水质工程学——第4章-沉淀与澄清.ppt

悬浮颗粒在静水中的沉淀平流式沉淀池斜板与斜管沉淀池澄清池4.1悬浮颗粒在静水中的沉淀一、悬浮颗粒在静水中的自由沉淀2.自由沉淀的沉速CD与Re有关，Re与u有关二、悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀浑液面：清水区与等浓度区之间的清晰界面。临界沉降点：当沉降达到变浓度区刚消失的位置时，c点沉降过程曲线：沉淀时间为横坐标，浑液面高度为纵坐标ab段：上凸，絮凝结果，沉速变大bc段：直线，等速，ab较短可作为不错的延伸cd段：下凹，沉速减慢，BCD三区重合压实过程平均沉速：浑液面的下沉速度代表颗粒的平均沉降速度。2.肯奇沉淀理论3.相似理论4.2平流式沉淀池平流理想沉淀池沉淀效率分析二、凝聚性颗粒的沉淀过程分析式中：p2—表示沉降高度h，沉降时间t0时的去除分数，并且是沉速等于或大于u0的已全部沉降掉的颗粒的去除分数。h1—表示时间t0时，曲线p2与p3之间的中点高度；h2—表示时间t0时，曲线p3与p4之间的中点高度；h3—表示时间t0时，曲线p4与p5之间的中点高度。 . . .当沉降为t0时，相应沉速即表面负荷uo=h/t0。为方便，时间一般选在曲线与横坐标相交处。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。按凝聚性颗粒百分数等值曲线，可以得出总的去除百分数，见例题P298。三、影响平流沉淀池沉淀效果的因素在明渠流中，Re＞500时，水流是紊流状态平流沉淀池Re为4000～15000，紊流状态。水流除水平流速外，上、下、左、右的脉动，且伴有小的涡流体在沉淀池中，通常要求降低雷诺数以利于颗粒沉降。如何来降低？Fr高，惯性力作用相对增加，重力相对减少。水流对异重流及风浪影响抵抗力强，水流流态保持稳定。平流沉淀池中Fr＞10-5。在沉淀池中，增大?，一方面提高Re，不利于沉淀，但另一方面也提高了Fr，而加强了水的稳定性，从而有利于沉淀效果的提高。所以，?可在很宽的范围内选取，而不至于对沉淀效果有明显的影响。我国各地一般?=10～25mm/s，最高可达30～50mm/s。四、平流式沉淀池的构造溢流堰(施工难)，淹没孔口(容易找平)。孔口流速宜为0.6～0.7m/s，孔径20～30mm，孔口在水面下15cm，水流应自由跌落到出水渠。为了不使流线过于集中，应增加出水堰的长度，降低流量负荷。堰口溢流率一般小于300m3/（m·d）。五、平流式沉淀池的设计计算(2)按照停留时间计算Q—沉淀池流量，m3/s；g—重力加速度，m3/s；B—渠道宽度，m。沉淀池的出水渠采用薄壁溢流堰，渠道断面多采用矩形，当渠道底坡宽度为0时，渠道底坡水深H可根据下式计算：分层后的沉淀效率E′增加到原有的n倍。二、斜管沉淀池设计和计算2.整流配水装置3.倾斜角?4.斜管长度L5.斜板的板距，斜管的管径d及端面形状斜板的板距从沉效率考虑，越小越高，但从施工、安装、排泥考虑，不宜太小。d=50~150mm,常取100mm；斜管管径d=25~40mm，(多边形内切圆直角)，端面形状，多采用正六角形。实际应用中，采用斜管较多。6.材料的选择7.斜管沉淀池的表面负荷率斜管总平面面积：F=KF′+△FF—沉淀池的总平面面积；F′—斜管净出口面面积；△F—沉淀池中的无效面积；K—斜管的结构系数。它表示斜板板材所占面积比例(一般K=1.03~1.1)。8.斜管内的流速9.沉淀池高度斜板沉淀池（1）斜管沉淀池斜管沉淀池多斗排泥4.4澄清池二、澄清池的分类简介在进水室与池内水位差的作用下，上升流速突然增大，悬浮泥渣层相应地膨胀。竖井充水时，这时进入池内的水量减少，上升流速降低，悬浮泥渣层便彻底地收缩，由于充水和放水交替地进行，使悬浮泥渣层交替地上升(膨胀)和下降