1、水質(zhì)工程學電子教案 -給水處理工程總學時：60專業(yè)必修課教材給水工程(第四版)嚴煦世 范瑾初 主編中國建筑工業(yè)出版社出版 主講教師：延克軍 教授,課程性質(zhì)及任務,水質(zhì)工程學是給水排水工程專業(yè)的一門主干專業(yè)課，其任務是通過本課程的學習，使學生全面系統(tǒng)地了解水的性質(zhì)、水質(zhì)特征與水質(zhì)指標等概念，較扎實地掌握水處理的基本概念、基本原理、基本方法及基本應用與發(fā)展；基本掌握各種水處理的技術(shù)與方法、應用條件、設(shè)計規(guī)范以及新工藝與新技術(shù)，為將來從事本專業(yè)的工程設(shè)計、科學研究及運行管理工作等奠定必要的理論和應用基礎(chǔ)。培養(yǎng)學生具有設(shè)計、計算水質(zhì)工程中的各構(gòu)筑物、工藝系統(tǒng)的初步能力和分析、解決實際工程問題的能力。,

2、參考文獻,1.徐保玖、安鼎年.給水處理理論與設(shè)計.北京: 中國建筑工業(yè)出版社,1992 2.鐘淳昌主編.凈水廠設(shè)計. 北京:中國建筑工業(yè) 出版社,1991 3.(日) 水處理理論與應用.張自杰等譯. 北京:中 國建筑工業(yè)出版社,1986 4. http：/ 在線給水排水等。,第一章給水處理概論,1-1水源水質(zhì) 1-2水質(zhì)標準 1-3 給水處理方法概述 1-4反應器,任務：使所提供的水質(zhì)達到用戶的要求。 手段：采用各種方法使水質(zhì)達到要求，其目的 就是將水中“雜質(zhì)”去除掉。 給水處理典型工藝流程：,消毒劑,二級泵站,清水池,絮凝沉淀,原水,投藥,混合,過濾,用戶,1-1水源水質(zhì),1.原水中的雜質(zhì)

3、或源于自然過程或源于人為的污染。按照雜質(zhì)尺寸的大小可將其分為懸浮物、膠體和溶解物三類： 分散顆粒 溶解物 膠體顆粒 懸浮物 顆粒尺寸 0.1um(或1um) 典型物質(zhì) 無機離子、 細小黏土顆粒、 黏土、粉砂、 小分子 高分子有機物、腐質(zhì)酸 細菌等 有機物等 病毒 、細菌等 溶液體系 真溶液（透明） 膠體溶液（混濁）,1.1懸浮物：尺寸較大，易于下沉或上浮，當水流較 慢時可去除。 1.2膠體：尺寸很小，長期靜置也難下沉，水處理解決 的主要對象。 1.3溶解物：包括有機物和無機物兩大類。 無機物是工業(yè)用水的主要去除對象，有害有毒的則是生活飲用水的去除對象。 有機物會產(chǎn)生色、臭、味及毒性，主要來自污

4、染，是目前研究的重點對象之一。 溶解雜質(zhì)的主要形式： 1）溶解氣體：02、N2、CO2、H2S 2）離子：陽離子、陰離子,2.各種天然水的水質(zhì)特點 2.1地下水： 經(jīng)地層滲濾，水質(zhì)清澈，水質(zhì)水溫較穩(wěn) 定，宜作飲用水和工業(yè)冷卻水水源。 2.2江河水： 受自然條件影響很大，水中懸浮物、膠體態(tài)雜質(zhì)含量較多。江河水的最大缺點就是易污染、水溫不穩(wěn)定。 2.3湖泊及水庫水：流動性小，濁度低、藻類多、含鹽量高（淡水湖、微咸水湖和咸水湖3類） 2.4海水：含鹽量高，各種成分的比例基本一定，氯化物占89%左右，淡化后方可飲用。 3.受污染水源中的雜質(zhì)：水源污染是普遍問題，特別水有機物的污染尤為嚴重及危險（P23

