第二節(jié)沉淀的基礎(chǔ)理論7/26/20231水污染控制工程一沉淀

1概述定義

沉淀法是水處理的最基本的方法之一。它是利用水中懸浮物與水的密度差，在重力的作用下達(dá)到固液分離的一種方法。

7/26/20232水污染控制工程分類

按水中懸浮物的高低以及懸浮顆粒的可沉性能分為四種類型：自由沉淀：離散性顆粒，沉速不變。絮凝沉淀：絮凝性顆粒，沉速增大。擁擠沉淀：又稱分層或區(qū)域沉淀,顆粒濃度較高，沉淀中相互干擾，擠成一團(tuán)，出現(xiàn)分層。壓縮沉淀：顆粒濃度很高，相互接觸，相互支撐，擠成團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。7/26/20233水污染控制工程應(yīng)用給水處理：

經(jīng)混合、絮凝之后的原水進(jìn)入沉淀池中除去大部分懸浮物和膠體物質(zhì)。廢水處理：

預(yù)處理：如沉砂池，去除沙礫、果殼等顆粒物。初沉池：去除相當(dāng)一部分懸浮物。二沉池：去除生物膜、活性污泥。濃縮池：使污泥進(jìn)一步濃縮。7/26/20234水污染控制工程二沉砂池作用去除污水中的沙子、煤渣等顆粒物，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。要求對0.21mm的顆粒（=2.65g/c㎡）去除率大于95%，沉砂中有機(jī)物含量要低。分類平流式沉砂池豎流式沉砂池曝氣沉砂池7/26/20235水污染控制工程1平流沉砂池構(gòu)造入流渠、出流渠、水流部分和沉砂斗組成。優(yōu)點(diǎn)截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排砂方便。缺點(diǎn)不適應(yīng)流量變化，較少使用。

7/26/20236水污染控制工程7/26/20237水污染控制工程設(shè)計(jì)參數(shù)污水流速v=0.3～0.15m/s;

停留時(shí)間t=30～60s;

有效水深H=0.25～1.0m;

池寬B≮0.6m;

池底坡度為0.01～0.02。7/26/20238水污染控制工程

2曝氣沉砂池構(gòu)造長型渠道，在一側(cè)設(shè)置曝氣管。優(yōu)點(diǎn)

對沙礫有淘洗作用，沉砂中有機(jī)物含量低于5%；具有預(yù)曝氣、脫臭等作用；適應(yīng)水量變化。缺點(diǎn)

能耗大、氣味大。7/26/20239水污染控制工程7/26/202310水污染控制工程設(shè)計(jì)參數(shù)水平流速：v=0.08～0.12m/s；

旋流速度：0.25～0.4m/s；

停留時(shí)間：t=4～6min；

池的有效水深：2～3m寬/深=1～2；長/寬=5；曝氣強(qiáng)度：0.3～0.4m3(氣)/m3(水)。7/26/202311水污染控制工程三沉淀池分類

按處理工藝布置可分為：初沉池二沉池按池內(nèi)水流方向不同分為：平流式沉淀池輻流式沉淀池豎流式沉淀池

7/26/202312水污染控制工程構(gòu)成進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)和緩沖區(qū)運(yùn)行方式間歇式連續(xù)式7/26/202313水污染控制工程

1平流式沉淀池(1)構(gòu)造進(jìn)水區(qū)使水流均勻的分布在整個(gè)進(jìn)水截面上，并盡量減少擾動(dòng)，一般設(shè)置整流措施。出水區(qū)設(shè)置堰口，使出水均勻。堰的負(fù)荷為：初沉池：250m3/m·d

二沉池：130～250m3/m·d沉淀區(qū)一般縱向分格，改善水流條件。污泥區(qū)設(shè)污泥斗、排泥管，排泥應(yīng)及時(shí)。7/26/202314水污染控制工程7/26/202315水污染控制工程

設(shè)計(jì)參數(shù)

u0設(shè)=u0試/(1.25～1.75)t設(shè)=(1.5～2.0)t試

初沉池：q0設(shè)=1.5～3.0m3/m2·h

二沉池：活性污泥法：q0設(shè)=1.0～1.5m3/m2·h

生物膜法：q0設(shè)=1.0～2.0m3/m2·h7/26/202316水污染控制工程

要求

L/B≥4(4～5為宜)L/H≥10L=30～50mB=5～10mH=2.5～3.5v=10～25mm/s

沉淀池應(yīng)二格以上。7/26/202317水污染控制工程計(jì)算

給定Q，選定u0設(shè)或由沉淀柱試驗(yàn)得到。①池的表面積：A=Qmax×3600/q

式中：Qmax:最大設(shè)計(jì)流量(m3/s)q:表面負(fù)荷(m3/m2h)②沉淀區(qū)有效水深：h2=qt

式中：t:停留時(shí)間(h)③沉淀區(qū)有效容積：V1=Ah2④沉淀池長度：L=vt×3.6

式中：v：水平流速(mm/s)7/26/202318水污染控制工程2豎流式沉淀池構(gòu)造

一般為圓形、正方形和多角形，池形小，直徑或邊長為4～7m。

由中心導(dǎo)流筒、反射板、排泥管等組成。設(shè)計(jì)參數(shù)

