给水处理方法沉淀与澄清指导
环境工程中的水处理工艺介绍
环境工程中的水处理工艺介绍在环境工程领域中，水处理工艺是一项重要的技术，用于改善和保护水资源的质量。
水处理工艺涵盖了各种方法和技术，旨在去除污染物、净化水质和提供安全可靠的供水。
本文将介绍环境工程中常用的水处理工艺和其应用。
一、沉淀和澄清沉淀和澄清是水处理工程中常见的初级处理步骤。
该工艺通过使用沉淀剂将悬浮颗粒物沉淀到底部，并通过澄清处理将悬浮物分离出来。
这种方法常用于去除悬浮固体、泥土、油脂和有机物等杂质。
沉淀和澄清工艺可以使用物理方法，如重力沉降和过滤，也可以结合化学物质，如聚合物凝聚剂。
二、絮凝絮凝是将悬浮的或分散的小颗粒通过添加絮凝剂聚集，形成较大的沉淀物，以便更容易去除。
絮凝的目的是增加颗粒物的大小和重量，使其易于沉淀或过滤。
絮凝常用的絮凝剂包括铝盐、铁盐和有机聚合物等。
通过合理选择絮凝剂和控制处理条件，可以快速有效地去除水中的悬浮物、胶体和微生物。
三、活性炭吸附活性炭吸附是一种常用的水处理方法，用于去除有机物、溶解性物质和污染物。
活性炭的孔隙结构提供了大量的吸附表面，可以吸附大量的有害物质。
水经过活性炭层时，有机物和其他污染物会被吸附在其表面上，从而净化水质。
活性炭吸附工艺常用于水中有机物、色素、氯化物和某些有害金属离子的去除。
四、离子交换离子交换是一种广泛应用于水处理的方法，用于去除水中的硬度离子、重金属、有害物质和其他溶解性离子。
这种工艺通过固定相上的树脂或吸附介质与水中的离子交换，使水质得到净化。
离子交换工艺可分为阳离子交换和阴离子交换，具体选择哪种取决于水中需要处理的离子类型和质量要求。
五、膜分离膜分离是一种基于膜的工艺，通过选择性透过或排除不同大小、形状或电荷的溶质分子，使溶液分离和纯化。
常见的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。
膜分离工艺广泛应用于去除悬浮物、胶体、细菌、病毒、重金属和溶解性盐等物质。
六、消毒消毒是水处理的重要步骤，旨在杀灭水中的病原微生物，防止水传播疾病。
水质工程学第4章沉淀与澄清3
——沉淀过程中，清水区高度不断增加
A澄清液层、B受阻沉降层、C过渡层、D压缩层
拥挤沉淀试验
——利用沉淀过程线分析： Kynch 法、 Fitch 法
——建立沉速—浓度函数关系v=f（C） （多筒试验）：固体通量法、吉冈法
——作用：用于分析静置沉淀；确定水中悬 浮颗粒的沉降特性
1、自由沉淀试验 2、絮凝沉淀 3、拥挤沉淀（高浓度悬浮液的沉淀试验）
自由沉淀试验
自由沉淀一般采用单筒沉淀柱试验确定悬 浮颗粒的沉降特性。
1）试验装置 2）试验方法 3）沉淀效率η的求取
自由沉淀试验
沉淀柱有效水深H，
悬浮物原始浓度为C0。 在时间t1时从水深H处取样测得C1，则认为沉速大于 u1（H/t1）的颗粒均已通过H，残余颗粒必然具有小 于u1的沉速，则沉速小于u1的颗粒与全部颗粒的比 例x1=C1/C0。
——沉淀时间: 絮凝沉淀
因此，设计沉淀池时，除了对表面负荷率有要 求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥 方式等均有要求。通常，对于静置沉淀得出的试 验结果，在用于设计时还需考虑一定的安全系数。 一般在设计时：
q=q0/1.25~1.75，T=（1.5~2.0）T0
沉淀池
概述
一、平流式沉淀池 (horizontal flow Sedimentation Tank) 二、竖流式沉淀池 (vertical flow ST) 三、斜板（管）沉淀池（tilted-plate ST） 四、澄清池（clarifier，clarification tank）