5、6自看）。其解決辦法：保護水源，控制污染源；強化處理工藝。,1-2水質(zhì)標準,定義：水質(zhì)標準是用戶對象所要求的各項水質(zhì)參 數(shù)應達到的指標和限值。 不同的用水對象，水質(zhì)標準要求不同，既使相同對象，也因經(jīng)濟及技術(shù)問題而有較大差異（不同國家差異很大）。但隨著科學技術(shù)與經(jīng)濟的進步及水源污染的日益嚴重，水質(zhì)標準總在不斷修訂與補充中。 1.生活飲用水衛(wèi)生標準 1.1標準的制訂 ：與水源污染、檢測技術(shù)、醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展有關(guān)。,（1）飲用水水質(zhì)項目大為增加，從原35項增加到96項 （2）把檢測項目分為常規(guī)檢測項目（34項）和非常規(guī)檢 測項目（62項） （3）提高了對濁度的要求 （4）在飲用水常規(guī)檢測項目中增加了耗

6、氧量（高錳酸鹽 指數(shù)）：耗氧量（以O(shè)2計）不超過3mg/L，特殊情 況下不超過5mg/L。 （5）在無機物、有機物單項項目的選擇和限制的確定 上，既借鑒國外標準（WHO、歐盟、美國），又 考慮中國國情。 （6）重視消毒劑和消毒副產(chǎn)物的危害，從原有的1項， 增加到13項。 （7）對部分原有項目的限制提出更嚴格的要求，共4項： 濁度、鉛、鎘、四氯化碳。 （8）增加了糞性大腸菌群的項目。,1.2標準的基本要求（P237表14-2） 1）水中不得含有病源微生物（3種）。 2）水中所含化學物質(zhì)（70多種）及放射性物質(zhì)（2種） 不得危害人體健康。 3）水的感官性狀良好。 1.3標準簡介（ 指標分類） 1.

7、3.1感官性狀和一般化學指標 1) 感官性狀指標（物理指標） 濁度 、懸浮物 、臭和味 2) 化學指標 a 雜質(zhì)或污染物質(zhì)的單項指標 b 無機特性的綜合指標 c 有機污染物的綜合指標,1.3.2毒理學指標 指對人體有害的物質(zhì)，包括眾所多無機物、重金屬及微量有機污染物，P239。 1.3.3細菌學指標 細菌總數(shù)、大腸菌、余氯含量 1.3.2放射性指標 總放射性、總放射性 2.工業(yè)用水標準 工業(yè)用水種類繁多,對水質(zhì)要求各不相同。由各行業(yè)制訂。 3.其他重要水質(zhì)標準 （1）地表水環(huán)境質(zhì)量標準 （2）其他水質(zhì)標準,1-3給水處理方法概述,1.給水處理的基本方法 1）去除顆粒物 方法有：混凝、沉淀、澄清

8、、氣浮、過濾、篩濾（格柵、篩網(wǎng)、微濾機、濾網(wǎng)濾芯過濾器等）、膜分離（微濾、超濾）、沉砂（粗大顆粒的沉淀）、離心分離（旋流沉砂）等 2）去除、調(diào)整水中溶解（無機）離子、溶解氣體的處理方法 處理方法有：石灰軟化、離子交換、地下水除鐵除錳、氧化還原、化學沉淀、膜分離（反滲透、納濾、電滲析、濃差滲析等方法）、水質(zhì)穩(wěn)定（水中溶解離子的平衡，防止結(jié)垢和腐蝕等，詳見本書第五章）、除氟（高氟水的飲用水除氟）、氟化（低氟水的飲用水加氟）、吹脫（去除游離二氧化碳、硫化氫等）、曝氣（充氧）、除氣（鍋爐水除氧等）等,3）去除有機物的處理方法 方法有：粉狀炭吸附、原水曝氣、生物預處理、臭氧預氧化、高錳酸鉀預氧化、過氧化

