第四章水的沉淀沉降与澄清
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第三章 水的沉淀沉降与 澄清处理
马宵颖 华北电力大学环境学院
第三章 水的沉淀沉降与澄清处理
第一节水的沉淀软化 第二节颗粒的沉将速度 第三节平流沉淀池 第四节 斜板沉淀池
第五节澄清池
第一节水的沉淀软化
水的沉淀软化，是将天然水中钙、镁离子转化成难溶化合 物，然后分离以降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处理法，但前者不能除去非 碳酸盐硬度，电厂一般不采用。 石灰处理原理 在天然水中加入 Ca(OH)2 ，由于 pH 值的增加，破坏了水的 碳酸平衡并使之右移：
第三节 平流沉淀池
工业生产上，用于分离水中悬浮颗粒的设备称为沉淀池。 原水经投药、混合和反应过程，水中悬浮物和胶体，已经形 成粗大的絮凝体，要在沉降设备中分离出来，以完成澄清作 用。 沉淀池按水流方向分为平流式、竖流式和辐射式三种。 平流式是使用最早的一种沉淀设备，由于它的结构简单，运 行可靠，对水质适应性强，故目前仍广泛应用于城市自来水 系统。因其占地面积大，所以工业用水处理中采用较少，但 通过对平流式沉淀池的讨论，可以帮助理解各种沉淀设备的 原理、水力学条件及工艺参数。
• 对于此类沉降需研究的问题，不是它的某一沉降速度， 而是要用实验来测定水中颗粒在某一流程中的沉降特征 即沉降效率，可用多嘴沉降筒沉降试验研究。 • 沉淀柱高度＝实际沉淀池深度 • 1）在时间ti，不同深度测Ci • 2) 计算各深度处的颗粒去除百分率 p＝(C0-Ci)/C0 *100% • 3）绘制去除百分率等值线
• 高浊水在沉降筒内静止沉降，首先形成交界面；然后某一瞬 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。 • 以交界面高度为纵坐 标，沉淀时间为横坐 标，可得交界面沉降 过程曲线。
澄清过程：投加混凝剂的原水通过搅拌作用生成微小絮凝颗 粒；微小絮凝颗粒随上升水流自下而上通过悬浮泥渣层时被 吸附和絮凝，迅速生成结实易沉降的粗大絮凝颗粒，从而使 水得到净化。四大作用： 1. 混凝—脱稳、碰撞 2. 吸附—表面张力 3. 晶核—结晶核心 4. 过滤—网捕、吸附 这个絮凝过程是发生在两种絮凝颗粒表面上的，所以称为接 触絮凝过程，如从整体来看，悬浮泥渣层和滤层所起的作用 相类似，所以也称这种接触絮凝为泥渣过滤。
• 这条切线斜率即表示浓度 为Ct的交界面下沉速度：
Ht H t t
压缩沉降
在沉降筒的压缩区，先沉降到筒底的悬浮颗粒 将承受上部后沉降颗粒的重量，在此过程中， 颗粒之间的孔隙水就会由于压力增加和结构变 形而被挤出，使颗粒浓度不断上升。因此，压 缩沉降过程也是不断排除颗粒之间孔隙水的过 程。
层状沉降（拥挤沉降）
如水中悬浮颗粒的量较多，则它们在水中沉降时常常会形 成一个由许多颗粒聚集成的“毯状毯”。此时，可看到水 体中有一个清水和浑水的交界面在不断地下移。此种沉降 称为层状沉降。 拥挤沉降中，大量的颗粒在有限的水体中下沉，被排挤的 水便有一定的上升速度，使颗粒所受阻力增加，颗粒处于 相互干扰状态。 在沉淀池的进水区和沉淀池积泥区附近，一般发生这种沉 降。
为了减小截留速度，可以从三方面入手：
1）在沉淀池设计方面：减小H、增加L、可以降 低表面负荷q，提高效率。
