水的混凝澄清及沉淀处理共61页
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给水处理 沉淀和澄清PPT课件
使颗粒所受到的摩擦阻力有所增加，颗粒处于互相干扰状态，
此过程称为拥挤沉淀，此时的沉淀速度称为拥挤沉速。
•
一般讲，当原水含沙量增到一定数量，泥沙即处于拥挤
沉淀状态 ，含沙量再大时，再沉淀过程中会产生浊度相差悬
殊的清水区和浑水区，两区交界面清晰可见，称为浑液面，
该面缓缓下降，直至泥沙完全沉积为止。
•
黄河高浊度水当含沙量＞ 6kg/m3时，具有拥挤沉淀性
问或题当：Q、A不变时ui越大、E越高。 ui的大小与混凝效果
有关，因此，生产上一定要重视絮凝工艺。
（2） ui一定，A增加、E提高。当W（容积）一定 时，池深浅些，则表面积大些，沉淀效率可以高些，此即
第14页/共62页
•
设P1为所有小于ui的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率，
显然dpi为具有沉速ui的一种颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率。
论可得：
Ct
C0 H 0 H0
•
该式的含义是：高度为Ht ，均匀浓度为Ct的沉淀管
中所含悬浮物遇原水高度H0均匀浓度为C0的沉淀管中所含
悬浮物浓量是相等的。
•
曲线a´— Ct—d所虚拟的沉淀管悬浮物拥挤下沉曲线。
这条曲线与沉淀管中悬浮物下沉曲线在Ct点以前（即t时
间以前）是不一致的，但在Ct点以后（t 时间以后）两曲
• 按： 能够在沉淀池中下沉的这种具有沉速ui的颗粒占原 E ui / u0
水中全部颗粒重量百分率应为： ui/ u0 ·dpi，因此所有
能够在沉淀池中下沉的，沉速小于u0的颗粒重量占原水
中全部颗粒重量的百分率及其去除率应为：
p0
p 0
uui0dpi
•
另外，沉速大于和等于u0的颗粒已 经全部下沉，其去除率应为（1-p0）,因 理想沉淀池总的去除率，即沉淀池效率
沉淀和澄清(给排水工程)-文档资料88页
① q0在数值上等于最小沉降速度； ② q0↓，ET↑； ③ 在自由颗粒沉降中，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↑。
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。
q(1.1251.175)u0
四、对于絮凝沉降
拥挤沉淀
特点：1.发生在SS浓度较高的情况 2.分层沉淀，出现清水－浑水交接面
3.出现4个区，参见图16－2。 A：清水区 B：等浓度区（与原水颗粒浓度相同）或称受阻沉降
层 颗粒沉速等于界面沉降速度，等速下降（Vs） C：变浓度区
颗粒浓度由小变大 D：压实区
颗粒沉速从大――小 悬浮物缓慢下沉是这一区内悬浮物缓慢压实过程， 压实区顶部界面以一定速度上升
(2) 集水槽形式 (3) 出水堰形式
斜板（管）沉淀池
浅层沉降原理 斜板（管）沉淀池 设计举例
斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理
①
p0 u
ET(1p0)
0
u0dp10% 0
Q ，当A一定时，u0 ，从而使u≥u0所占百分率(1 – p0)×100%↓，
p0
特点。
根据泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为两大 类：一类是悬浮泥渣型，它的泥渣悬浮状态通过上升 水流的能量在池内形成的，当水流从下往上通过泥渣 层时，截留水中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清 池、脉冲澄清池等；另一类是泥渣循环型，即让泥渣 在竖直方向上不断循环，通过该循环运动捕集水中的 微小絮粒,并在分离区加以分离，主要形式有机械加速 澄清池和水力循环加速澄清池。在废水处理中，应用
As 3
u
4g(3CpDll)d
仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A↑，q0↓， 则ET↑。
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。
q(1.1251.175)u0
四、对于絮凝沉降
拥挤沉淀
特点：1.发生在SS浓度较高的情况 2.分层沉淀，出现清水－浑水交接面
3.出现4个区，参见图16－2。 A：清水区 B：等浓度区（与原水颗粒浓度相同）或称受阻沉降
层 颗粒沉速等于界面沉降速度，等速下降（Vs） C：变浓度区
颗粒浓度由小变大 D：压实区
颗粒沉速从大――小 悬浮物缓慢下沉是这一区内悬浮物缓慢压实过程， 压实区顶部界面以一定速度上升
(2) 集水槽形式 (3) 出水堰形式
斜板（管）沉淀池