概述
沉淀池构造根据功能分为五个区:
进水区: 保证进水均匀分布在整个进水断 面上，避免短流，减少死角和紊流影响，提 高容积利用系数。 出水区: 均匀出水(目的同上)，阻拦浮渣 沉淀区: 污水与颗粒分离，工作区 污泥区: 污泥贮放、浓缩、排除 缓冲区: 分隔沉淀区，保证沉下的颗粒不 因水流搅动而再次浮起进入沉淀区。
沉淀和澄清(给排水工程)-文档资料88页
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
饮用水深度处理03-沉淀与澄清
饮用水深度处理技术（第三讲）—沉淀与澄清—第三章沉淀与澄清Sedimentation or settling and Clarification 第1节沉淀原理与分类第2节自由沉淀第3节絮凝沉淀第4节拥挤沉淀第5节沉淀池第6节澄清池第1节沉淀原理与分类一、沉淀原理二沉淀分类二、沉淀分类一、沉淀原理•依靠重力利用颗粒与水的密度之差，将颗粒物从水中自然分离出来的过程污水中的悬浮物质，可以在重力作用下沉淀去除这是一种物理过程简便在重力作用下沉淀去除。
这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是水处理的重要技术之一。
•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100μm以上的颗粒•胶体颗粒需混凝后才能沉淀。
应用•给水处理―高浊预沉—混凝沉淀废水处•废水处理―沉砂池（去除无机物）—初沉池（去除悬浮有机物）SS去除40‐55%BOD5去除20‐30%—二沉池（活性污泥与水分离）一、沉淀原理二、沉淀分类•自由沉淀：离散颗粒，在沉淀过程中沉速不变（沉砂池、初沉池前期）•絮凝沉淀：絮凝性颗粒，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）•拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）•压缩沉淀：下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。
第2节自由沉淀(discrete particle settling)一、颗粒沉速公式二、颗粒沉淀实验颗粒沉淀实验三、理想沉淀池自由沉降定义水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中固体颗粒不改变中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。
（沉砂池和初沉池的初期沉淀）。
一、颗粒沉速公式一、颗粒沉速公式一、颗粒沉速公式斯托克斯沉速公式（Stockesformula）是1850年美国物理学家斯托克斯（G∙G∙Stokes）从理论上推算球体在层流状态沉速（w）的公式。
公式如下：w＝2g(ρS－ρ)μgr2式中：ρS为颗粒密度；ρ为水的密度；μ为流体黏度；r为颗粒半径；g为重力加速度。
污水处理中的沉淀和澄清工艺
污水处理中的沉淀和澄清工艺污水处理是保护环境和维护人类健康的重要环节。
其中，沉淀和澄清工艺是常见的污水处理过程。
本文将详细介绍这两种工艺及其在污水处理中的应用。
一、沉淀工艺沉淀是指通过重力作用使悬浮物颗粒沉降到底部的过程。
在沉淀工艺中，污水首先经过预处理，如格栅、砂池等，去除较大的固体颗粒和杂质。
然后进入沉淀池，通过调节水流速度和斜板倾角等参数，使颗粒悬浮物在池中停留一段时间。