2）在沉淀池运行方面：降低进水流量v、避免水 流短路等，可以降低表面负荷q，提高效率。
3）从颗粒沉降特性方面：组织好混凝过程，提 高颗粒沉速。
二、平流式沉淀池
1）进水区 流量均匀分布：可采用配水渠和穿孔墙或缝。给水中，通常采 用穿孔墙 2）沉淀区 水力条件要求：保证有合适的水平流速和足够的停留时间。 3）出水区 出水均匀。通常采用：溢流堰（施工难）、 三角堰（对出水 影响不大）、淹没孔口（容易找平） 4）污泥区 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） 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度。虹吸吸泥车。 穿孔管排泥
一、理想沉淀池
理想沉淀池的假设条件： 同一水平断面上各点都按水平流速v流动； 整个水深颗粒分布均匀，按水平流速v流出， 下沉速度保持不变； 颗粒一经沉底，即认为被去除，不再浮起。 理想沉淀池沉淀过程分析：
对于水深为H，宽为B，沉降区池长L，水平面积为A，处理水量为Q的理想沉 淀池，水流的水平流速为v，水在沉淀区的停留时间为tt。 1）对u=u0的颗粒，从O点进入沉淀区后，将沿着斜线OX´到达X´点而被除去； 2）凡是具有沉速u≥u0（直径大于u0 颗粒直径的）的颗粒，不论处于什么位置， 在未到达X´点之前都能沉于池底而被除去； 3）凡是速度u<u0 （直径小于u0 颗粒直径的）的颗粒则不能全部被去除，不能 一概而论，要看所处位置： 对于一部分靠近水面的颗粒将不能沉于池底，并被水流带出池外，OX； 一部分靠近池底的颗粒能沉于池底而被除去，h。 所以，u0可以理解为刚好能100%除去的那种颗粒的沉降速度，又称截留速度 或临界速度。
研究指出，球形颗粒在水中的沉降速度u(cm／s)如下 式所示：
上式称为司托克斯(Stokes)公式，是雷诺系数在小于2 时公式。由此式可看出，当温度恒定时(此时μ值不 变)，沉降速度u与颗粒直径的平方d2成正比。当颗粒 直径d不变而水温变动时，沉降速度u与粘度μ成反比。 在常温下，此公式的通用范围为上限d=0.1mm，下限d ＝0.001mm。
• a-b段为向下凸的曲线，可解释为颗粒间的絮凝过程，由于 颗粒凝聚变大，使下降速度逐渐变大。 • b-c段为直线，表明交界面等速下降。 • a-b曲线段一般较短，且有时不是很明显，所以可以认为是 b-c直线段的延伸。 • c-d为下凹的曲线， 表明交界面下降的 速度逐渐变小。此 絮凝过程 时B区以消失，故C 交界面等速下沉 点称为沉降临界点， 下降速度 相应于C点的交界面 逐渐变小 下的浓度均大于C0 。 B区消失 • c-d段后表示B、C、 D三个区重合后沉降 物压实的过程，随 着时间的增长，压 实变慢，最后压实 高度为H∞。
经石灰处理的水，从理论上讲，碳酸盐硬度应达到CaCO3 的溶解度。但是由于 CaCO3 结晶生成之后，并不能完全以 大颗粒沉降下来，有相当一部分是以胶体和悬浮物形式滞 留水中，使 CaCO3 残留量过大。因此，在处理工艺上常采 用两种措施以保证沉淀完全和有效的分离。
一是利用先期沉淀物（称泥渣）作为接触介质，使CaCO3 在泥渣表面上吸附并以泥渣为结晶核心，加快沉淀速度并 使沉淀完全。 二是在沉淀的同时进行混凝处理。
根据水流方向与斜板方向关系不同有三种类型
斜管材料
第五节 ຫໍສະໝຸດ Baidu清池
