中所有有机污染物的含碳量（5）总需氧量(TOD):当有机物被氧化时。
碳被氧化为二氧化碳，氢、氮及硫则被氧化为水、- -氧化氮、二氧化硫等，此时需氧量称为总需氧量3、水体自净作用的定义和净化机制定义:是指河水中的污染物质在河水向下流动中浓度自然降低的现象机制: (1)物理净化: 稀释、扩散、沉淀或挥发(2)化学净化:氧化、还原、分解(3)生物净化:水中微生物对有机物的氧化分解作用4、污水处理程度等级第十章污水物理处理1、格栅、筛网（1）格栅:格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端筛网:应用于小型污水处理系统，主要用于短小纤维回收(振动筛网、水力筛网)（2）作用：用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。
3.3-4沉淀理论、沉砂池
359.6 17.0 387.0 10.0 395.6 8.0
309.6
不同沉降深度表观去除率与沉降时间的关系
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 时间t/min
us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。
3．2自由沉降试验及去除率的计算
3．2．1 颗粒自由沉降速度的确定 计算颗粒沉降速度(terminal settling velocity)的假设： （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。 在以上假设的条件下可以得出球形颗粒的沉 降速度公式。
3．2．2自由沉降去除率的确定
（2）将待测废水搅拌均匀，加入到各 沉降柱中直至水从上部溢流口溢出 为止，搅拌均匀并测定原始浓度c0 ； （3）搅拌均匀后开始计时，并按确定 好的时间间隔，顺序从不同的沉降 柱取样口取样，分别测定相应的悬 浮物浓度c1、c2、c3 … cn。把结果添 入记录表中；沉降柱
污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩， 以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。
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
自由沉淀
絮凝沉淀
区域沉淀或 成层沉淀
压缩沉淀
悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中 悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间 固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉 悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒 已挤压成团状结构，互相接触，互相支 上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的 因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨 撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力 影响，颗粒间相对位置保持不变，形成 淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗 迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、 作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉 一个整体共同下沉，与澄清水之间有清 粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀 池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程 晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩 池中发生。 属于这种类型。 存在压缩沉淀。
沉砂池及沉淀池PPT课件
缓冲层
d 平流式沉淀池的流入装置与出流堰的一种形式
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e 目前多采用如下图所示的锯齿形溢流堰，这种 溢流堰易于加工，也比较容易保证出水均匀。水 面应位于齿高度的1/2处。
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g 多斗排泥平流式沉淀池
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平流式沉淀池的构造及工作特点（进水）
•锯齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2
处。
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• 为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降， 在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调 节装置，使出口堰口尽可能水平。
• 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。
• 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。
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二、曝气沉砂池
• 功能: 解决沉砂中夹带有机物和被有机物 包裹的砂粒截留效果不好的问题。
• 曝气的作用: 曝气及水流的螺旋旋转作用， 使污水中的有机颗粒相互碰撞、摩擦，并 受到气泡上升时的冲刷作用，进而将粘附 在砂砾上的有机污染物去除，使得沉于池 底的莎莉较为洁净。（曝气沉砂池沉碴中 有机物含量仅5％左右，不易腐败）；具有 预曝气、脱臭、防止厌氧分解、除泡等作
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• 水流状态: 池中污水呈螺旋状前进
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2、主要设计参数
–水平流速v 0.08~0.12m/s，旋流速度v 旋 0.25~0.4m/s
–停留时间T 1~3min(最大流量时)，通常 4~6min，若作为预曝气则停留时间为 10~30min
–有效水深H 2~3 m ；有效宽/深比 1~1.5
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水污染控制工程理想沉淀池理论
① 进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各 进水断面上各点流速均相同；
② 悬浮物在沉淀过程中以等速下沉； ③ 悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度， 水流是稳定的。
④ 悬浮物落到池底污泥区底部，不再上浮，即被除
去。
1
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/长度(L) 高H
理想平流式沉淀池式意图 宽度(B)
在沉淀池中，增大水平流速，一方面提高了雷诺数Re而不利于沉淀， 但另一方面却提高了弗罗德数Fr而加强了水流稳定性，从而提高沉淀效 果。沉淀池的水平流速宜进行适当的控制，通常为10-25mm/s。
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③容积利用系数：是水在池内的实际停留时 间和理论停留时间的比值。
如果有股流或偏流存在，或池内存在死水区， 实际的池内停留时间将小于池容积和流量相除 所得的理论停留时间。（V=Qt）
•
2.3.2 沉砂池
•
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等相对密度较大的颗粒，
以免这些颗粒影响后续处理构筑物的正常运行。一般沉砂池作为污水处
理前的预处理。
•
沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流
速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流
10
带走。
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结构：
竖流式沉淀池多为圆 形，直径介于4-7m之间。 沉淀池的上部为圆筒形的 沉淀区，下部为截头圆锥 状的污泥区，中间为缓冲 层。
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沉淀池的设计：
（1）沉淀时间t=1.5-2.5h； （2）表面负荷q0= 1.0-1.5m3/m2.h；
对应u0=q0（参数选取） （3）有效水深H= q0t；
3-2沉淀理论
将各深度处的颗粒去 除百分数的数据点绘在座 标纸上（t、p），把去除 百分比相同的点p连成光滑 曲线，称为“去除百分数 等值线”。
