《水处理之沉淀》
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设计：q取0.65~0.85q0，t取1.25~1.5t0。
.
思考
表面负荷与沉淀速率的区别与联系？
.
斜板（管）沉淀
理想沉淀池中，颗粒的运动轨迹可描述为：
L H
v u0
当L、v不变时，H越小，则可截留的颗粒的 u0越小。此即浅池原理。
采用浅池原理设计的沉淀池可大大缩短停 留时间
.
.
.
.
表面负荷可达9~11 m3/(m2 h) 在相同沉淀效率下，提高了处理能力
.
自由沉淀的特点
➢悬浮固体浓度不高、不具 有凝聚性
➢固体颗粒不改变形状和尺 寸沉降速度后保持不变。
➢水从上到下逐步变清 ➢沉砂池、初沉池前期
.Biblioteka Baidu
絮凝沉淀的特点
➢固体浓度也不高，但具 凝聚性
➢颗粒互相碰撞、粘合， 形成较大的絮凝体
➢颗粒尺寸变化；沉降速 度变化
➢给水混凝沉淀、初沉池 后期、二沉池前期
BOD调节
.
.
沉淀的基础理论
➢重力分离 : 是依靠废水中悬浮物密度与水密 度差来分离废水中固体悬浮物的方法。
➢当悬浮物的密度大于水的密度时，在重力作 用下，悬浮物下沉形成沉淀物(sludge)。
➢当悬浮物的密度小于水的密度时，悬浮物将 上浮到水面形成浮渣（scum）。
.
污 水格 栅沉 砂 池初 沉 池好 氧二 沉 池排 水 消 化 浓 缩 池
.
自由沉淀及其理论基础
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。
.
自由沉淀基础
浮力Fb
浮力 阻力Fd
重力Fg
重力 其中阻力系数Cd 随Re而改变
合力Fn= Fg -Fb=(ρp- ρ )gVs
.
.
絮凝沉淀
去除率与 沉速、时 间和水深 有关
.
.
影响沉淀效果因素
➢水流流态，常采用雷诺数Re和弗劳德数Fr表示
有效途径减小水力半径 ➢进水区能量消散。如穿孔墙，布水均匀 ➢密度流，如主要由水温差造成 ➢风效应
.
导流墙
清水池排气孔
水力半径=过水断面/润湿周
.
.
沉淀池三种流态
竖流式
平流式
辐流式
.
进水区
平流式沉淀池
沉淀区
出水区
污泥区 平流式沉淀池示意图
.
平流式沉淀池的构造及工作特 点（进水）
整流墙
挡流板
浸没孔
.
平流式沉淀池的构造及工作特点（出水）
.
.
.
污泥区
静压排泥 1.5~2 m 排泥管直径 大于200 mm
废 水沉 淀 调 节 池厌 氧沉 淀 池好 氧沉 淀 池排 水 脱 水 浓 缩 池
药剂
废水 混合反应池 沉淀池 排水
脱水 浓缩池
.
沉淀过程的类型
根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能 的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把 沉淀可分为四种类型：
自由沉淀 (discrete settling) 絮凝沉淀 (flocculant settling) 成层沉淀(干涉沉淀）(zone, hindered settling) 压缩沉淀 (compression settling)
p
gdp2
➢水温升高，降低粘度
.
颗粒自由沉淀实验
<u 的颗
残 全 部 颗 粒X
量比
余x 颗 dxx 粒 百 分
1-x
悬浮污沉淀累
x 积分布曲线
x x+dx
H
u
u
沉速u
数 Xi表示沉速u＜ui的颗粒
浓度与原始浓度的比值
取样口
.
在t0时间内，各种颗粒沉淀的总去除率为：
沉速<u 的颗
粒 与 全 部 颗 粒X
.
u=u0 的颗粒
v
入u
沉降区
流
区
污泥区
u<u0 的颗粒
u>u0 的颗粒
u=u0 的颗粒 u<u0 的颗粒
.
沉淀池中颗粒沉降过程分析
因为：u0t=H， vt=L，
有 u0=H/t，t=L/v；
H
又因为：Q=vBH，
v u0
所以 H＝Q/(vB)，
所以有：
L
长为L，有效水深为H，
u0H t vQB 1 tL QB Q A
当Fn = Fd时，颗粒将以等速下 沉。对球形均质颗粒有：
.
阻力系数CD
C
D
24 Re
1<Re<103，过渡区
Re<1,层流
CD 24/Re
颗粒沉速(Stokes)
u
1 18
p
gdp2
103<Re<105，紊流区
.
Stokes公式分析
➢密度差
➢颗粒直径，二次方成 正比。 d>20μm
u
1 18
宽为B的沉淀池，表面 积为A=LB
.