浅层沉降原理 斜板（管）沉淀池 设计举例
斜板（管）沉淀池：浅层沉降原理
①
p0 u
ET(1p0)
0
u0dp10% 0
Q ，当A一定时，u0 ，从而使u≥u0所占百分率(1 – p0)×100%↓，
p0
特点。
根据泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为两大 类：一类是悬浮泥渣型，它的泥渣悬浮状态通过上升 水流的能量在池内形成的，当水流从下往上通过泥渣 层时，截留水中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清 池、脉冲澄清池等；另一类是泥渣循环型，即让泥渣 在竖直方向上不断循环，通过该循环运动捕集水中的 微小絮粒,并在分离区加以分离，主要形式有机械加速 澄清池和水力循环加速澄清池。在废水处理中，应用
As 3
u
4g(3CpDll)d
《水处理之沉淀》课件
详细描述
生活污水主要包括家庭、商业和公共 设施排放的废水，含有大量的悬浮物 、泥沙、油脂和洗涤剂等。通过沉淀 处理，这些污染物可以被有效地去除 ，使污水得到净化。
工业废水处理
总结词
工业废水处理是沉淀处理的重要应用之一，不同行业的工业废水含有不同的污染物，通过沉淀技术可以去除其中 的悬浮颗粒和重金属等有害物质。
高密度沉淀
总结词
通过高密度颗粒吸附杂质进行沉淀的方法
详细描述
高密度沉淀是利用比重较大的颗粒（如活性炭、矿物质等）作为载体，吸附水中的杂质并沉降下来。 这种方法适用于处理含微量有机物、重金属等杂质的水，但载体材料的再生和处置问题需妥善解决。
03
沉淀处理应用
生活污水处理
总结词
生活污水处理是沉淀处理的重要应用 之一，通过沉淀技术可以有效去除生 活污水中悬浮的固体颗粒和杂质。
沉淀效果
结论
通过沉淀处理，有效去除悬浮物、总磷、 氨氮等污染物，使水质达到国家排放标准 。
沉淀工艺在生活污水处理中具有重要应用 价值，能够提高水质并降低污染物排放。
某化工厂废水处理项目
案例概述
某化工厂废水处理项目采用沉 淀工艺处理工业废水，确保废
水达标排放。
处理流程
废水经过调节池调节水质和水 量后，进入混合池进行药剂混 合，再进入沉淀池进行泥水分 离。
沉淀效果
通过沉淀处理，有效去除废水 中的重金属离子、有害化学物 质等污染物，使废水达到国家 排放标准。
结论
针对不同工业废水处理需求， 选择合适的沉淀工艺能够有效 降低污染物含量，保护环境安
全。
某市饮用水处理工程
案例概述
某市饮用水处理工程采用沉淀工艺处理原水，确保饮用水水质安全。
生活污水主要包括家庭、商业和公共 设施排放的废水，含有大量的悬浮物 、泥沙、油脂和洗涤剂等。通过沉淀 处理，这些污染物可以被有效地去除 ，使污水得到净化。
工业废水处理
总结词
工业废水处理是沉淀处理的重要应用之一，不同行业的工业废水含有不同的污染物，通过沉淀技术可以去除其中 的悬浮颗粒和重金属等有害物质。
高密度沉淀
总结词
通过高密度颗粒吸附杂质进行沉淀的方法
详细描述
高密度沉淀是利用比重较大的颗粒（如活性炭、矿物质等）作为载体，吸附水中的杂质并沉降下来。 这种方法适用于处理含微量有机物、重金属等杂质的水，但载体材料的再生和处置问题需妥善解决。
03
沉淀处理应用
生活污水处理
总结词
生活污水处理是沉淀处理的重要应用 之一，通过沉淀技术可以有效去除生 活污水中悬浮的固体颗粒和杂质。
沉淀效果
结论
通过沉淀处理，有效去除悬浮物、总磷、 氨氮等污染物，使水质达到国家排放标准 。
沉淀工艺在生活污水处理中具有重要应用 价值，能够提高水质并降低污染物排放。
某化工厂废水处理项目
案例概述
某化工厂废水处理项目采用沉 淀工艺处理工业废水，确保废
水达标排放。
处理流程
废水经过调节池调节水质和水 量后，进入混合池进行药剂混 合，再进入沉淀池进行泥水分 离。
沉淀效果
通过沉淀处理，有效去除废水 中的重金属离子、有害化学物 质等污染物，使废水达到国家 排放标准。
结论
针对不同工业废水处理需求， 选择合适的沉淀工艺能够有效 降低污染物含量，保护环境安
全。
某市饮用水处理工程
案例概述
某市饮用水处理工程采用沉淀工艺处理原水，确保饮用水水质安全。
水的混凝澄清及沉淀处理
2.混凝剂的影响
（2）混凝剂投加量(dosage) 投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混
凝剂品种、投加方式及介质条件有关。 任何废水的混凝处理，都存在最佳混凝剂和最佳投药
量的问题，应通过试验确定。 （3）混凝剂投加顺序(sequence) 当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序可通过试验来确
胶体的性质
(1)稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特 性。
动力学稳定性：无规则的布朗运动强，