这些“去除百分数等 值线”代表着：对应所指 明去除百分数时，取出水 样中不复存在的颗粒的最 远沉降途径。浑度与时间 的比值则为指明去除百分 数时的颗粒的最小平均沉 速。
当s=时，u=0，颗粒在水中呈悬浮状态，颗粒既 不下沉也不上浮。(絮凝沉淀或气浮法)
us与颗粒直径d的平方成正比。增加颗粒直径有助 于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。
us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。
2、絮凝沉淀
在分析絮凝沉淀过 程时，可采用沉淀实验 筒。筒长尽量接近实际 沉淀池长度，一般可采 用2-3米，直径不小于 100毫米，设5～6个取 样口。
总量为：
u0 0
u1
/
u0
dP
1 u0
u0 0
u1dP
而沉淀池能去除的颗粒包括u≥u0以及 u1<u0的两部分，故沉
淀池对悬浮物的去除率为：
(1
P0
)
1 u0
u0 udP
0
式中：P0——沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的比例； （1-P0）——沉速≥u0的颗粒去除率。
沉速u0的颗粒，有I. 一当部颗粒分沉会速u沉≥u0时，无论
到池底被去除。
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，即左上图中的
迹线xy与x′y′。
II. 当颗粒沉速u<u0时，位于
水面的颗粒不能沉到池底，
会随水流出，如左下图中
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当s>时u>0，颗粒 下沉； 当s<时,u<0，颗粒 上浮； 当s=时，u=0，颗 粒既不下沉也不上浮。
g ( s )d u 18
2
Stokes公式说明的问题
（2）水的粘度愈 小，沉速愈快，成 反比关系。因粘度 与水温成反比，故 提高水温有利于沉 降
g ( s )d u 18
－ u=9.81(1000-800)×(5×10 5)2/18×1.01×10 － 3 = 2.7×10 － 4 m/s = 0.97 m/h
3．2自由沉降试验及去除率的计算
3．2．2自由沉降去除率的确定 目的：颗粒自由沉降虽然能够计算，但 其计算公式推导过程有许多假设，实际 情况与这些假设相差较大，因此实际沉 降要复杂得多，需要通过试验才能确定 设计沉淀池的参数。
得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：
4 g ( S L ) d uS 3 ' L
1/ 2
当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周 围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的黏滞阻力 作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层 流状态。 在层流状态下，λ′=24/Re，带入式中，整理 得自由颗粒在静水中的运动公式（亦称斯托克斯 定律）：
Stokes公式
式中：u－颗粒的沉降 末速度，m/s； s、－分别表示颗粒 及水的密度，kg/m3 g－重力加速度，m/s2 －水的粘度，Pa• s； d－颗粒的粒径，m。
g ( s )d u 18
2
Stokes公式说明的问题
（1）颗粒与水的密度差（s －）愈大，它的沉速也 愈大，成正比关系。
悬浮颗粒在水中的受力分析
1.悬浮颗粒在水中受到的 力Fg
Fg是促使沉淀的作用力，
是颗粒的重力与水的浮力之 差：
2. 水对自由颗粒的阻力
FD λ' A ( L u / 2)
2 S
Fg V S g V L g V g(S L )
式中：Fg——水中颗粒受到的作 用力； V——颗粒的体积； ρS——颗粒的密度； ρL——水的密度； g——重力加速度。
2
Stokes公式说明的问题
（3）颗粒直径愈大， 沉速愈快，成平方关 系。因此随粒度的下 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 况较少，所以一般沉 降只能去除 d>20m的颗粒。
g ( s )d u 18
2
Stokes公式应用举例：
油珠的直径为50m，密度为 800 kg/m3。 试计算油珠在20℃水中的上浮速度。 解:油珠d＝5Om=5×lO-5m，2O℃水的粘度 ＝0.001OlPa·s，代入Stokes公式得：
式中：FD——水对颗粒的阻力； λ′——阻力系数； A——自由颗粒的投影 面积； uS——颗粒在水中的运 动速度，即颗粒 沉速。
球状颗粒自由沉淀的沉速公式
当颗粒所受外力平衡时，
Fg FD
即 因
2 V g ( S L ) ' A ( L uS / 2)
1 1 3 V πd ，A πd 2 6 4
1 S L 2 uS g d 18
式中:μ——水的动力黏度。
斯托克斯定律:
1 S L uS g d2 18
由上式可知，颗粒沉降速度us与下述因素有关： 当ρs大于ρL时，ρs-ρL为正值，颗粒以us下沉； 当ρs与ρL相等时，us=0，颗粒在水中呈悬浮状态， 这种颗粒不能用沉淀去除； ρs小于ρL时，ρs-ρL为负值，颗粒以us上浮，可用 浮上法去除。 us与颗粒直径d的平方成正比，因此增加颗粒直径有 助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。
自由沉淀及其理论基础
颗粒为球形
分 析 的 假 定
沉淀过程中颗粒的大小、形状、质量等不变
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, 颗粒即等速下沉
悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力
重大于浮 力时，下沉； 重力等于浮 力时，相对静 止； 重力小于浮 力时，上浮。
污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩， 以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。
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
自由沉淀
絮凝沉淀
区域沉淀或 成层沉淀
压缩沉淀
悬浮颗粒浓度较高（ 5000mg/L以 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中 悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间 固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉 悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒 已挤压成团状结构，互相接触，互相支 上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的 因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨 撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力 影响，颗粒间相对位置保持不变，形成 淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中 ,颗 迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、 作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉 一个整体共同下沉，与澄清水之间有清 粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀 池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程 晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩 池中发生。 属于这种类型。 存在压缩沉淀。
3.3
沉淀的基础理论
沉淀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。
沉淀处理工艺的四种用法
沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。 初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的 有机负荷。
二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活 性污泥等，使处理后的水得以澄清。
us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。
3．2自由沉降试验及去除率的计算
3．2．1 颗粒自由沉降速度的确定 计算颗粒沉降速度(terminal settling velocity)的假设： （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。 在以上假设的条件下可以得出球形颗粒的沉 降速度公式。