澄清池是为了提高水处理构筑物的沉淀效率，在处理
水量不变的情况下，将药剂与水的混合、沉淀反应和沉 淀物的沉降分离三个步骤在一个水处理构筑物内完成的 水处理设备。 澄清池具有占地面积小、设备少、沉淀效率高等优点。
一、澄清原理
絮凝沉降
在水中沉降分离过程中，只有当水中的悬浮颗粒全部由泥沙组 成，且浓度小于5000mg/L时，才会发生上述离散沉淀现象，而 当采用混凝处理时，颗粒的絮凝性强，所以在水净化工艺中， 发生的常常是絮凝性颗粒的沉降，所渭絮凝沉降。 此时在沉降过程中颗粒间发生了碰撞和聚集，水中颗粒会随着 水流的前进而不断地变大。 产生碰撞的原因：对于密度相同的颗粒，大颗粒的沉降速度大 于小颗粒的沉降速度，此外，也有风力、水的撞动和温差等因 素。当颗粒变大时，其沉降速度就加快，因此，颗粒的沉降速 度不是恒定的，而是随流程逐渐增大的。
三、影响沉淀效率的因素
平流沉淀池工作过程中存在许多不利于颗粒沉降的因素， 使得实际沉淀效率不如理想沉淀池高。这些不利因素包 括： 1）水流不稳定 2）水流紊动 3）水体中存在异重流 4）存在水流死区
第四节 斜板（管）沉淀池
斜板、斜管统称为浅池沉淀池，是建立在浅池沉淀原理基 础上的。 在原体积不变时，较少H，加大A，可以提高沉淀效率或提 高η 浅层理论 不仅如此，斜板（管）满足了沉淀池中水流的稳定性和层 流的要求，因为水力半径小。
逐渐膨胀，当超过一定高度时，则通过排泥窗口
自动排入泥渣浓缩室，压实后定期排出池外。进
水量或水温发生变化时，会使悬浮工作不稳定。
1—空气分离器；2—喷嘴；3—混合区； 4—水平隔板；5—垂直隔板；6—反应区； 7—过渡区；8—出水区；9—水栅；10—集水槽； 11—排泥系统；12—泥渣浓缩器； 13—采样管；14—可动罩子
H2O CO2
H HCO
3
2 H 2O
2H CO 2OH
2 3
Ca(OH)2可以和水中各种形式的碳酸化合物反应生成沉淀除 去：
Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca(HCO3 )2 2CaCO3 2H2O
2Ca(OH )2 Mg (HCO3 )2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
石灰软化法主要除去了水的碱度和碳酸盐硬度，但不能除去 非碳酸盐硬度和碱性水的过剩碱度：
Ca(OH )2 MgSO4 CaSO4 Mg (OH )2
2NaHCO3 Ca(OH )2 CaCO3 Na2CO3 2H2O
反应前后非碳酸盐硬度和过剩碱度不变。
石灰处理的沉淀过程
二、澄清池分类
泥渣悬浮型（过滤型）：矾花容易冲出去，但对细小 矾花具有过滤作用。 如悬浮澄清池、脉冲澄清池
泥渣循环型（分离型）：效果与上相反
如机械加速澄清池、水力循环澄清池
（一）泥渣悬浮澄清池
（1）ЦНИИ悬浮澄清池，原水由池底进入，
靠向上的流速使絮凝体悬浮。因絮凝作用悬浮层
离散沉降（自由沉降）
离散沉降是指离散颗粒在稀悬浮液中的沉降过程。在水处理 中，研究离散颗粒在静水中的沉降规律时，通常作如下一些 理想假设： 1）颗粒在沉降过程中，此不受其他颗粒的干扰，也不受器壁的 干扰，完全处于自由沉降状态； 2）为了便于研究，假设水中颗粒的形状为等体积的球形；