对抗重力影响的能力强。
胶体稳定性
聚集稳定性包括：①胶体带电相斥（憎
水性胶体）；②水化膜的阻碍（亲水性
胶体）
胶体的脱稳和凝聚机理
1.基本概念 稳定性（stabilization)---胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性
混凝的概述
混凝澄清法的概念
混凝澄清－－是指在混凝剂的作用下，使水中的胶 体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去 的水处理法。
混凝 凝聚coagulation ：胶体失去稳定性的过程称为凝聚 絮凝flocculation ：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。
混凝机理
胶体
水处理中常见胶体 粘土颗粒（对于d<4μm），大部分细菌（0.2~80nm）， 病毒（10~300nm），蛋白质。
2.混凝剂的影响
（1）混凝剂种类(kinds of coagulants)
混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓 度。
如水中污染物主要呈胶体状态，且电位较高，则应先 投加无机混凝剂使其脱稳凝聚;
如絮体细小，还需投加高分子混凝剂或配合使用活性硅 酸等助凝剂。
很多情况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明 显提高混凝效果，扩大应用范围。
第四章水的沉淀沉降与澄清详解
• b-c段为直线，表明交界面等速下降。
• a-b曲线段一般较短，且有时不是很明显，所以可以认为是
b-c直线段的延伸。
• c-d为下凹的曲线，
表明交界面下降的
絮凝过程
速度逐渐变小。此
交界面等速下沉
下降速度 逐渐变小
B区消失
时B区以消失，故C 点称为沉降临界点， 相应于C点的交界面 下的浓度均大于C0 。
• 沉淀柱高度＝实际沉淀池深度 • 1）在时间ti，不同深度测Ci • 2) 计算各深度处的颗粒去除百分率 p＝(C0-Ci)/C0 *100%
• 3）绘制去除百分率等值线
层状沉降（拥挤沉降）
❖ 如水中悬浮颗粒的量较多，则它们在水中沉降时常常会形 成一个由许多颗粒聚集成的“毯状毯”。此时，可看到水 体中有一个清水和浑水的交界面在不断地下移。此种沉降 称为层状沉降。
2Ca(OH )2 Mg(HCO3)2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
石灰软化法主要除去了水的碱度和碳酸盐硬度，但不能除去 非碳酸盐硬度和碱性水的过剩碱度：
Ca(OH )2 MgSO4 CaSO4 Mg(OH )2 2NaHCO3 Ca(OH )2 CaCO3 Na2CO3 2H2O
✓ 石灰处理原理
在天然水中加入Ca(OH)2，由于pH值的增加，破坏了水的
碳酸平衡并使之右移：
H2O CO2
H HCO3
2H CO32
2OH 2H2O源自Ca(OH)2可以和水中各种形式的碳酸化合物反应生成沉淀除
去： Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca(HCO3)2 2CaCO3 2H2O
• c-d段后表示B、C、
❖ 产生碰撞的原因：对于密度相同的颗粒，大颗粒的沉降速度大 于小颗粒的沉降速度，此外，也有风力、水的撞动和温差等因 素。当颗粒变大时，其沉降速度就加快，因此，颗粒的沉降速 度不是恒定的，而是随流程逐渐增大的。
化学水处理沉淀与澄清课件
2.3 理想沉淀池的总去除率
所有能够在沉淀池中去除的，沉速小于uo的 颗粒的去除率为： p u
p
0
i
0
u0
dpi
（7-22）
沉速大于和等于u0的颗粒全部下沉去除率为（1p0），因此理想沉淀池的总去除率为：
p (1 p0 )
p0 0
ui dpi u0
（7-23）
式中p0—沉速小于u0的颗粒重量占所有颗粒重量 的百分率；
(7-27)
(7-28) (7-29)
二、第一种设计计算方法（实验计算方法） 1.根据沉淀实验结果选取u0 ，用uo=Q/A可 以计算得到沉淀池的面积A； 2.选取沉淀时间t和沉淀池的水平流速v，用 L=vt可以得到沉淀池的长度L； 3.用公式B=A/L得到B； 4.用公式H=Qt/A得到H；
三、第二种计算方法（经验计算方法） 1.根据经验选取平流式沉淀池的沉淀时间t， 得到其体积V=Qt 2.选取沉淀池的深度H，用公式A=V/H得到 沉淀池的面积A； 3.选取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得 到沉淀池的长度L； 4.用公式B=A/L得到B
出水支渠 出水支渠
图 7-11 增加出水堰长度的措施
4.存泥区及排泥措施