在停留的过程中，重力作用使得颗粒逐渐沉降到底部形成污泥层，而相对清水则从出水口流出。
沉淀工艺主要适用于处理大颗粒污染物，如悬浮物、油脂等。
它在废水处理厂中广泛应用，通过去除污水中的悬浮物和颗粒物，减少了后续工艺的负担和污染物的排放。
同时，沉淀过程还可通过添加化学药剂来促进颗粒物的沉降速度，提高沉淀效果。
二、澄清工艺澄清是指通过物理化学的方法将悬浮物颗粒从溶液中除去的过程。
相比于沉淀工艺，澄清工艺更适用于处理较小颗粒的悬浮物，如胶体颗粒、抵抗沉降的悬浮物等。
常见的澄清工艺包括过滤、吸附和膜分离等方法。
过滤是通过将污水通过滤料，如砂滤池、活性炭等，使颗粒物被截留在滤料表面或孔隙中，达到澄清的效果。
吸附工艺则是利用材料表面的活性位点吸附污染物颗粒，例如利用活性炭吸附有机物。
膜分离工艺则是通过半透膜的选择性通透性，将污水中的悬浮物、溶解物等分离出来。
澄清工艺具有操作简单、高效、处理效果好的特点，被广泛应用于水处理厂、制药厂、电镀厂等行业。
同时，澄清工艺还可以与其他技术相结合，如氧化、还原等，实现对更复杂污水的处理。
三、沉淀和澄清工艺的比较沉淀和澄清工艺虽然有些相似之处，但在处理污水时有各自的适用场景。
沉淀工艺适用于处理较大颗粒、密度较大的污染物，处理过程相对简单，适合处理高浓度的污水。
而澄清工艺则更适合处理较小颗粒、溶解性物质较多的污水，处理效果更好且可以与其他工艺结合使用。
另外，沉淀工艺需要较大的处理空间，污泥产量也相对较多，对于后续污泥处理工艺提出了要求。
给水处理 沉淀和澄清
交界面以下的颗粒均处于拥挤沉淀状态，交界面下降的速度可理解 为颗粒在互相干扰时的平均速度，即平均拥挤沉速。
某一瞬时，沉淀管中按悬浮物浓度的分布情况，可分为四个区：清水 区A；浓度为C0的等浓度区B；过渡区C；浓缩区D。
絮凝过程
交界面等速下沉 下降速度 逐渐变小 B区消失
随时间增长，交 界面继续下降，直至 B、C两个区消失，只 剩A、D两个区，D区 高度也逐渐减小，设 压实时间 t→ ，最 后压实到H为止。
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。
凝聚性颗粒的去除百分数可以从图上算出，如：
A
●
v
u0
b b′
A´ 沉淀效率：
E hi h0
umi● v
B
•同样
hi ui
ห้องสมุดไป่ตู้L V
hi
Lui v
•
B´
•所以
△ABB′～ △Abb′相似
h0 L
uo
V
h0
Lu0 v
E hi ui
h0
uo
uo
h0V L
Bh0v BL
Q q A
E
ui u0
ui Q A
ui q
式中：L—沉淀区的长度； V—水平流速；
当沉降为t0时，其相应的沉速，亦即表面负荷uo=h/t0。 为方便起见，时间一般选在曲线与横坐标相交处。按 前面所介绍凡沉速等于或大于uo的颗粒能全部沉掉，而沉 速小于uo的颗粒则按照u/uo比值仅仅部分地沉掉。 沉降时间为t0时，相邻两根曲线所表示的数值之间的 差别，反映出同一时间、不同深度的去除百分数的差别。 说明有这样一部分颗粒对于上面一条曲线来说，已认为沉 降下去了，而对下面一条曲线来说，则认为尚未沉降下去。 或者说这部分颗粒正介于两曲线之间，其平均流速等于其 平均高度除以时间t0，其数量即为两曲线所表示的数值之 差。这些颗粒正是小于uo的颗粒。 根据以上分析，对于某以表面负荷而言，按此图所示 的凝聚性颗粒百分数等值曲线，可以得出总的去除百分数：
水质工程学教案09第三章沉淀和澄清3-2平流式沉淀池