池中廢水上升流速v=u0評價(jià)

該池抗沖擊負(fù)荷能力差，池形小，僅適用于小型污水處理廠。7/26/202319水污染控制工程

7/26/202320水污染控制工程3輻流式沉淀池

一般為圓形，直徑較大而有效水深則淺的池子，池徑可達(dá)60m或更大。

7/26/202321水污染控制工程7/26/202322水污染控制工程7/26/202323水污染控制工程

4斜流式沉淀池淺池原理

對理想沉淀池有：E=ui/q=ui/Q/A

在池有效容積不變的情況下，增大池表面積，可以提高去除率，而池身變淺，此即“淺池原理”。7/26/202324水污染控制工程應(yīng)用

主要應(yīng)用于給水處理，特別是側(cè)向流斜流式沉淀池，可以由平流式沉淀池改造而得到，已成為主流池型，使產(chǎn)水率大為提高。在廢水處理中應(yīng)用較少。一般在初沉車中可使用。該池具有沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。7/26/202325水污染控制工程四隔油池

1含油廢水來源

主要來源于石油工業(yè)、固體燃料熱加工工業(yè)、紡織、輕工、機(jī)械加工等企業(yè)。7/26/202326水污染控制工程狀態(tài)可浮油：粒徑＞100um，易浮于水面，占60～80%。分散油：粒徑10～100um，分散于水中。乳化油：粒徑＜10um，較穩(wěn)定的存在于水中。溶解油：溶解于水中，量較少。7/26/202327水污染控制工程危害

主要表現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤及水體的影響。排入城市下水管道，對排水設(shè)施及污水處理廠都會(huì)造成不良影響。7/26/202328水污染控制工程構(gòu)造平流式隔油池其結(jié)構(gòu)與平流式沉淀池基本相同；廢水進(jìn)入池中，油滴上浮形成浮油，懸浮顆粒下沉形成污泥；一般設(shè)刮油刮泥設(shè)備；表面設(shè)置蓋板，以防火、防雨和保溫；去除油滴的最小直徑為100～150um；平流式隔油池構(gòu)造簡單，便于運(yùn)行管理，除油效果穩(wěn)定，但池體大，占地面積大。7/26/202329水污染控制工程7/26/202330水污染控制工程

斜板隔油池多采用波紋型斜板，玻璃鋼制成，板間距為20～50mm，傾斜角為45°；斜板隔油池分離效率較高，可去除的油滴的最小直徑為60um，停留時(shí)間一般不大于30min。7/26/202331水污染控制工程7/26/202332水污染控制工程

五浮上法

1概述目的去除密度接近于或小于水的微小固液顆粒。基本方法通過某種方法產(chǎn)生大量的微小氣泡，使其與固液顆粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，共同上浮，以達(dá)分離之目的。7/26/202333水污染控制工程

基本條件水中產(chǎn)生大量的微小氣泡；水中污染物形成懸浮狀態(tài)；氣泡與懸浮顆粒產(chǎn)生粘附作用。7/26/202334水污染控制工程應(yīng)用給水處理中處理低溫、高藻及含浮游生物水；含油廢水的油水分離；污水中有用物質(zhì)的回收，如造紙廢水中紙漿回收；取代二次沉淀池；剩余活性污泥的濃縮。7/26/202335水污染控制工程2基本原理顆粒性質(zhì)

親水顆粒和疏水顆粒。親水顆粒接觸角＞90°，氣粒兩相接觸面積小，顆粒大部分在水中，氣浮體結(jié)合不牢固，易脫落，則顆粒不易氣浮去除；疏水顆粒接觸角＜90°

，情況則相反。參見Fig.10-40(P50)。7/26/202336水污染控制工程

氣泡性質(zhì)

直徑＜100um

產(chǎn)生方法：電解法（已很少使用）溶氣釋放法（高壓溶氣、常壓釋放）7/26/202337水污染控制工程

3浮上法的類型

電解浮上法

當(dāng)水中通以直流電時(shí)，水中產(chǎn)生微小氣泡，該氣泡非常小。主要用于工業(yè)廢水處理，由于該法電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜以及電極結(jié)垢等問題，目前使用較少。7/26/202338水污染控制工程7/26/202339水污染控制