9、氫預氧化、預氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分離、大孔樹脂吸附（用于工業(yè)純水、高純水制備中有機物的去除）等 4）消毒方法 方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒、電化學消毒、加熱消毒等 5）冷卻方法 2.給水處理的基本工藝 1）飲用水常規(guī)處理工藝 2）在飲用水常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，增加預處理和（或） 深度處理的飲用水處理工藝 3）其他特殊處理工藝,1-4反應器,反應器是化工生產(chǎn)過程中的核心部分，在反應器中既有化學反應過程又有物理反應過程，影響因素。通過數(shù)學模型方法的簡化，使得反應裝置的選擇、尺寸計算、過程操作及最優(yōu)控制等找到了科學的方法。許多水處理的理論來自于化工，特別是

10、工業(yè)水處理更是發(fā)源于早期的化工工業(yè)，多數(shù)水處理設(shè)備與構(gòu)筑物都可作為反應器來分析研究。,1.物料衡算與質(zhì)量傳遞 1.1 物料衡算方程 在反應器內(nèi),某物質(zhì)無論發(fā)生何種變化,都必須遵守質(zhì)量守恒定律。設(shè)在反應器內(nèi)某一指定部位，任選某一物組分i，可寫出如下物料平衡式： 單位時間變化量= 單位時間輸入量-單位時間輸出量+單位時間反應量 （1-1） 當變化量為零時（組分的濃度不隨時間變化，多數(shù)屬理想情況），稱為穩(wěn)態(tài)，即： 單位時間輸入量-單位時間輸出量+單位時間反應量0,1.2質(zhì)量傳遞 反應器內(nèi)物質(zhì)的輸入和輸出都是質(zhì)量傳遞的結(jié)果，按傳遞機理可分：主流傳遞、分子擴散傳遞、紊流擴散傳遞。 1）主流傳遞 物質(zhì)隨水

11、流主體而移動，稱主流傳遞。它與液體中物質(zhì)濃度分布無關(guān)，而與流速有關(guān)。傳遞速度與流速相等，方向與水流方向一致。 2）分子擴散傳遞 在溶液中，如存在濃度梯度時 ，則由于分子作無規(guī)則運動，高濃度區(qū)內(nèi)的組分將向低濃度區(qū)擴散直至趨于均勻分布狀態(tài)。 Fick第一定律給出了分子擴散的經(jīng)驗式： (1-2) 式中: J物質(zhì)擴散通量，單位：摩爾/面積/時間 或質(zhì)量單位/面積/ 間 DB分子擴散系數(shù)，單位：面積/時間 Ci組分I的濃度，單位：摩爾/體積或質(zhì)量單位/體積 x濃度梯度方向的坐標。,3）紊流擴散傳遞 大多數(shù)的水流為紊流，此時液體質(zhì)點不僅具有隨流的運動，還具有“各向”的脈動，從而引起物質(zhì)的傳遞。紊流擴散通量

12、可寫成類似 于分子擴散通量式； (1-3) 式中：DC稱紊流擴散系數(shù)， 其它同（1-2）式 。 2.理想反應器模型 即為了便于研究，將反應器理想模型化。本書結(jié)合水處理介紹了三種理想反應器：完全混合間歇式反應器（CMB型）、完全混合連續(xù)式反應器（CSTR型）、推流式反應器（PF型）等。,2.1完全混合間歇式反應器（CMB型） 這是一種間歇操作式攪拌器，即一次性投入，然后攪拌混合，再一次性排出，無輸出與輸入，故物料 衡算式為： (1-4) t=0，Ci=C0；t=t，C=Ci，積分上式得： (1-5) 設(shè)為一級反應，r（Ci）=-kCi，則 (1-6),為二級反應時， ， 則： （1-7） 例1：