课程名称：《水质工程学I》第周，第9 讲次摘要3-2平流式沉淀池授课题目（章、节）本讲目的要求及重点难点：【目的要求】【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】3-2平流式沉淀池是最基础的沉淀池：其它沉淀池都是在平流池基础上发展出来的。
1、沉淀池进出水要求：（1）出水浊度宜在10度以下混浊度：1mgSiO2/L所构成的混浊度为1度（悬浮物及胶体所造成水的不透明程度或光的散射现象）（2）进水应无砂：含砂量大时，应先预沉（除砂）。
2、构造简介：上下分为：沉淀区（上）污泥区（下）进水区（配水区）：在整个沉淀区截面均匀配水。
前后分为：沉淀区：水中颗粒下沉去除出水区：沉淀后的收集，排出沉淀池。
3、特点：水流受池身构造和外界影响使颗粒沉淀复杂。
（进口水流惯性，出口束流，风吹池面，水质浓度变化及温差等形成的异重流）。
一、非凝聚性颗粒的沉淀过程分析： 1、 理想沉淀池的假定：（1）颗粒互不干扰，沉速不变（无絮凝现象） （2）水流沿水平方向流动，在沉淀区流速相等， 流速大小、方向不变。
（3）颗粒沉到池底即为去除，不再返回水流中。
2、 分析：（1）水平流速：v （m/s ） Bh Qv 0= Q —流量,（m3/s ） H0—水流沉淀区高度,（m ） B —沉淀区宽度,（m ）（2）截流沉速：u0在池的最不利点，A 点（沉淀区开始回最高点）以u0下沉速度下沉，可在沉淀区末端最低点B ，进入污泥区，这个沉速称为截留沉速u0 沉区长为L ，高为h0。
则有： vLt =并 00u h t = B h Q v 0=∴ LB Q u =0 或 AQu =0A — 沉淀池水表面面积。
（㎡）—表面负荷或溢流率（单位水表面积所负担 水量）截留沉速=表面负荷（意义不同） （3）ui ≥u0的颗粒：在A —B 面上分布（均匀分布）：全部可沉淀去除（在图中，以I 轨迹下沉）。
（4） ui ＜u0的颗粒：不能全部下沉去除 （在图中，以II 轨迹下沉）其在A-B 面上分布点，设为m 点，其高度为hi ，设颗粒在A-B 面上均匀分布，颗粒浓度为Ci ，其总量为 可去除量为 其去除率E ： 00h h BvC h BvC h E ii i i ===总量去除量h ih 0总去除率P ：[][]去除百分率数的和颗粒的沉速百分数的总和的颗粒沉速001120201010021v n n n n v p E p E p E p E p p p P <--++++≥+++++++=式右边加上，再减去相同组数。
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。
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。
2015-共同学习之旅-给水工程-18-沉淀原理及沉淀效果影响因素
2010-1-7.悬浮颗粒在静水中自由沉淀沉淀速度表达公式有斯托克斯(stockes)公式和阿兰(Allen)公式，这两个公式的区别是： (A)适用的沉淀池水深不同 (B)适用的悬浮颖粒浓度不同 (C)适用的颗粒沉淀阻力系数不同 (D)适用的沉淀池水面大小不同 解析： 见M3教材P182，绕流阻力系数与雷诺数有关，雷诺数不同的情况下，绕流阻力系数也不同。选[C] 2008-2-45.密度比水大的颗粒在静水中的自由沉淀，其沉速大小主要与下列哪些因素有关？ (A)颗粒表面电荷的高低 (B)颗粒在水中的重量 (C)颗粒的形状与粒径大小 (D)颗粒在水中的体积浓度 解析： 见M3教材P182公式7-4，公式中的参数就是与沉速大小有关的因素。选[BC]
平流沉淀池内颗粒沉淀过程分析