泥斗排泥：靠静水压力 1.5 – 2.0m，下设有排 泥管，多斗形式，可省去机械刮泥设备（池容不 大时） 穿孔管排泥：需存泥区，池底水平略有坡度 以便放空。 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度， 适用于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半 地下式时，用泥泵抽吸。 还有一种单口扫描式吸泥机，无需成排的吸 口和吸管装置。沿着横向往复行走吸泥。
影响平流沉淀池沉淀效果的因素 1、进水的影响 水流经进水穿孔板孔眼的流速0.1～0.2 m/s,较池中水流 速3～20m/s高出很多，所以进池水流有很大的功能，它能 在池内持续很长距离才逐渐消失，这种射流加剧水的紊动， 从而影响沉淀效果。影响距离可达数米至数十米之遥。 在沉淀池的末端，以水流的出水溢流堰顶为轴心向上 形成出流水舌，细粒杂质在出流水舌夹带下能随水流流出 池外，从而使沉淀效果降低。 2、异重流的影响 浑水进入沉淀池后，因水中颗粒杂质不断沉淀而逐渐 变清，流出沉淀池的水中浑水物质的含量已经很少，浑水 和清水的比重是不同的。 即进入沉淀池浑水的比重比流出沉淀池清水的比重大。 比重大的浑水进沉淀池后，在重力作用下会潜入池的底部 流动，形成所谓的浑水异重流。
第三章 混凝、沉淀和澄清
逐渐减小。
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
工业用水中的悬浮物或固体 颗粒通常呈现胶体状态分布，这 些固体微粒具有巨大的比表面积， 可以吸附液体介质中的正离子或 负离子或极性分子等，使固液两 相界面上的电荷呈不平衡分布， 在界面两边产生电位差，这就是 固体微粒的双电层现象。
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
2.固液分散体系的稳定性 固液分散体系的稳定化理论（DLVO理论）：
假设分散的固体微粒间存在一种排斥位能和吸引 位能的平衡，排斥作用是由于带同种电荷的胶体颗粒 的双电层相互作用而引起的，或者由于粒子和溶剂之
间的相互作用而引起的，吸引作用则主要是范德华力
所引起的。
水处理工程课件
第一节 混凝机理
混凝沉淀法：为满足用水水质和环境排放的要求，向水中 投加混凝剂或絮凝剂以破坏溶胶的稳定性，使水中的胶体 和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，以便从水中分离出来， 达到水质净化的目的。
第二节 混凝剂及其配制与投加
水处理工程课件
第三节 混凝设备
1.混合设备： 水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。 管式混合：管式静态混合器、扩散混合器， 混合时间2－3秒 机械混合：搅拌
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备之管道式混合器
水处理工程课件
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
工业用水中的悬浮物或固体 颗粒通常呈现胶体状态分布，这 些固体微粒具有巨大的比表面积， 可以吸附液体介质中的正离子或 负离子或极性分子等，使固液两 相界面上的电荷呈不平衡分布， 在界面两边产生电位差，这就是 固体微粒的双电层现象。
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
2.固液分散体系的稳定性 固液分散体系的稳定化理论（DLVO理论）：
假设分散的固体微粒间存在一种排斥位能和吸引 位能的平衡，排斥作用是由于带同种电荷的胶体颗粒 的双电层相互作用而引起的，或者由于粒子和溶剂之
间的相互作用而引起的，吸引作用则主要是范德华力
所引起的。
水处理工程课件
第一节 混凝机理
混凝沉淀法：为满足用水水质和环境排放的要求，向水中 投加混凝剂或絮凝剂以破坏溶胶的稳定性，使水中的胶体 和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，以便从水中分离出来， 达到水质净化的目的。
第二节 混凝剂及其配制与投加
水处理工程课件
第三节 混凝设备
1.混合设备： 水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。 管式混合：管式静态混合器、扩散混合器， 混合时间2－3秒 机械混合：搅拌
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备之管道式混合器
水处理工程课件
水的混凝澄清及沉淀处理
使用条件与硫酸铝基本相同，但用量小，性 能好。最佳PH值为6.0~8.5，使用时一般无需加 碱性助剂
系新型品种，絮体生成快，大而密实。对水质的 适应性强，脱色效果优良。最佳PH为5.0~9.0， 消耗水中碱度小于其他铁铝盐，无需加碱性助剂