13、某消毒實驗，由試驗知為一級反應，且 k=0.92/min。求細菌被滅活99%時所需時間 為多少？,2.2 完全混合連續(xù)式反應器（CSTR） 連續(xù)流入、攪拌、連續(xù)流出，部分進料停留時間為零，部分則為無窮大。根據(jù)反應器內(nèi)物料完全均勻混合且與流出濃度相同的假定，在等溫條件下，物料衡算式為： （1-8） 按穩(wěn)態(tài)考慮，即 ，于是： （1-9） 設(shè)為一級反應， r（Ci）=-kCi，則 因， 故 （1-10）,例2：條件同例1，采用CSTR。 解： 顯然遠大于CMB，這是因CMB是在CO下，而CSTR是在Ce下進行的。 多個CSTR串聯(lián)使用時： 如為一級反應，則有,兩邊相乘得： 則總反應時間為： 例3：前

14、例如用2個CSTR，求消毒時間。 經(jīng)計算知,2.3推流型反應器（PF） 理想型PF反應器內(nèi)的物料僅以相同的流速平行流動，而無擴散作用，經(jīng)分析推導可得出前述CMB完全相同的公式： （1-11） 3.非理想反應器 3.1 一般概念 PF型和CSTR型反應器是兩種極端的、假想的流型。 PF型反應器在進口端是在高濃度C0下進行反應，只是在出口端才在低濃度Ce下進行反應。而CSTR型始終在低濃度Ce下進行反應，故CSTR型反應器生產(chǎn)能力低于PF型。 在CMB中，所有物料的停留時間都相同；CSTR型反應器中存在返混，即停留時間不同的物料之間混合。 用示蹤劑畫圖說明各反應器出口的濃度分布。,3.2縱向分散模

15、型(PFD)自學 4. 水處理中常見的反應器 水處理中常見的反應器的常見反應器見表1-1。 表1-1 水處理中的常見反應器 作業(yè)P252：1、2,第二章混凝,2-1混凝機理 2-2混凝劑和助凝劑 2-3凝聚動力學 2-4影響混凝的主要因素 2-5混凝劑的配制與投加 2-6混合和絮凝設(shè)備,2-1混凝機理,混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過 程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。 凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過程稱為凝聚。 絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝。 混凝三要素： 水中膠體顆粒的性質(zhì)； 混凝劑在水中的水解形式； 膠體與混凝劑的相互作用。,1.1 水中膠體的穩(wěn)定性 是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮

16、狀態(tài)的特性。 1.1.1 膠體穩(wěn)定性分：“動力學穩(wěn)定性”和“聚集穩(wěn)定”兩種。 1）動力學穩(wěn)定性：是指膠體粒子的布朗運動對抗重力影 響的能力。膠體粒子的布朗運動足以抵抗重力影響， 故而長懸，稱動力學穩(wěn)定。為什么不聚集下沉呢？ 2）聚集穩(wěn)定性：指膠體粒子間不能相互聚集的特性。在 布朗運動下有聚集頃向，但由于 膠體帶電相斥（憎 水性膠體）；水化膜的阻礙（親水性膠體） 3）兩種穩(wěn)定性間的關(guān)系：很顯然，如果膠體粒子表面電 荷或水化膜被消除，則失去聚集穩(wěn)定性，從而可聚集 成大顆粒，使動力學穩(wěn)定性破壞，沉淀就會發(fā)生。因 此，在動力學穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定兩者之中，聚集穩(wěn)定 性對膠體穩(wěn)定性的影響起關(guān)鍵作用。,1.1