典型真题
2014-3-5.某自来水厂采用二级沉淀，一级沉淀池采用平流沉淀池（截流速度u01=1.0mm/s），二级沉淀池采用斜管沉淀池（截 流速度u02=0.60mm/s）。进入一级沉淀池的原水沉降试验简化结果见下表，根据理论计算，经两级沉淀后的总去除率应为下列 哪项？ (A) 85.6% (B) 82.7% (C) 79.2% (D) 78.4% 颗粒沉速Ui (mm/s) ≥Ui的颗粒占所有颗 粒的重量比(%) 0.10 100 0.40 84 0.602 72 1.00 59 1.50 1.70 40 2.00 30
石油污染土壤简述及修复技术
7 沉淀、澄清和气浮
7.2 沉淀池
影响沉淀效果主要因素
影响沉淀效果的因素： 影响产生原因 短流的 影响
石油污染土壤简述及修复技术
判别指标 减小了过水断面， 局部区域流速过快； Re、Fr 沿池深方向流速不均匀影响较小； 沿池宽方向流速不均匀影响较大； 减小水力半径 有利于沉淀效率的提高； 但偏离理想沉淀池假设；
污水处理工艺流程解析沉淀与澄清的工艺原理与操作步骤
污水处理工艺流程解析沉淀与澄清的工艺原理与操作步骤污水处理工艺流程解析：沉淀与澄清的工艺原理与操作步骤污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。
其中，沉淀与澄清是常用的污水处理工艺之一。
本文将详细解析沉淀与澄清的工艺原理与操作步骤，带您深入了解这一环保领域的重要技术。
一、工艺原理沉淀与澄清工艺是通过重力沉降原理将污水中的悬浮物质和难溶性物质沉淀下来，从而达到去除杂质和提高水质的目的。
其工艺分为两个主要步骤：一是加入混凝剂将污水中的悬浮物和胶体物质凝聚成较大的颗粒物；二是通过沉淀池或澄清池使颗粒物在水中沉降，最终达到分离清水和沉淀物的目的。
在沉淀与澄清工艺中，混凝剂的使用非常重要。
混凝剂一般由无机盐和有机高分子两种类型组成。
无机盐类包括铁盐、铝盐等，有机高分子则是通过合成或提取天然聚合物得到的。
混凝剂的选择需要根据不同的污水水质和处理要求进行，以获得较好的凝聚效果。
二、操作步骤1. 污水调节首先，将进入处理系统的污水进行调节。
这一步骤主要包括流量的调整、酸碱度的调节和温度的控制等。
通过这些调节措施，可以使污水的性质更适宜于后续的沉淀与澄清过程。
2. 混凝剂投加接下来，将预先配置好的混凝剂适量加入到污水中。
混凝剂的投加量需要根据污水的浑浊度、胶体物质的含量和混凝剂的种类来确定。
通常情况下，混凝剂的投加量为污水总体积的百分之几至千分之几。
3. 快速搅拌为了促进混凝剂与污水中的悬浮物质发生反应，需要进行快速搅拌的环节。
快速搅拌可以提高混凝剂的分散效果，使其与污水中的杂质充分接触，形成较大的凝聚物。
4. 缓慢搅拌在快速搅拌后，进行缓慢搅拌。
这一环节的目的是保持水中悬浮物颗粒的稳定和均匀分布，为后续的沉淀提供更好的条件。
缓慢搅拌时间一般为15分钟至30分钟。
5. 沉淀与澄清经过搅拌后，混凝剂与污水中的杂质形成了较大的颗粒物，进一步进行沉淀与澄清。
在沉淀池或澄清池中，利用重力作用使颗粒物逐渐沉降至底部。
清水则从上方流出，以达到分离的目的。
4水处理工程沉淀与澄清-讲义
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”。
华北理工水质工程学Ⅰ课件16沉淀和澄清
当F3增大到F 3=F1 +F2 时。 = 0
u不再变化，此时， u就是我们一般所称的沉速。
(6) 速度公式：0 = ( 几d3g pp pl ) CD pl d 2
几
4
得 u=
.