铁铝聚合盐质量衡量标准:盐基度 盐基度----产品分子中OH与金属原子的当量百分比,可用下
高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现 象 ①高分子投量过少，不足以形成吸附架桥； ②但投加过多，会出现“胶体保护”现象；
高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用 示意图
＋
＋
＋
胶体保护：当高分子物质投 量过多时，胶粒的吸附面均 被被高分子覆盖，两胶粒接 近时，就受到高分子之间相 互排斥而不聚集。这样就会 产生“胶体保护”。
胶体的性质
(1)稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特 性。
动力学稳定性：无规则的布朗运动强，
对抗重力影响的能力强。
胶体稳定性
聚集稳定性包括：①胶体带电相斥（憎
水性胶体）；②水化膜的阻碍（亲水性
胶体）
胶体的脱稳和凝聚机理
1.基本概念 稳定性（stabilization)---胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性
混凝设备
1 混凝剂的配制与投配 2 混合反应设备 3 澄清池
混凝剂的配制与投配
1.投加方式:固体投加(干投）和液体投加（湿投），一般采用 液体投加方式 干投方式流程：药剂输送--粉碎-- 提升-- 计量-- 药混合 湿投方式流程：溶解池-- 溶液池 --定量控制设备-- 投加设备-混合设备
2. 湿投方式投药系统 投药系统包括：溶解池、溶液池、计量设备、提升设备、
含Al2(SO4)250~60%。适宜水温20~40oC， PH6.0~8.5。水解缓慢，使用时需加碱性助剂， 卫生条件好，但在废水处理中应用较少，在循环 水中易生成坚硬的铝垢
系新型品种，絮体生成快，大而密实。对水质的 适应性强，脱色效果优良。最佳PH为5.0~9.0， 消耗水中碱度小于其他铁铝盐，无需加碱性助剂
铁铝聚合盐质量衡量标准:盐基度 盐基度----产品分子中OH与金属原子的当量百分比,可用下
高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现 象 ①高分子投量过少，不足以形成吸附架桥； ②但投加过多，会出现“胶体保护”现象；
高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用 示意图
＋
＋
＋
胶体保护：当高分子物质投 量过多时，胶粒的吸附面均 被被高分子覆盖，两胶粒接 近时，就受到高分子之间相 互排斥而不聚集。这样就会 产生“胶体保护”。
胶体的性质
(1)稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特 性。
动力学稳定性：无规则的布朗运动强，
对抗重力影响的能力强。
胶体稳定性
聚集稳定性包括：①胶体带电相斥（憎
水性胶体）；②水化膜的阻碍（亲水性
胶体）
胶体的脱稳和凝聚机理
1.基本概念 稳定性（stabilization)---胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性
混凝设备
1 混凝剂的配制与投配 2 混合反应设备 3 澄清池
混凝剂的配制与投配
1.投加方式:固体投加(干投）和液体投加（湿投），一般采用 液体投加方式 干投方式流程：药剂输送--粉碎-- 提升-- 计量-- 药混合 湿投方式流程：溶解池-- 溶液池 --定量控制设备-- 投加设备-混合设备
2. 湿投方式投药系统 投药系统包括：溶解池、溶液池、计量设备、提升设备、
含Al2(SO4)250~60%。适宜水温20~40oC， PH6.0~8.5。水解缓慢，使用时需加碱性助剂， 卫生条件好，但在废水处理中应用较少，在循环 水中易生成坚硬的铝垢
室外给水设计 (47) 混凝、沉淀和澄清
混凝、沉淀和澄清所述沉淀和澄清均指通过投加混凝剂后的混凝沉淀和澄清。
自然沉淀( 澄清 ) 与混凝沉淀( 澄清 ) 有较大区别，本节规定的各项指标不适用于自然沉淀( 澄清 ) 。
9.4.1 关于沉淀和澄清池类型选择的原则规定。
随着净水技术的发展，沉淀和澄清构筑物的类型越来越多，各地均有不少经验。
在不同情况下，各类池型有其各自的适用范围。
正确选择沉淀池、澄清池型式，不仅对保证出水水质、降低工程造价，而且对投产后长期运行管理等方面均有重大影响。
设计时应根据原水水质、处理水量和水质要求等主要因素，并考虑水质、水温和水量的变化以及是否间歇运行等情况，结合当地成熟经验和管理水平等条件，通过技术经济比较确定。
9.4.2 规定了沉淀池和澄清池的最少个数。