3）水中颗粒表面都吸附有一层水膜，所以颗粒在静水中的沉降， 可认为是水膜和水之间的一种相对滑动； 4）颗粒在沉降过程中，颗粒之间不发生任何絮凝现象，即它的 形状、大小、质量等均不发生变化。 此时可用传统力学进行研究，即颗粒只受重力和浮力阻力作用。
颗粒从O点出发离开沉淀区所需时间为t=L/v，而它沉降到 池底所需时间为tt=H/ut。对于运动轨迹为OX的颗粒，ut=u0 且t=tt。即： Hv HvB Q
u0 L LB A
即u0=Q/A=q （u为颗粒下沉速度，V是池的体积，q为表面 负荷或过流率（m3/m2·h） 减小截留速度 ，就有更多的小颗粒能够100%去除，可以提 高沉淀池沉淀效率。
第二节 颗粒的沉降速度
原水中的浊质，经过混凝处理，形成较大的絮凝体，可以在 重力作用下，进行沉降，使之与水分离。为了做好分离，我 们需要研究颗粒的沉降规律。 颗粒在静水中沉降，根据颗粒和水的特性，可分为四种基本 类型： 1）离散沉降：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、 质量均不改变，下沉速度不受干扰。 2）絮凝沉降：颗粒在沉降过程中，其尺寸、质量均会随深度的 增加而增大，沉速亦会随深度而增加。 3）层状沉降：颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰， 并形成清水与浑水交界面，且交界面会逐渐下移。 4）压缩沉降：在沉淀池底部，沉降颗粒相互紧密接触，颗粒呈 压缩状态。
• 利用层状沉降曲线，可以求出任意一点的浓度及浑浊面的沉 降速度。以曲线中Ct点为例： • 由上图曲线可知，a-c 段的悬浮物浓度为C0，c-d段浓度均 大于C0，设在c-d曲线上任意一点Ct(Ct>C0)作切线与纵坐标 相交于a´点，高度为 Ht ，按肯奇沉淀理论可得Ct点悬浮颗 粒浓度：
Ct C0 H 0 Ht
马宵颖 华北电力大学环境学院
第三章 水的沉淀沉降与澄清处理
第一节水的沉淀软化 第二节颗粒的沉将速度 第三节平流沉淀池 第四节 斜板沉淀池
第五节澄清池
第一节水的沉淀软化
水的沉淀软化，是将天然水中钙、镁离子转化成难溶化合 物，然后分离以降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处理法，但前者不能除去非 碳酸盐硬度，电厂一般不采用。 石灰处理原理 在天然水中加入 Ca(OH)2 ，由于 pH 值的增加，破坏了水的 碳酸平衡并使之右移：
第三节 平流沉淀池
工业生产上，用于分离水中悬浮颗粒的设备称为沉淀池。 原水经投药、混合和反应过程，水中悬浮物和胶体，已经形 成粗大的絮凝体，要在沉降设备中分离出来，以完成澄清作 用。 沉淀池按水流方向分为平流式、竖流式和辐射式三种。 平流式是使用最早的一种沉淀设备，由于它的结构简单，运 行可靠，对水质适应性强，故目前仍广泛应用于城市自来水 系统。因其占地面积大，所以工业用水处理中采用较少，但 通过对平流式沉淀池的讨论，可以帮助理解各种沉淀设备的 原理、水力学条件及工艺参数。
• 对于此类沉降需研究的问题，不是它的某一沉降速度， 而是要用实验来测定水中颗粒在某一流程中的沉降特征 即沉降效率，可用多嘴沉降筒沉降试验研究。 • 沉淀柱高度＝实际沉淀池深度 • 1）在时间ti，不同深度测Ci • 2) 计算各深度处的颗粒去除百分率 p＝(C0-Ci)/C0 *100% • 3）绘制去除百分率等值线