.d
式中 CD — 阻力系数，与雷诺数Re有关。
R e = ud
V
v—水的运动粘度， 由实验可 得CD与Re的关系。
当Re<1为层流: CD =
g
一pp
pl
.d
pl
u=
解得:
g
u = pl
pp一
d2
18
( ) g
.
pp 一 pl
2
d
Stokes公式。
过渡区得Allen公式:
1
u=
))| (ps_ p1 )2 g2 3 d
山p1
紊流区得牛顿公式:
u = 1.83
(改书)P289
单位： ρ—密度，kg/m3; μ—绝对粘度，N ·s/m2(Pa ·s);
C区 消 失 的 过 程 从 理 论上 讲 是一 个 t→ ∞
的过程。
肯奇理论
在cd段取一点：浑液面下部高度为H ，过某点 作一切线交纵坐标于a′ ，a ′高度为Ht
按质量守恒定律：设筒截面为W
则：H0W ·C0 =Ht ·W ·Ct
CH
Ct =
0
0
Ht
Ct 、Ht—为一虚拟沉降筒，混水区浓度均匀时的浓度为 Ct ，高度为Ht
ν—运动粘度，cm2/s; d—粒径，m; g—重力加速度，m/s2; u—沉速，m/s。
(7)问题及解决办法: ⅰ颗径难测,并且非圆球形。
ⅱ u和Re两个未知数要用试算法。
什么是澄清池- 澄清池与沉淀池的区别是什么
什么是澄清池? 澄清池与沉淀池的区别是什么?
澄清池是集混凝、反应、沉淀于一体的净水构筑物，它是给水处理中最常见的水处理设施之一。
澄清池的优点在于能使具有活性的泥渣重复利用，因而可降低加药量，提高出水水质。
澄清池的工作原理是∶原水在澄清池中由下向上流动，澄清池中有一层呈悬浮状态的泥渣，泥渣层由于重力作用在上升水流中处于动态平衡状态；当原水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成的微小絮凝体随水流通过泥渣层时，在运动中与泥渣层相对较大的泥渣接触碰撞就被吸附在泥渣颗粒表
面而迅速除去，使水获得澄清；清水经由澄清池上部的清水槽被收集排出。
因而保持悬浮状态的、浓度稳定且均匀分布的泥渣层是保证澄清池处理效果的关键，也是所有澄清池的共同特点；根据泥渣与原水的接触方式，澄清池可分为泥渣循环分离型和悬浮泥渣过滤型两种类型。
采用混凝沉淀法去除水中悬浮颗粒的工艺包括水和药剂的混合、反应以及絮凝体的沉淀三个阶段，澄清池是将这三个过程集于一个构筑物中完成的一种特殊形式的设施。
沉淀池中絮体与水分离靠重力作用，密度大于水的颗粒沉入池底，达到泥水分离的目的。
澄清池靠活性泥渣层的吸附截留作用使泥水分离。
在操作上，沉淀池的沉泥居于池底被全部排清，不利用；而澄清池需保持矾花（泥渣）在一定浓度以增加絮凝作用，通过排泥控制和
保持泥渣层的絮凝活性（排出的泥渣与新形成的泥渣量保持平衡，反复絮凝的多余泥渣被排除）。
给水的处理方法
给水的处理方法
给水的处理方法是指为满足人们对水质的需求，采用物理、化学、生物等方法对水进行净化和消毒的技术手段。
以下是一些给水处理的主要方法：
1.自然沉淀：通过自然沉淀法去除水中的大颗粒悬浮物，通常在水中加入混
凝剂，使悬浮物凝聚成较大颗粒而下沉。
2.过滤：通过过滤法去除水中的细小颗粒、悬浮物和杂质，通常使用各种过
滤材料，如滤布、滤池等。
3.消毒：通过消毒法杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物，通常使用氯、臭
氧、紫外线等方法进行消毒。
4.除铁锰：通过除铁锰法去除水中的铁和锰离子，通常使用氧化、还原、吸
附等方法。
5.除氟：通过除氟法降低水中的氟离子浓度，通常使用吸附、沉淀、离子交
换等方法。
6.软化：通过软化法去除水中的钙、镁等硬度离子，通常使用离子交换或药
