3.3 沉淀理论

(2)絮凝沉淀
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
Ut U0
dp]×100%2.絮凝沉淀已知Co源自t1t2 …… tn
h1 1-C11/Co h2 1-C21/Co
= C0 -C1 C0
C2
η2
=1-
C2 C0
…...
…... …... …... …...
n
tn
h
Cn η n = 1 - Cn /C0
沉淀效率 η
沉淀效率 η
沉淀速率ut mm/s
沉淀时间t min
b.取取样面以上全部水样分析： t = h/u0
若u>u0,颗粒将全部去除.
若u<u0,部分去除.
§3.3 沉淀理论
一.概述:
1.沉淀:
指污水中的悬浮颗粒在重力作用下下沉，从而 与水发生分离的过程。
处理对象：悬浮物质
2.应用:
(1)预处理 (2)二级处理 (3)污泥处理
沉砂池 沉淀池 初淀池 二（终）沉池 浓缩池
(4)灌溉和排入氧化塘之前
沉淀池
3.分类:
(1)自由沉淀
特征:
悬浮物浓度低,颗粒无凝聚作用,互不干扰,彼此独立.在沉淀过程 中,颗粒形状、大小均不发生变化. (沉砂池、初淀池)
U=
4 3
×
g C
×
ρS- ρl ρl
1/2 ×d
C=24/Re Re=d ×ρl×u/μ 粘滞系数
∴
U
=
1 × ρS- ρl
18
μ
× g × d2
斯笃克斯公式
讨论:
U
=
1 × ρS- ρl
18
μ
× g × d2
若ρs >ρl 若ρs =ρl
下沉 悬浮
下沉速度
若ρs <ρl
上浮
上浮速度
如何提高沉速，进一步提高沉淀效果？
若 Ut< Uo,部分去除.
η2=∫
h
H
dp
=
Ut∫dp
Uo
污泥区
总去除率
L
η=1-P0+ ∫ Uo Ut dp
设处理水量Q
表面面积 沉淀时间
A=B ·L T = L / v =H / u
容积
V=Q ·t V=A ·H=B ·L ·H
Q=B ·L ·H/t
Q=B ·L ·H / t=B ·Ｌ ·u=A ·u
加大ρs -ρl 加大d
减小μ
温度升高， μ减少 温度降低， μ增加
由于污水中颗粒为非球形，故上式不能直接用于 工艺计算，需要加非球形修正
三.沉淀试验 沉淀曲线及其分析
1.自由沉淀 a：取取样面以上部分水样分析：
混合液初始浓度为C0 沉淀筒 时 间 高 度
1
t1
h
2
t2
h
悬浮物质含量
去除率
C1
η1
液体密度
f= c×As×(ρl u2/2)
阻力系数
颗粒沉速
当F浮+f =G 时,颗粒匀速下沉.
f =G - F浮
C×As(ρl× u2/2) = (ρS- ρl) ×Vs ×g
U = 2g(ρS- ρl) C × ρl
1/2 × (Vs /As)
Vs=4πR3/3
假设颗粒为球状:
As=πR2
Vs/As=2d/3
…… …… ……
…...
hn
……
深度m
等去除率曲线
10% 30% 50%
t
四.对理想沉淀池分离效果的分析
假定条件
(1)污水的流动呈推流
(2)悬浮颗粒沿沉深均布,且属自由沉降.
(3)颗粒一旦沉降,不再上浮.
若 Ut > Uo,全部去除.
沉淀区
η1=1-Po
H
流 入 区
h
u<u0
u=u0
u>u0
流 出 区
h =
H
v H
=
V·H·B L·B
=
Q A
=
Ut q
因此,颗粒去除率与Ut、q有关,与t 无关