最终沉降速度对于球形颗粒

Et
沉降时间， t (min)
工
0.5m
作
1.0m
水
1.5m
深
(m)
沉降时间， t (min)
Et-t 曲线
10 20 30 40 50 60
SS等去除率曲线
§2-3 理想沉淀池
一、Hazen和Camp提出这一概念。其假设条件是：
（1）在沉淀池各过流断面上，各点处水都以流速V作水平运动。
（2）进水中SS颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速等于水 的水平流速，并从竖直分速u匀还下沉；
C0
…
Cn
二．常规计算法(由数据绘制沉降曲线)（续）
E
E
沉降时间，t (min) 图3-1 E-t曲线
最小沉速，u 图3-2 E- u曲线
三．Camp图解积分法
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
给定的沉降时间t内： 对于d≥d0的颗粒全部除去 1-p0
对于d<d0的颗粒可被部分去除。 p0
？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？ 去除率是多少？
H h
三．Camp图解积分法（续）
对于μ ＜μ0的颗粒，其中 可去除部分所占比例为：
h h/t H H / t 0
μ ＜μ0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。 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：
l

u
2 s
2

Ff l V g
Fg mg s V g
式中：As——运动方向的面积
Cd——牛顿无因次阻力系数： Cd=f(Re) μs——颗粒沉降速度 当受力平衡时，沉速变为μs（最终沉降速度）
对于球形颗粒：
Vs As

2 3 ds
1/ 2
s


4
g
（3）颗粒一经沉到水底再不重新浮起 （即认为沉到底部即视为被去除）
§2-3 理想沉淀池
入
出
流
流
区
区
污泥区 理想沉淀池示意图
① 沉降线为未被去除颗粒；
② 为刚好100%去除颗粒； ③ 为可部分去除颗粒； ④ 为可全部去除颗粒。
§2-3 理想沉淀池
同样地有：
ET (1 p0 )
P0 0
其运动轨迹发生变化：
§2-3 理想沉淀池
入
出
流
流
区
区
絮凝沉降颗粒运动轨迹
污泥区
但是，为保守起见，沉降效率依然按照：
ET (1 p0 )
P0 u dp 0 u0
进行计算。
§2-4 沉砂池
一、一般说明 1.一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分离水中较大的
无机颗粒。以使水泵、管道免受磨损和阻塞；以减轻沉 淀池的无机负荷；改善污泥的流动性，以便于排放、输运。

dp
0
对于全部μ<μ0颗粒群体，可去除部分为：
p0 dp
0 0
三．Camp图解积分法（续）
μ≥μ0部分颗粒所占百分率为1 – p0
则，总沉降效率为ET ：
p0 u
ET (1 p0 )
0
dp u0
U＜u0颗粒分率，p 颗粒分率，p
1-p0 p0
p0
μ0
沉降速度 μ 沉降速度分布曲线
仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A↑，q0↓， 则ET↑。
§2-3 理想沉淀池
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 1.25

1 1.75
)u
0
四、对于絮凝沉降
t (1.5 2.0)t0
颗粒之间并聚变大，或 s 变大，u也会之变大。
△pi
沉降速度 u
μi
沉降速度分布曲线的图解
2．Camp图解积分法(由数据绘制沉降曲线)
E
E
沉降时间，t (min) E-t曲线
最小沉速，μ E- u曲线
小结：
1、基本概念 重力沉降
2、重点 ① 基本概念 ② 沉降试验和沉降曲线
3、难点 Camp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：
(s
3Cd
l l
)d
s

① 层流区（stokes区）:
Cd

24 Re百度文库
Re dss l
s

g
(s 18
l
)
d
2 s
② 过渡流区（艾伦区）
③ 紊流区（牛顿区）
§2-3 沉降试验和沉降曲线
一、自由沉降试验及沉降曲线 二、絮凝沉降试验及沉降曲线
一、自由沉降试验及沉降曲线
一、试验装置 二、常规计算法及沉降曲线 三、Camp图解积分法及沉降曲线
φ100mm Δh
试验装置示意图
H0=1.5~2.0m H=H0-Δhi
二．常规计算法(数据记录与处理)
t t0
t1
t2
t3
…
ti
…
tn
H H0
H0
H0 –Δh1
…
H0 –Δhi-1
…
C C0
C1
C2
C3
…
Ci
μ H
t E E C0 Ci 100 %
h H
dp

(1
p0 )
P0 u dp
0 u0
可见，静沉试验所得到的沉降规律也可适用于理想沉淀池。
§2-3 理想沉淀池
二、表面负荷q0
H H u H BV Q
u0 t
L

LB
A
① q0在数值上等于最小沉降速度； ② q0↓，ET↑； ③ 在离散型沉降中，当处理水量为定值是，处理效率ET
2.分类： 按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式、离心式、 曝气式等。
3.由于曝气沉沙池和环流式（离心式）沉砂池对流量变化的适 应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用曝气 沉沙池和环流式沉砂池。
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。
第二篇 不溶态污染物的分离技术
第二章 重力沉降法 §2-1 概述 §2-2 沉降的基本原理 §2-3 沉降试验和沉降曲线 §2-4 沉淀池及其设计计算
§2-1 概述
出水
排泥
进水
中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图
§2-2 沉降的基本原理
沉降动力学 :颗粒受力情况分析
Fd
Cd
As