剂软化等方法。
7.活性炭吸附：通过活性炭吸附法去除水中的有机物、重金属、异味等杂质，
活性炭具有较大的比表面积和吸附性能。
8.臭氧氧化：通过臭氧氧化法去除水中的有机物、色度、氨氮等杂质，臭氧
具有强氧化性，能够氧化多种有机物和无机物。
9.膜处理：通过膜处理法进行水的过滤和分离，膜技术包括反渗透、纳滤、
超滤等，能够根据不同需求进行水处理。
总之，给水的处理方法多种多样，根据不同的水质需求和水源条件选择适合的处理方法。
处理后的水质应符合相关标准和规定，保障人们的饮用水安全。
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去除容易
d=0.01mm u =0.075mm/s 不易下沉去除
d=0.001mm 胶体，不能自行下沉 必须混凝去除
第二节 平流沉淀池
一.理想沉淀池 絮凝池流速～平流沉淀池
0.2m/s ～ 3-25mm/s
理想沉淀池假设条件：
① ui不变：颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程
中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状、密度和 沉速不变。
② 水平流速v不变：水流沿着水平方向流动。在过
水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终 不变。
③ 颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水中。
进水区
A
沉淀区
v u
出水区
C
B
污泥区
D
给水处理方法沉淀与澄清指导
u=u0 的颗粒
v
u<u0 的颗粒
入u
沉降区
流
区
u=u0 的颗粒
污泥区
u>u0 的颗粒
➢ Q/A 不变，若u i ，则 E ，出水水质
➢ ui 不变，Q 不变，A
V AH 不变
A H u0 E
提高去除率途径
途径： 提高沉速ui
加强混凝 澄清池
增大A,降低u0—斜板（管）沉淀池
（浅池理论）
总去除率计算公式：
颗粒沉速：umin u1 u2 …… u0 u01 u02 …… umax
3.化学沉淀
在某些特种水处理中，投加药剂使水中溶 解杂质结晶为沉给水淀处理物方法，沉淀称与澄为清指化导 学沉淀。
悬浮颗粒在静水中的沉淀
自由沉淀：
颗粒沉淀时不受容器壁和其他悬浮物的影响，颗 粒状沉淀。
拥挤沉淀：
颗粒处于互相干扰的沉淀（网状沉淀）。
一、悬浮颗粒在静水中的自由沉淀
一般认为，悬浮颗粒与器壁的距离大于50倍颗粒 的直径，同时体积浓度小于0.002时（5400mg/L）， 可认为自由沉淀，此时的沉淀速度称为自由沉淀速 度。
1.进出口的影响 出口水流衔接
沉淀池
出水管
出水支渠
出水支渠
强烈抽吸
指形渠
2.水流紊动性
Re
vR γ
平流 Re：4000~15000 紊流
∵ 水温不变,γ是常数； v 减小(Q=ω×v), Q 减小
∴ 降低水力半径 R
过水断面 R 湿周
R BH 2H B
加隔墙：
宽：3~8m
R
BH
R , Re , 紊动性
Eui u0
ui ui
Q A
u0
Q/A—表面负荷率，在数值上等于截流沉速， m3/m2.h = m/.h ;
A — 沉积面积，m2;
去除率公式分析：
① E只与ui、 Q/A有关，与v、H、L、T无关；
② E、 ui、 Q/A 、 H 等因素之间的关系
➢ E 一定，若u i ，则 Q/A
A 不变，Q ，产水量 Q 不变，A ，造价
给水处理
第十六章 沉淀和澄清