• 高浊水在沉降筒内静止沉降，首先形成交界面；然后某一瞬 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。 • 以交界面高度为纵坐 标，沉淀时间为横坐 标，可得交界面沉降 过程曲线。
澄清过程：投加混凝剂的原水通过搅拌作用生成微小絮凝颗 粒；微小絮凝颗粒随上升水流自下而上通过悬浮泥渣层时被 吸附和絮凝，迅速生成结实易沉降的粗大絮凝颗粒，从而使 水得到净化。四大作用： 1. 混凝—脱稳、碰撞 2. 吸附—表面张力 3. 晶核—结晶核心 4. 过滤—网捕、吸附 这个絮凝过程是发生在两种絮凝颗粒表面上的，所以称为接 触絮凝过程，如从整体来看，悬浮泥渣层和滤层所起的作用 相类似，所以也称这种接触絮凝为泥渣过滤。
• 这条切线斜率即表示浓度 为Ct的交界面下沉速度：
Ht H t t
压缩沉降
在沉降筒的压缩区，先沉降到筒底的悬浮颗粒 将承受上部后沉降颗粒的重量，在此过程中， 颗粒之间的孔隙水就会由于压力增加和结构变 形而被挤出，使颗粒浓度不断上升。因此，压 缩沉降过程也是不断排除颗粒之间孔隙水的过 程。
层状沉降（拥挤沉降）
如水中悬浮颗粒的量较多，则它们在水中沉降时常常会形 成一个由许多颗粒聚集成的“毯状毯”。此时，可看到水 体中有一个清水和浑水的交界面在不断地下移。此种沉降 称为层状沉降。 拥挤沉降中，大量的颗粒在有限的水体中下沉，被排挤的 水便有一定的上升速度，使颗粒所受阻力增加，颗粒处于 相互干扰状态。 在沉淀池的进水区和沉淀池积泥区附近，一般发生这种沉 降。
为了减小截留速度，可以从三方面入手：
1）在沉淀池设计方面：减小H、增加L、可以降 低表面负荷q，提高效率。
2）在沉淀池运行方面：降低进水流量v、避免水 流短路等，可以降低表面负荷q，提高效率。
3）从颗粒沉降特性方面：组织好混凝过程，提 高颗粒沉速。
二、平流式沉淀池
1）进水区 流量均匀分布：可采用配水渠和穿孔墙或缝。给水中，通常采 用穿孔墙 2）沉淀区 水力条件要求：保证有合适的水平流速和足够的停留时间。 3）出水区 出水均匀。通常采用：溢流堰（施工难）、 三角堰（对出水 影响不大）、淹没孔口（容易找平） 4）污泥区 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） 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度。虹吸吸泥车。 穿孔管排泥
一、理想沉淀池
理想沉淀池的假设条件： 同一水平断面上各点都按水平流速v流动； 整个水深颗粒分布均匀，按水平流速v流出， 下沉速度保持不变； 颗粒一经沉底，即认为被去除，不再浮起。 理想沉淀池沉淀过程分析：
对于水深为H，宽为B，沉降区池长L，水平面积为A，处理水量为Q的理想沉 淀池，水流的水平流速为v，水在沉淀区的停留时间为tt。 1）对u=u0的颗粒，从O点进入沉淀区后，将沿着斜线OX´到达X´点而被除去； 2）凡是具有沉速u≥u0（直径大于u0 颗粒直径的）的颗粒，不论处于什么位置， 在未到达X´点之前都能沉于池底而被除去； 3）凡是速度u<u0 （直径小于u0 颗粒直径的）的颗粒则不能全部被去除，不能 一概而论，要看所处位置： 对于一部分靠近水面的颗粒将不能沉于池底，并被水流带出池外，OX； 一部分靠近池底的颗粒能沉于池底而被除去，h。 所以，u0可以理解为刚好能100%除去的那种颗粒的沉降速度，又称截留速度 或临界速度。