在运行过程中，有时需要停池清洗或检修，为不致造成水厂停产，故规定沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2 个。
9.4.3 规定了沉淀池和澄清池应考虑均匀配水和集水的原则。
沉淀池和澄清池的均匀配水和均匀集水，对于减少短流，提高处理效果有很大影响。
因此，设计中必须注意配水和集水的均匀。
对于大直径的圆形澄清池，为达到集水均匀，还应考虑设置辐射槽集水的措施。
9.4.4 关于沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩( 斗 ) 容积的规定。
9.4.5 规定了沉淀池或澄清池设置机械化和自动化排泥的原则。
沉淀池或澄清池沉泥的及时排除对提高出水水质有较大影响。
当沉淀池或澄清池排泥较频繁时，若采用人工开启阀门，劳动强度较大，故宜考虑采用机械化和自动化排泥装置。
平流沉淀池和斜管沉淀池一般常可采用机械吸泥机或刮泥机；澄清池则可采用底部转盘式机械刮泥装置。
考虑到各地加工条件及设备供应条件不一，故条文中并不要求所有水厂都应达到机械化、自动化排泥，仅规定了在规模较大或排泥次数较多时，宜采用机械化和自动化排泥装置。
9.4.6 关于澄清池絮凝区应设取样装置的规定。
为保持澄清池的正常运行，澄清池需经常检测沉渣的沉降比，为此规定了澄清池絮凝区应设取样装置。
第三章 混凝沉淀和澄清之一
第三章混凝、沉淀和澄清第一节混凝机理水中悬浮杂质大都可以通过自然沉淀的方法去除，而胶体及微小悬浮物，沉速缓慢，须经混凝沉淀方可去除。
混凝：水中胶体及微小悬浮物的聚集过程。
包括凝聚和絮凝。
凝聚：水中胶体失去稳定性的过程。
絮凝：脱稳胶体相互聚结成大颗粒絮体的过程。
这两过程很难分开。
混凝用途：生活饮用水处理、工业废水处理、城市污水三级处理、污泥处理等。
一、胶体的稳定性指胶体colloid粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
原因：（一）动力学稳定性（沉降稳定性）－布朗运动使胶体处于稳定状态不下沉。
布朗运动对抗重力的影响大。
（二）聚集（凝聚）稳定性指由于静电斥力（同性电荷）和水化膜作用不能接近相互聚集变大。
1．胶团的基本形态胶核（胶体分子聚合而成的胶体微粒），表面吸附了某种离子（电位形成离子）而带电，由于静电引力，势必吸引溶液中异号离子到微粒周围（反离子），这些反离子同时受到静电引力和热运动扩散力。
吸附层Stern layer（随胶核一起运动）――靠近胶核表面处，异号离子浓度大，结合紧密扩散层Diffuse layer（大部分运动时被甩掉，甩掉后剩下的面，叫滑动面）――离胶核远，反离子浓度小，结合松散。
结构式：胶核＋吸附层＋扩散层胶粒胶团2．ψ电位Potential：胶核表面上的离子和反离子之间形成的总电位ξ电位：胶体滑动面上的电位，称作动电位带负（正）电荷charge的胶核表面与扩散于溶液中的正（负）电荷离子正好电性中和，构成双电层结构The electrical double layer。
ξ越大，扩散层越厚，胶体颗粒斥力大，稳定性强。
3．颗粒间相互作用力有（1）静电斥力the force of repulsion－排斥势能（2）范德华力van der Waals force of attraction－吸引势能4.水化膜作用二、混凝机理1．压缩双电层2．吸附－电中和Adsorption-charge neutralization3．吸附架桥Polymer bridge formation4．沉淀物网捕或卷扫三、铝盐和铁盐的混凝特性（一）铝盐和铁盐的水解过程1.铝盐的水解过程Al 2(SO 4)318H 2O 溶于水中，立即离解出铝离子，且常以[Al(H 2O)6]3+水会形态存在。
4水处理工程沉淀与澄清-讲义
4水处理工程沉淀与澄清
精品jin
水处理工程
第1节 沉淀原理与分类
(Sedimentation, or settling and Clarification) 一、原理
利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉
比重<1，上浮
沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒 给水处理――混凝沉淀，高浊预沉 废水处理――沉砂池（去除无机物）
初沉池（去除悬浮有机物） 二沉池（活性污泥与水分离）
水处理工程
二、分类： – （1）自由沉淀-沉砂池、初沉池前期发生
• 离散颗粒，尺寸形状不变，相互无干扰，沉速不变 – （2）絮凝沉淀-絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加