17、.2膠體顆粒的雙電層結(jié)構(gòu)(見下頁圖6-1) 膠體由膠核、密實層及擴散層所組成，故稱為雙電層結(jié)構(gòu)。由于膠核帶負電荷（其表面電位稱為總電位或表面電位或熱力學電位），故在其表面將吸附并控制一層較密實且排列整齊的正電荷離子（該層表面稱為滑動面， =0，其電位稱為電位）組成膠粒，與其外的擴散層（被熱運動擾亂其排列）中的正電荷共同形成電性中和并組成膠團。擴散層外邊緣的電位為零。 滑動面上的電位決定了憎水膠體的聚集穩(wěn)定性。也決定親水膠體的水化膜的阻礙，當電位降低，水化膜減薄及至消失。,1.1.3膠體顆粒間的相互作用 一般用二者間的距離與相互作用力而不是 電位來研究，如 DLVO理論（P255）。該理 論認為

18、，對于憎水性膠體，兩顆粒接近以至發(fā) 生雙電層重疊時既存在靜電斥力也存在范德華 引力，能否聚集取決于這兩力的相對大小。即 膠體顆粒之間的相互作用決定于由靜電斥力產(chǎn) 生的排斥能與范德華引力產(chǎn)生吸引能。 1）排斥勢能：ER1/d2 2）吸引勢能：EA1/d6（有些認為是1/d2或1/d3）,由此可畫出膠體顆粒的相互作用勢能與距離之間的關(guān) 系，見下頁圖6-2。當膠體距離xoc時，吸引勢 能占優(yōu)勢；當oa x oc時，排斥勢能占優(yōu)勢；當x=ob 時，排斥勢能最大，稱為排斥能峰。 布朗運動能量Eb1.5kT，遠遠小于排斥能峰，膠 體顆粒不可能發(fā)生凝聚。 1.1.4水化膜的形成與影響 由于親水性膠粒表面極性

19、基團對水分子的強烈吸 附，使粒子被包裹一層較厚的水化膜，使得范德華引 力不能發(fā)揮，從而使得膠粒無法相互靠近。因此，對 于親水性膠體而言，水化作用是膠體聚集穩(wěn)定性的主 要原因， 電位的影響遠小于水化膜的影響。,1.2 硫酸鋁在水中的化學反應 硫酸鋁Al2（SO4）18H2O溶于水后，立即離解出鋁離子，通常是以Al(H2O)63+存在，但接著會發(fā)生水解與縮聚反應，形成不同的產(chǎn)物。產(chǎn)物包括：未水解的水合鋁離子、單核羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物、氫氧化鋁沉淀等。各種產(chǎn)物的比例多少與水解條件（水溫、pH、鋁鹽投加量）有關(guān)，見下頁圖6-3,1.3 混凝機理,盡管水處理中的混凝現(xiàn)象比較復雜，不同類混凝 及不同

20、的水質(zhì)條件下，作用機理有所不同，但當前比 較一致的看法是混凝劑對水中膠體粒子的混凝作用有 三種：電性中和、吸附架橋和卷掃作用。何為主，取 決于混凝劑的種類、投加量、水中膠粒性質(zhì)、含量及水溫、PH值等，機理或是其中的一種、二種、三種。 1.3.1電性中和作用機理 電性中和作用機理包括壓縮雙電層與吸附電中和 作用機理，見后圖6-4。 1）壓縮雙電層：加入電解質(zhì)，形成與反離子同電荷離 子，產(chǎn)生壓縮雙電層(主要指擴散層厚度d)作用（圖中 （2）所示），使滑動面上的電位降低到某k，排斥能 峰就可降為零，從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚 作用。,壓縮雙電層機理適用于叔采哈代法則，即：凝聚能力離子價數(shù)6。