研究指出，球形颗粒在水中的沉降速度u(cm／s)如下 式所示：
上式称为司托克斯(Stokes)公式，是雷诺系数在小于2 时公式。由此式可看出，当温度恒定时(此时μ值不 变)，沉降速度u与颗粒直径的平方d2成正比。当颗粒 直径d不变而水温变动时，沉降速度u与粘度μ成反比。 在常温下，此公式的通用范围为上限d=0.1mm，下限d ＝0.001mm。
• a-b段为向下凸的曲线，可解释为颗粒间的絮凝过程，由于 颗粒凝聚变大，使下降速度逐渐变大。 • b-c段为直线，表明交界面等速下降。 • a-b曲线段一般较短，且有时不是很明显，所以可以认为是 b-c直线段的延伸。 • c-d为下凹的曲线， 表明交界面下降的 速度逐渐变小。此 絮凝过程 时B区以消失，故C 交界面等速下沉 点称为沉降临界点， 下降速度 相应于C点的交界面 逐渐变小 下的浓度均大于C0 。 B区消失 • c-d段后表示B、C、 D三个区重合后沉降 物压实的过程，随 着时间的增长，压 实变慢，最后压实 高度为H∞。
经石灰处理的水，从理论上讲，碳酸盐硬度应达到CaCO3 的溶解度。但是由于 CaCO3 结晶生成之后，并不能完全以 大颗粒沉降下来，有相当一部分是以胶体和悬浮物形式滞 留水中，使 CaCO3 残留量过大。因此，在处理工艺上常采 用两种措施以保证沉淀完全和有效的分离。
一是利用先期沉淀物（称泥渣）作为接触介质，使CaCO3 在泥渣表面上吸附并以泥渣为结晶核心，加快沉淀速度并 使沉淀完全。 二是在沉淀的同时进行混凝处理。
根据水流方向与斜板方向关系不同有三种类型
斜管材料
第五节 ຫໍສະໝຸດ Baidu清池
澄清池是为了提高水处理构筑物的沉淀效率，在处理
水量不变的情况下，将药剂与水的混合、沉淀反应和沉 淀物的沉降分离三个步骤在一个水处理构筑物内完成的 水处理设备。 澄清池具有占地面积小、设备少、沉淀效率高等优点。
一、澄清原理
絮凝沉降
在水中沉降分离过程中，只有当水中的悬浮颗粒全部由泥沙组 成，且浓度小于5000mg/L时，才会发生上述离散沉淀现象，而 当采用混凝处理时，颗粒的絮凝性强，所以在水净化工艺中， 发生的常常是絮凝性颗粒的沉降，所渭絮凝沉降。 此时在沉降过程中颗粒间发生了碰撞和聚集，水中颗粒会随着 水流的前进而不断地变大。 产生碰撞的原因：对于密度相同的颗粒，大颗粒的沉降速度大 于小颗粒的沉降速度，此外，也有风力、水的撞动和温差等因 素。当颗粒变大时，其沉降速度就加快，因此，颗粒的沉降速 度不是恒定的，而是随流程逐渐增大的。
三、影响沉淀效率的因素
平流沉淀池工作过程中存在许多不利于颗粒沉降的因素， 使得实际沉淀效率不如理想沉淀池高。这些不利因素包 括： 1）水流不稳定 2）水流紊动 3）水体中存在异重流 4）存在水流死区
第四节 斜板（管）沉淀池
斜板、斜管统称为浅池沉淀池，是建立在浅池沉淀原理基 础上的。 在原体积不变时，较少H，加大A，可以提高沉淀效率或提 高η 浅层理论 不仅如此，斜板（管）满足了沉淀池中水流的稳定性和层 流的要求，因为水力半径小。
逐渐膨胀，当超过一定高度时，则通过排泥窗口
自动排入泥渣浓缩室，压实后定期排出池外。进
水量或水温发生变化时，会使悬浮工作不稳定。
1—空气分离器；2—喷嘴；3—混合区； 4—水平隔板；5—垂直隔板；6—反应区； 7—过渡区；8—出水区；9—水栅；10—集水槽； 11—排泥系统；12—泥渣浓缩器； 13—采样管；14—可动罩子
H2O CO2