第一节 沉淀分类 第二节 平流沉淀池 第三节 斜板、斜管沉淀池 第四节 沉淀池类型 第五节 澄清池
第一节 沉淀分类
1.自然沉淀
颗粒在沉淀过程中不改变其大小、形状和 密度。
2.混凝沉淀
在沉淀过程中，颗粒由于相互接触凝聚而 改变其大小、形状和密度，这种过程称为混 凝沉淀。
u<u0 的颗粒
理想沉淀池的工作过程分析 给水处理方法沉淀与澄清指导
沉淀池过流率与颗粒沉降速度的关系
• u0t=H，vt=L，有
u0=H/t • 又因为：Q=vBH，
所以 H＝Q/(vB)， H
• 所以有：
v u0
L
u0H t vQB 1 tL QB Q A长宽为为LB，的有沉效 淀水 池深 ，为 表面H，积
• （三）摩擦阻力
• 其值与颗粒在运动方向上的投影面积A及动压1/2vS2有关。
FD
CDA1
2 s 2
•
FD——颗粒在水中所受的阻力；
•
cD——阻力系数；
•
1—水的密度；
•
A—颗粒在运动方向垂直面上的投影面积 d2/4；
•
vS——流速（下沉速度）
•
有：
mdsvg( dt
s 1)
d3cd 6
颗粒下沉时，起始沉速为零，故以加速度下沉，随着vs增加，阻
力也相应增加，很快颗粒即等速下沉。dvs/dt=0
沉速基本公式： u 4 g s 1 d 3 cD 1
1.层流区 Re≤1
此时曲线倾角为45°
cD
24 Re
斯笃克斯公式： u1g8(s1)d21g8(ss1)d2
公式适用Re在10-4 ~1之间
表或面过负 流荷率给水处理方为工 同法沉程 的A淀中 沉与=澄表 淀L清面 面B指积 积.导 .延伸为与水流方向相
二、理想沉淀池沉淀过程分析
① 截流速度u0 —能全部去除颗粒中最小颗粒的沉速。 ② 去除率
Euiu0 具 具有 有沉 u沉 iu的 速 i的 速颗 颗粒 粒去 总W 除 W重 1 重 量量
占总量百分比： p0
P1P0
P0 0
ui u0
dpi
1-p0
E ui Q A
三、影响沉淀池沉淀效果的因素
1.进出口的影响 进口水流衔接
絮凝池 导流区
连接管
沉淀池
管中流速v ？ 水流惯性
0.1-0.15米
配水花墙
0.3-0.5米
絮凝池
沉淀池
洞口流速
v≯0.15～0.2m/s
三、影响沉淀池沉淀效果的因素
• 以球型颗粒为例，在水中作沉降运动时将受重力、浮力、 摩擦阻力三种力的作用。
颗粒下沉的速度可得自牛顿第二定律：
mddvstF1F2FD vs——颗粒下沉速度； m——颗粒的质量； t——时间。
（一）颗粒的重力为：
F1=1/6 d3 s g
（二）颗粒的浮力为：
F2= 1/6 d3 1 g
s ——颗粒的密度； d—颗粒直径； g—重力加速度； 1——水的密度。
T H d ui 有利于沉淀
小结：
E
ui
Q A
提高ui E
u0
Re
vR γ
降低Re
Fr v 2 Rg
提高Fr
Ui AH
R R
u0 E
浅池理论
斜板斜管 沉淀池
2.紊流区 1000 ≤Re≤105 此时cD=0.4，代入公式，得到牛顿公式： u
( s 1 )dg
1
3.过渡区 1 <Re<1000
cD
10 Re
1
u(2425 )(s 11)2g23d
给水处理对象： 0.1mm以下的颗粒 给水沉淀池的颗粒沉淀：层流沉降
颗粒粒径：
d＞0.1mm u ＞7.5mm/s
4H B
3.异重流和水流稳定性
异重流：水流密度不同
原因：水温 T ,ρ 杂质浓度C , ρ
短流
进
出
水
水
区
环流
区
稳定性：
Fr v 2 Rg
水平流速 V
水流惯性力与重力作用对比的比值
R Fr 稳定性
Re
vR γ
Re 利于降低紊动性
v：10~25mm/s
Fr 不利于提高稳定性
4. 混凝条件
ui ∝ d2