21、該機理認為電位最多可降至0。因而不能解釋以下兩種現(xiàn)象：混凝劑投加過多，混凝效果反而下降；與膠粒帶同樣電號的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。 2）吸附電性中和 這種現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質(zhì)、膠粒等，來降低電位。其特點是：當藥劑投加量過多時，電位可反號。,1.3.2吸附架橋 吸附架橋作用是指高分子物質(zhì)和膠粒，以及膠粒與膠粒之間的架橋，架橋模型示意見圖6-5。 高分子絮凝劑投加后，通常可能出現(xiàn)以下兩個現(xiàn)象： 高分子投量過少，不足以形成吸附架橋； 但投加過多，會出現(xiàn)“膠體保護”現(xiàn)象，見圖6-6；,1.3.3網(wǎng)捕或卷掃 當鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量很大時，

22、金屬氫氧化物在形成及沉淀過程中可對膠粒產(chǎn)生網(wǎng)捕與卷掃作用。所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比，即當原水膠體含量少時，所需混凝劑多，反之亦然。 1. 4 硫酸鋁的混凝機理 不同pH條件下，鋁鹽可能產(chǎn)生的混凝機理不同。何種作用機理為主，決定于鋁鹽的投加量、pH、溫度等。實際上，幾種可能同時存在。 pH3 簡單的水合鋁離子起壓縮雙電層作用； pH=45 多核羥基絡(luò)合物起吸附電性中和； pH=6.5-7.5 氫氧化鋁起吸附架橋。,2-2混凝劑和助凝劑,本節(jié)自學為主，提綱為： 1.混凝劑的分類； 2.各種混凝劑的簡稱、性質(zhì)、常用類型； 3.助凝劑的作用、投加條件。 混凝劑的基本點要求： 混凝效果好； 對人

23、體無危害； 使用方便； 貨源充足，價格低廉。 混凝劑的分類：目前混凝劑的種類有不少于200300種，分為無機與有機兩大系列，見下頁表。,常用類型及比較： 1.三氯化鐵與硫酸鋁相比，具有以下優(yōu)點： 適用的pH值范圍較寬； 形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體密實； 處理低溫低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁； 但三氯化鐵腐蝕性較強。 2.硫酸亞鐵一般與氧化劑如氯氣同時使用，以便將二價鐵氧化成三價鐵。 3.聚合氯化鋁又稱為堿式氯化鋁或羥基氯化鋁，性能優(yōu)于硫酸鋁。其成分取決于羥基與鋁的摩爾數(shù)之 比，通常稱之為堿化度B，按下式計算： （2-1） 4.聚合鐵包括聚合硫酸鐵與聚合氯化鐵，目前常用的是聚合硫酸鐵，它的混凝效果優(yōu)于三

24、氯化鐵，它的腐蝕性遠比三氯化鐵小。,助凝劑：凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學藥劑可稱為助凝劑。助凝劑可以參加混凝，也可不參加混凝。廣義上可分為以下幾類： 酸堿類：調(diào)整水的pH，如石灰、硫酸 等； 加大礬花的粒度和結(jié)實性：如活化硅 酸 SiO2 nH2O）、骨膠、高分子絮凝 劑； 氧化劑類：破壞干擾混凝的物質(zhì)，如 有機物。如投加Cl2、O3等。,2-3凝聚動力學,混凝發(fā)生的一個必要條件就是顆粒間相互 碰撞，凝聚動力學即研究其碰撞的過程與方式。 顆粒相互碰撞的動力來自兩個方面： 1）顆粒在水中的布朗運動； 2）在水力或機械攪拌所造成的流體運動。 異向絮凝：由布朗運動引起的顆粒碰撞聚集稱 為異向絮

25、凝。 同向絮凝：由水力或機械攪拌所造成的流體運 動引起的顆粒碰撞聚集稱同向絮凝 。,1.異向絮凝 顆粒在水分子熱運動的撞擊下作無規(guī)則的布朗運 動，導致相互的碰撞，對于脫穩(wěn)膠體，一經(jīng)碰撞就會 聚集成大顆粒，從而使單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)減少。因 此，絮凝速率取決于碰撞速率。 顆粒的碰撞速率可按由Fich定律導出下式計算： (2-2) 式中：Np單位體積內(nèi)的顆粒碰撞速率，1/cm3.s d 顆粒直徑，cm； n 顆粒數(shù)量濃度，個/cm3 DB 布朗運動擴散系數(shù)，可由Stokes-Einstein 公式導出: (2-3),即: （2-4） 式中：T水的絕對溫度溫度，K； 水的運動粘度，cm2/s； 水的密