（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀） • 颗粒有凝聚性，颗粒相互聚集，粒径质量增大 – （3）成层沉淀（拥挤沉淀）：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层， 形成网状“絮毯”下沉，颗粒群与澄清水层之间有明显的界面。 （高浊水、二沉池、污泥浓缩池） 沉速就是界面下沉速度。无机颗粒5-8g/L以上，如泥沙。活性污泥2-3g/L 以上。 – （4）压缩沉淀-污泥浓缩池 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。
t=L/v=Lh0B/Q)
水处理工程
对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为 E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷及颗粒沉降速度有关，而与 其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。 (Hazen 理论 ,1904年） 但实际沉淀池是偏离理想沉淀池。
从上式反映以下两个问题： 1）E一定，ui越大，表面负荷越大。ui与混凝效果有关，应重视加强混 凝工艺。 2）ui一定，增大A，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，增加A ，可以降低水深――“浅层理论”。
精品jin
水处理工程
第1节 沉淀原理与分类
(Sedimentation, or settling and Clarification) 一、原理
利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉
比重<1，上浮
沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒 给水处理――混凝沉淀，高浊预沉 废水处理――沉砂池（去除无机物）
初沉池（去除悬浮有机物） 二沉池（活性污泥与水分离）
水处理工程
二、分类： – （1）自由沉淀-沉砂池、初沉池前期发生
• 离散颗粒，尺寸形状不变，相互无干扰，沉速不变 – （2）絮凝沉淀-絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加
（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀） • 颗粒有凝聚性，颗粒相互聚集，粒径质量增大 – （3）成层沉淀（拥挤沉淀）：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层， 形成网状“絮毯”下沉，颗粒群与澄清水层之间有明显的界面。 （高浊水、二沉池、污泥浓缩池） 沉速就是界面下沉速度。无机颗粒5-8g/L以上，如泥沙。活性污泥2-3g/L 以上。 – （4）压缩沉淀-污泥浓缩池 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。
t=L/v=Lh0B/Q)
水处理工程
对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为 E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷及颗粒沉降速度有关，而与 其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。 (Hazen 理论 ,1904年） 但实际沉淀池是偏离理想沉淀池。
从上式反映以下两个问题： 1）E一定，ui越大，表面负荷越大。ui与混凝效果有关，应重视加强混 凝工艺。 2）ui一定，增大A，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，增加A ，可以降低水深――“浅层理论”。
水质工程学课件-沉淀与澄清
2.沉澱區
沉澱區的高度一般約3～4m，平流式沉澱池中應減少紊
動性，提高穩定性。
R
紊動性指標為雷諾數， Re
穩定性指標為弗勞德數，
Fr
2
Rg
(4-25) (4-26)
能同時降低雷諾數和提高弗勞德數的方法只能是降低
水力半徑R，措施是加隔板，使平流式沉澱池L/B>4,
L/H>10，每格寬度應在3～8m不宜大於15m。
出水支渠 出水支渠
图 4-11 增加出水堰长度的措施
4.存泥區及排泥措施 泥鬥排泥：靠靜水壓力 1.5 – 2.0m，下設有排
泥管，多鬥形式，可省去機械刮泥設備（池容不 大時）
穿孔管排泥：需存泥區，池底水平略有坡度 以便放空。
機械排泥：帶刮泥機，池底需要一定坡度， 適用於3m以上虹吸水頭的沉澱池，當沉澱池為半 地下式時，用泥泵抽吸。
對用直線Ⅲ代表的一類顆粒而言，流速與沉澱時間有關
t L u
t h0 u0
（ 4-13） （4-14）
令（4-13）和（4-14）相等，代入（4-12）得：
u0
Q LB