表面负荷 u0=Q/A=q0
q0的物理意义是：在单位时间内通过沉淀池 单位面积的流量，称为表面负荷或溢流率， 用 q0 表 示 。 表 面 负 荷 的 量 纲 m3/(m2·s) 或 m3/(m2·h)。表面负荷q0的数值等于颗粒沉速 u0(m/s) 。
沉淀效率与表面积有关，而与池深、时间、池体积无关
的重量比
x
E（1x0）
x0 0
u dx
u0
1-x
dxx x
x x+dx
u
u
沉速u
.
.
.
理想沉淀池
(1)进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物 在流入区沿水深均匀分布；
(2)悬浮物在沉淀区等速下沉； (3)悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水
流速度，水流是稳定的； (4)悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除 去，不再浮起。
《水处理工程》
沉淀 (Sedimentation)
格栅
安装位置： 格栅一般斜置在进水渠道或进水泵站
集水井的进口处。 去除对象：
用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物， 以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。
.
格栅分类
粗格栅（40-150 mm）
栅条的间隙 中格栅（10-40 mm）
细格栅（1.5-10 mm） 流速：0.4~0.9 m/s，既防止固体沉积，又防止穿透 水头损失：0.08~0.15 m
.
成层沉淀
➢ 悬浮颗粒的浓度较高 ➢ 每个颗粒受周围颗粒干扰，
沉速降低，颗粒群结合成整 体，各自保持相对不变的位 置共同下沉。 ➢ 水与颗粒群之间有明显的分 界面，该界面下沉的过程。 ➢ 高浊水沉淀、二沉池
.
压缩沉淀
➢悬浮物的浓度很高 ➢固体颗粒互相接触，互相
支承，下层颗粒间隙中的 水被挤出界面 ➢粒群与水之间也有明显的 界面，但颗粒群部分比成 层沉降时密集 ➢沉淀池底部，污泥浓缩池
.
回转格栅
.
微滤机
孔径10 至35μm
.
均化（调节池）P239-246
➢ 目的：减少和控制废水水质（污染物浓 度）及水量的波动，以便为后续处理提供 最佳条件。 在线调节
➢方式 离线调节
.
在线调节
离线调节
.
调节池容量设计
P241例5-2 （课后复习） 设计按计算的
110~120%
.
流量调节
.
思考
表面负荷与沉淀速率的区别与联系？
.
斜板（管）沉淀
理想沉淀池中，颗粒的运动轨迹可描述为：
L H
v u0
当L、v不变时，H越小，则可截留的颗粒的 u0越小。此即浅池原理。
采用浅池原理设计的沉淀池可大大缩短停 留时间
.
.
.
.
表面负荷可达9~11 m3/(m2 h) 在相同沉淀效率下，提高了处理能力
.
自由沉淀的特点
➢悬浮固体浓度不高、不具 有凝聚性
➢固体颗粒不改变形状和尺 寸沉降速度后保持不变。
➢水从上到下逐步变清 ➢沉砂池、初沉池前期
.Biblioteka Baidu
絮凝沉淀的特点
➢固体浓度也不高，但具 凝聚性
➢颗粒互相碰撞、粘合， 形成较大的絮凝体
➢颗粒尺寸变化；沉降速 度变化
➢给水混凝沉淀、初沉池 后期、二沉池前期
BOD调节
.
.
沉淀的基础理论
➢重力分离 : 是依靠废水中悬浮物密度与水密 度差来分离废水中固体悬浮物的方法。
➢当悬浮物的密度大于水的密度时，在重力作 用下，悬浮物下沉形成沉淀物(sludge)。
➢当悬浮物的密度小于水的密度时，悬浮物将 上浮到水面形成浮渣（scum）。
.
污 水格 栅沉 砂 池初 沉 池好 氧二 沉 池排 水 消 化 浓 缩 池
.
自由沉淀及其理论基础
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。
.
自由沉淀基础
浮力Fb
浮力 阻力Fd
重力Fg
重力 其中阻力系数Cd 随Re而改变
合力Fn= Fg -Fb=(ρp- ρ )gVs
.
.
絮凝沉淀
去除率与 沉速、时 间和水深 有关
.
.
影响沉淀效果因素
➢水流流态，常采用雷诺数Re和弗劳德数Fr表示
有效途径减小水力半径 ➢进水区能量消散。如穿孔墙，布水均匀 ➢密度流，如主要由水温差造成 ➢风效应
.
导流墙
清水池排气孔
水力半径=过水断面/润湿周
.
.
沉淀池三种流态
竖流式
平流式
辐流式
.