26、度，g/cm3； K波茲曼常數(shù)； 故Np只與顆粒數(shù)量和水溫有關(guān)，而與顆粒粒徑無關(guān)。但隨著顆粒粒徑的增大（絮凝），布朗運動逐漸減小，當顆粒的粒徑大于1m，布朗運動消失。,2. 同向絮凝 2.1層流理論 層流條件下顆粒的碰撞示意見下圖：,1）顆粒的碰撞速率：按下式計算： (2-5) 2）甘布公式：在被攪動的水流中，考慮一個瞬間受剪而扭轉(zhuǎn)的隔離體， 見上圖。設(shè)在時間 內(nèi)，隔離體扭轉(zhuǎn)了 角度，于是角速度 為 ： （2-6）,轉(zhuǎn)矩 為： （2-7） 于是單位體積水所耗功率p為： （2-8） 由于 ，故 （2-9） 當采用機械攪拌時，p由機械攪拌器提供。當采用 力絮凝池時，p應為水流本身所消耗的能量，由下

27、式： （2-10） 則采用水力絮凝池時，,（2-11）,2.2同向紊流理論 在各向同性紊流中，存在尺度大小不等的旋渦，能量由大到小傳遞，即同向紊流理論： 外部施加的能量形成大渦旋； 大渦旋將能量輸送給小渦旋； 小渦旋將能量輸送給更小的渦旋； 只有尺度與顆粒尺寸相近的渦旋才會引起顆 粒碰撞。 （2-12） 式中，紊流擴散系數(shù) ， 為相應于尺度的脈動速度，為 （2-13） 式中為單位世間單位體積流體的有效能耗； 旋渦尺度。,故： （2-13） 2.4混凝控制指標 自藥劑與水均勻混合起直至大顆粒絮凝體形成為止，工藝上 總稱混凝過程。相應設(shè)備有混合設(shè)備和絮凝設(shè)備。 混合（凝聚）過程：在混合階段，對水流

28、進行劇烈攪拌的目 的主要是使藥劑快速均勻分散以利于混凝劑快速水解、聚合、及 顆粒脫穩(wěn)。平均G7001000s-1，時間通常在1030s，一般 2min即告完成，此階段，雜質(zhì)顆粒微小，同時存在顆粒間異向絮凝。 絮凝過程 ：在絮凝階段，主要靠機械或水力攪拌促使顆粒碰 撞凝聚，故以同向絮凝為主。同向絮凝效果不僅與G有關(guān)（由前碰撞速率公式知越大越好），還與時間有關(guān)。在絮凝階段，通常以G值和GT值作為控制指標。 平均G2070s-1， GT104105 隨著絮凝的進行，G值應逐漸減小，這是因G值增大時，水流剪切力隨之增大，使絮 體又有破碎的可能。,2-4影響混凝的主要因素,影響混凝效果的因素比較復雜，主

29、要包括： 原水性質(zhì)，包括水溫、水化學特性、雜質(zhì)性質(zhì)和濃度等； 投加的凝聚劑種類與數(shù)量； 使用的絮凝設(shè)備及其相關(guān)水力參數(shù)。 2.1水溫影響 水溫低時，通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細小、松散，凝聚效果較差。其原因有： 無機鹽水解吸熱； 溫度降低，粘度升高布朗運動減弱； 水溫低時，膠體顆粒水化作用增強，妨礙凝聚； 水溫與水的pH值有關(guān),2.2水的pH和堿度影響 水的pH值對混凝效果的影響程度，與混凝劑種類 有關(guān)。主要體現(xiàn)在水解后的產(chǎn)物形式，以致使產(chǎn)生不 同的混凝作用機理，而高分子受pH影響較小，這是因 其投入前聚合物形態(tài)已基本確定。 混凝時最佳pH范圍與原水水質(zhì)、去除對象等密切有關(guān)。 當投加金屬鹽類