（4-15）
即：
Q u0 A
（4-16）
一般稱為“表面負荷”或“溢流率”。表面負荷在數值上等於截
留速度，但含義不同。
設截進為原面入：水進的中入顆沉的粒速顆的為粒數u的 量i（總 為ui量hE<iuB為0v）ChQi（的BC=見顆Ch0圖粒Bv4的hC-4i濃，）度沿，為著則Cm沉，點速沿以為著下u進i的的水高顆區度粒高為的度h去i的為除截h率0面的
理想沉澱池的工作情況見圖4-4。
进水区
沉淀区
Ⅲ Ⅰ
出水区
Ⅱ
污泥区
水质处理混凝
5.完成搅拌后，把搅拌桨从水中提出，观察絮体沉降速度，记录大 部分絮体沉降所需的时间。
6.静置沉降10分钟后，用移液管在上清液的二分之一高度吸取水样， 测定浑浊度等有关项目。
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感谢您的观看！
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为确定最佳的工艺条件，需要进行混凝模 拟实验。(烧杯实验)
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影响混凝的因素
4.水中杂质对混凝效果的影响
(1)有利成分: 可促进混凝过程。 除硫、磷化合物以外的其他各种无机金属盐，均
能压缩胶体粒子的扩散层厚度，促进胶体凝聚，且浓 度越高，促进能力越强。 (2)不利成分:
不利于混凝过程的进行。 磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子影响高
异号电荷的部分有强烈的吸附作用，异号胶粒间相互吸 引达到电中和而凝聚；
大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，吸引 力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。
在水处理中，一般均投加高价电解质或聚合离子。 再稳现象：过多投加混凝剂，胶核的强烈吸附作用， 使胶体重新带电（电荷异号），而出现的再稳现象。
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3.接通电源，设定混合，絮凝的时间，开动搅拌器控制转速在 120r/min下快速搅拌，转动药剂架支杆，使各试管中药剂同时向各烧 杯中投加，搅拌1分钟。
4.降低转速至50r/min左右，慢速搅拌7-9分钟，（保证混合、絮凝 总时间为10分钟）其转速以能保持水样内颗粒均匀悬浮转动为度，记 录初始可见絮体产生的时间。
结晶
液体
半透明绿 色结晶体
粉末状
黑褐色结 晶体 块状
粉末状 液体 固体 粉末
适用 pH 范围 6～7.8
使用最多 6～8
7～8 5～11 5～11 8.5～11
6.静置沉降10分钟后，用移液管在上清液的二分之一高度吸取水样， 测定浑浊度等有关项目。
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为确定最佳的工艺条件，需要进行混凝模 拟实验。(烧杯实验)
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影响混凝的因素
4.水中杂质对混凝效果的影响
(1)有利成分: 可促进混凝过程。 除硫、磷化合物以外的其他各种无机金属盐，均
能压缩胶体粒子的扩散层厚度，促进胶体凝聚，且浓 度越高，促进能力越强。 (2)不利成分:
不利于混凝过程的进行。 磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子影响高
异号电荷的部分有强烈的吸附作用，异号胶粒间相互吸 引达到电中和而凝聚；
大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，吸引 力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。
在水处理中，一般均投加高价电解质或聚合离子。 再稳现象：过多投加混凝剂，胶核的强烈吸附作用， 使胶体重新带电（电荷异号），而出现的再稳现象。
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3.接通电源，设定混合，絮凝的时间，开动搅拌器控制转速在 120r/min下快速搅拌，转动药剂架支杆，使各试管中药剂同时向各烧 杯中投加，搅拌1分钟。
4.降低转速至50r/min左右，慢速搅拌7-9分钟，（保证混合、絮凝 总时间为10分钟）其转速以能保持水样内颗粒均匀悬浮转动为度，记 录初始可见絮体产生的时间。
结晶
液体
半透明绿 色结晶体
粉末状
黑褐色结 晶体 块状
粉末状 液体 固体 粉末
适用 pH 范围 6～7.8
使用最多 6～8
7～8 5～11 5～11 8.5～11