进水区
平流式沉淀池
沉淀区
出水区
污泥区 平流式沉淀池示意图
.
平流式沉淀池的构造及工作特 点（进水）
整流墙
挡流板
浸没孔
.
平流式沉淀池的构造及工作特点（出水）
.
.
.
污泥区
静压排泥 1.5~2 m 排泥管直径 大于200 mm
废 水沉 淀 调 节 池厌 氧沉 淀 池好 氧沉 淀 池排 水 脱 水 浓 缩 池
药剂
废水 混合反应池 沉淀池 排水
脱水 浓缩池
.
沉淀过程的类型
根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能 的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把 沉淀可分为四种类型：
自由沉淀 (discrete settling) 絮凝沉淀 (flocculant settling) 成层沉淀(干涉沉淀）(zone, hindered settling) 压缩沉淀 (compression settling)
p
gdp2
➢水温升高，降低粘度
.
颗粒自由沉淀实验
<u 的颗
残 全 部 颗 粒X
量比
余x 颗 dxx 粒 百 分
1-x
悬浮污沉淀累
x 积分布曲线
x x+dx
H
u
u
沉速u
数 Xi表示沉速u＜ui的颗粒
浓度与原始浓度的比值
取样口
.
在t0时间内，各种颗粒沉淀的总去除率为：
沉速<u 的颗
粒 与 全 部 颗 粒X
.
u=u0 的颗粒
v
入u
沉降区
流
区
污泥区
u<u0 的颗粒
u>u0 的颗粒
u=u0 的颗粒 u<u0 的颗粒
.
沉淀池中颗粒沉降过程分析
因为：u0t=H， vt=L，
有 u0=H/t，t=L/v；
H
又因为：Q=vBH，
v u0
所以 H＝Q/(vB)，
所以有：
L
长为L，有效水深为H，
u0H t vQB 1 tL QB Q A
当Fn = Fd时，颗粒将以等速下 沉。对球形均质颗粒有：
.
阻力系数CD
C
D
24 Re
1<Re<103，过渡区
Re<1,层流
CD 24/Re
颗粒沉速(Stokes)
u
1 18
p
gdp2
103<Re<105，紊流区
.
Stokes公式分析
➢密度差
➢颗粒直径，二次方成 正比。 d>20μm
u
1 18
宽为B的沉淀池，表面 积为A=LB
.
表面负荷 u0=Q/A=q0
q0的物理意义是：在单位时间内通过沉淀池 单位面积的流量，称为表面负荷或溢流率， 用 q0 表 示 。 表 面 负 荷 的 量 纲 m3/(m2·s) 或 m3/(m2·h)。表面负荷q0的数值等于颗粒沉速 u0(m/s) 。
沉淀效率与表面积有关，而与池深、时间、池体积无关
的重量比
x
E（1x0）
x0 0
u dx
u0
1-x
dxx x
x x+dx
u
u
沉速u
.
.
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理想沉淀池
(1)进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物 在流入区沿水深均匀分布；
(2)悬浮物在沉淀区等速下沉； (3)悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水
流速度，水流是稳定的； (4)悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除 去，不再浮起。
《水处理工程》
沉淀 (Sedimentation)
格栅
安装位置： 格栅一般斜置在进水渠道或进水泵站
集水井的进口处。 去除对象：
用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物， 以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。
.
格栅分类
粗格栅（40-150 mm）
栅条的间隙 中格栅（10-40 mm）
细格栅（1.5-10 mm） 流速：0.4~0.9 m/s，既防止固体沉积，又防止穿透 水头损失：0.08~0.15 m
.
成层沉淀
➢ 悬浮颗粒的浓度较高 ➢ 每个颗粒受周围颗粒干扰，
沉速降低，颗粒群结合成整 体，各自保持相对不变的位 置共同下沉。 ➢ 水与颗粒群之间有明显的分 界面，该界面下沉的过程。 ➢ 高浊水沉淀、二沉池
.
压缩沉淀
➢悬浮物的浓度很高 ➢固体颗粒互相接触，互相
支承，下层颗粒间隙中的 水被挤出界面 ➢粒群与水之间也有明显的 界面，但颗粒群部分比成 层沉降时密集 ➢沉淀池底部，污泥浓缩池
.
回转格栅
.
微滤机
孔径10 至35μm
.
均化（调节池）P239-246
➢ 目的：减少和控制废水水质（污染物浓 度）及水量的波动，以便为后续处理提供 最佳条件。 在线调节
➢方式 离线调节
.
在线调节
离线调节
.
调节池容量设计
P241例5-2 （课后复习） 设计按计算的
110~120%
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流量调节