H HCO
3
2 H 2O
2H CO 2OH
2 3
Ca(OH)2可以和水中各种形式的碳酸化合物反应生成沉淀除 去：
Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca(HCO3 )2 2CaCO3 2H2O
2Ca(OH )2 Mg (HCO3 )2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
石灰软化法主要除去了水的碱度和碳酸盐硬度，但不能除去 非碳酸盐硬度和碱性水的过剩碱度：
Ca(OH )2 MgSO4 CaSO4 Mg (OH )2
2NaHCO3 Ca(OH )2 CaCO3 Na2CO3 2H2O
反应前后非碳酸盐硬度和过剩碱度不变。
石灰处理的沉淀过程
二、澄清池分类
泥渣悬浮型（过滤型）：矾花容易冲出去，但对细小 矾花具有过滤作用。 如悬浮澄清池、脉冲澄清池
泥渣循环型（分离型）：效果与上相反
如机械加速澄清池、水力循环澄清池
（一）泥渣悬浮澄清池
（1）ЦНИИ悬浮澄清池，原水由池底进入，
靠向上的流速使絮凝体悬浮。因絮凝作用悬浮层
离散沉降（自由沉降）
离散沉降是指离散颗粒在稀悬浮液中的沉降过程。在水处理 中，研究离散颗粒在静水中的沉降规律时，通常作如下一些 理想假设： 1）颗粒在沉降过程中，此不受其他颗粒的干扰，也不受器壁的 干扰，完全处于自由沉降状态； 2）为了便于研究，假设水中颗粒的形状为等体积的球形；
3）水中颗粒表面都吸附有一层水膜，所以颗粒在静水中的沉降， 可认为是水膜和水之间的一种相对滑动； 4）颗粒在沉降过程中，颗粒之间不发生任何絮凝现象，即它的 形状、大小、质量等均不发生变化。 此时可用传统力学进行研究，即颗粒只受重力和浮力阻力作用。
颗粒从O点出发离开沉淀区所需时间为t=L/v，而它沉降到 池底所需时间为tt=H/ut。对于运动轨迹为OX的颗粒，ut=u0 且t=tt。即： Hv HvB Q
u0 L LB A
即u0=Q/A=q （u为颗粒下沉速度，V是池的体积，q为表面 负荷或过流率（m3/m2·h） 减小截留速度 ，就有更多的小颗粒能够100%去除，可以提 高沉淀池沉淀效率。
第二节 颗粒的沉降速度
原水中的浊质，经过混凝处理，形成较大的絮凝体，可以在 重力作用下，进行沉降，使之与水分离。为了做好分离，我 们需要研究颗粒的沉降规律。 颗粒在静水中沉降，根据颗粒和水的特性，可分为四种基本 类型： 1）离散沉降：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、 质量均不改变，下沉速度不受干扰。 2）絮凝沉降：颗粒在沉降过程中，其尺寸、质量均会随深度的 增加而增大，沉速亦会随深度而增加。 3）层状沉降：颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰， 并形成清水与浑水交界面，且交界面会逐渐下移。 4）压缩沉降：在沉淀池底部，沉降颗粒相互紧密接触，颗粒呈 压缩状态。
• 利用层状沉降曲线，可以求出任意一点的浓度及浑浊面的沉 降速度。以曲线中Ct点为例： • 由上图曲线可知，a-c 段的悬浮物浓度为C0，c-d段浓度均 大于C0，设在c-d曲线上任意一点Ct(Ct>C0)作切线与纵坐标 相交于a´点，高度为 Ht ，按肯奇沉淀理论可得Ct点悬浮颗 粒浓度：
Ct C0 H 0 Ht