第4章沉淀与澄清

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4.1.5 沉淀工艺的作用
4.1 沉淀的类型及其特征
沉砂池 位于水处理系统的前端，用于去除废 水中比重较大的无机性颗粒，以防止进水对其 后续处理设施的有害影响—仅自由沉淀。
沉淀池 用于混凝反应后、生物处理构筑物之 前及活性污泥系统，用于去除水中相当部分悬 浮态SS或泥水分离、澄清出水—各种类型沉淀
理的水量（m3/m2.d）
u0与q0的异同分析
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4.2.4 沉淀过程分析
4.2 理想沉淀池理论
v/u0=L/H Q=A’ ×v=(B × H) × v e × u0=AT . u0
u0 = Q /AT = q0
Q确定沉淀池型式确定u0确定AT确定AS确定
沉淀过程中颗粒间相互干扰并形成网格状绒体共同下沉形 成清水浑水界面（界面的沉降）。
发生在沉淀池后期沉淀过程
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4.1.4 压缩沉淀
4.1 沉淀的类型及其特征
絮凝性颗粒、浓度极高
沉淀过程中颗粒结成块状，相互接触、相互支撑、 相互挤压
发生在沉淀池后期沉淀过程及污泥浓缩池中
泥面高度
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4.1.1 自由沉淀
非絮凝性颗粒、浓度 低、颗粒间无絮凝
颗粒独立完成沉淀过 程，其物理性质（形 状、大小、比重）不 发生变化→颗粒沉速 不变
发生在沉砂池及沉淀 池的前期沉淀过程
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4.1 沉淀的类型及其特征
自由沉淀示意图
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4.1.2 絮凝沉淀
絮凝性颗粒、浓度较低、 颗粒间发生絮凝
4.2 理想沉淀池理论
■u ≥ u0颗粒的去除率：全部去除 ，即（1-P0）
■ u < u0颗粒的去（u00除u率/u：0 ）部d分P =去u除10 ，u00即u d：P
■总去除率（） ：
= (1-P0) +
1 u0
u0 u dP
0
u ≥ u0
u < u0
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4.2.5 沉淀效率计算（举例）
处理对象
——水或废水中比重大于≥1的可沉降悬浮固体颗 粒（SS，Suspended Solids）。
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4.1 沉淀的类型及其特征
4.1.1 自由沉淀 4.1.2 絮凝沉淀 4.1.3 拥挤（区域）沉淀 4.1.4 压缩沉淀 4.1.5 沉淀工艺的作用
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4.2.1 理想自由沉淀假定
4.2 理想沉淀池理论
颗粒为球形
沉淀过程中颗粒的 大小、形状、重量 等保持不变
颗粒只在重力作用 下沉淀，不受器壁 和其它颗粒的影响
颗粒自由沉淀的受力分析
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4.2.2 自由沉淀速度的分析 4.2 理想沉淀池理论
不同水流状况时的沉淀模式
浓缩池 用于污泥的浓缩处理，以减小污泥体 积—拥挤和压缩沉淀。
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4.1.5 沉淀工艺的作用
4.1 沉淀的类型及其特征
活性污泥在沉淀池中的沉淀过程
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4.2 理想沉淀池理论
4.2.1 理想自由沉淀假定 4.2.2 自由沉淀速度的分析 4.2.3 理想沉淀池模型 4.2.4 沉淀过程分析 4.2.5 沉淀效率计算
颗粒一经沉到池底即认为已被去除而不 再返回水中
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4.2.3 理想沉淀池模型
4.2 理想沉淀池理论
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4.2.4 沉淀过程分析
4.2 理想沉淀池理论
截留速度（u0） 在一定条件下，沉淀过程中可被全部
去除的颗粒所具有的最小沉速（m/h）。
表面负荷率（q0） 单位时间内、单位沉淀池表面积所处
许保玖等，当代给水与废水处理原理，北京：高等教学出版社， 2000（第二版）
张自杰主编，排水工程（下册），第四版，北京：中国建筑工业 出版社，2000
尹士君编著，水处理构筑物设计与计算，北京：化学工业出版社， 2019
C.P.Leslie Grady,Jr.,et al., Biological Wastewater Treatment, Marcel Dekker, Inc., New York, 2019
沉淀过程中其物理性质 发生变化→颗粒沉速度 加快
发生在水处理沉淀池、 污水处理初沉池后期及 二沉池的前期沉淀过程
4.1 沉淀的类型及其特征
絮凝沉淀示意图
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4.1.3 拥挤（区域）沉淀 4.1 沉淀的类型及其特征
絮凝性颗粒、浓度较高（矾花浓度≥ 2~3g/L、活性污泥浓度 ≥1g/L ）、颗粒间发生絮凝
张自杰主编，废水处理理论与设计，北京：中国建筑工业出版社， 2019
崔玉川等编，城市污水厂处理设施设计计算，北京：化学工业出 版社，2019
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沉淀及其处理对象
沉淀
——借助于水中颗粒与水的密度差、在不同的工 艺设备中创造一定的水力条件，使SS沉淀而 与水分离，以实现不同的处理目的。
4.2 理想沉淀池理论
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《水污染控制工程》
第2篇
物理、化学及物理化学处 理工艺原理
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第4章 沉淀与澄清
《水污染控制工程》
主要内容
4.1 沉淀的类型及其特征 4.2 理想沉淀池理论 4.3 沉淀工艺及其设计 4.4 澄清工艺设备
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推荐几本参考书
顾夏声、黄铭荣等编著，《水处理工程》，北京：清华大学出版 社，1985年（第一版）
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4.2.5 沉淀效率计算
4.2 理想沉淀池理论
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4.2.5 沉淀效率计算
4.2 理想沉淀池理论
设：某颗粒u1<u0，占全部颗粒的dP%， 即所有u<u0的颗粒占全部颗粒数的P0
则：颗粒u ≥ u0，占全部颗粒的1-P0
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4.2.5 沉淀效率计算
紊流区 Newton模式 过渡区 Allen模式 层流区 Stokes模式
Stokes模式及其应用
模式 分析
u与S 、L 及d关系的分析
应用分析
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4.2.3 理想沉淀池模型
4.2 理想沉淀池理论
污水在池内沿水平方向作平稳等速流动， 流速为v。
悬浮颗粒在过水断面上均匀分布并作自由 沉淀，沉速为u。