30、凝聚劑時，其水解會生成H+，但水中堿度有緩沖作用，當堿度不夠時需要投加石灰。 石灰投量按下式估算： CaO=3a x + （2-14） 式中CaO純石灰CaO投量，mmol/L； a混凝劑投量，mmol/L； x原水堿度，按mmol/L，CaO計； 保證反應順利進行的剩余堿度，一般取 0.250.5mmol/L（CaO）。 一般石灰投量通過試驗決定。例題P271,2.3水中懸浮物濃度的影響 雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞機率下降，混凝效果差?？刹扇〉膶Σ哂校?加高分子助凝劑； 加粘土； 投加混凝劑后直接過濾。 如果原水懸浮物含量過高，為減少混凝劑的用量，通常投加高分子助凝劑。如黃河高濁度水常需投加有機

31、高分子絮凝劑作為助凝劑。,2-5混凝劑的配制與投加,混凝劑的投加有固投和液投，一般為液投。 1. 混凝劑的溶解和溶液配制 溶解池容積W1： （2-15） 式中W2為溶液池容積。 （2-16） 式中：W2溶液池容積，m3； Q處理的水量， m3/ h； a混凝劑最大投加量，mg/L； c溶液濃度，一般取5%20%； n每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次。,2.混凝劑投加 混凝劑投加設(shè)備包括計量設(shè)備、藥液提升設(shè)備、 投藥箱、必要的水封箱以及注入設(shè)備等。 2.1計量設(shè)備：計量與調(diào)節(jié) 計量設(shè)備有：轉(zhuǎn)子流量計；電磁流量計；苗嘴； 計量泵等。 2.2投加方式 （1）泵前投加 ：安全可靠，一般適用取水泵房距水廠

32、較近者，圖中水封箱是為防止空氣進入，見圖。 （2）高位溶液池重力投加：適用取水泵房距水廠較遠 者，安全可靠，但溶液池位置較高，見圖。 （3）水射器投加：設(shè)備簡單，使用方便，溶液池高度 不會受太大限制，但效率低，易磨損，見圖。 （4）泵投加：不必另設(shè)計量設(shè)備，適合混凝劑自動控 制系統(tǒng)，有利于藥劑與水混合，見圖。,3.混凝劑投加量自動控制 混凝劑最佳投藥量：是指達到既定水質(zhì)目標的最小混凝劑投加量。 但由于影響因素復雜，運行中水質(zhì)、水量的不斷變化，使得 投加量達到最佳一直是研究的目標。一般水廠均是據(jù)實驗室混凝 攪拌試驗確定其最佳投量，然后對運行進行人工調(diào)節(jié)，雖簡單， 但滯后1-3小時，且條件的不同，

33、也未必最佳。隨著自動控制的普 及與實現(xiàn)，目前有如下三種自控投藥方法。 3.1數(shù)學模擬法 對于某一特定水源，可根據(jù)水質(zhì)、水量建立數(shù)學模型，寫出程序交計算機執(zhí)行調(diào)控。采用數(shù)學模型實行加藥自動控制的關(guān)鍵是：必須要有前期大量而又可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，才可運用數(shù)理統(tǒng)計方法建立符合實際生產(chǎn)的數(shù)學模型。適用特定原水條件，水質(zhì)儀表多，投資大。,2.現(xiàn)場模擬試驗法 采用現(xiàn)場模擬裝置來確定和控制投藥量是較簡單的一種方法，常用的模擬裝置是斜管沉淀器，過濾器或兩者并用。原水濁度低時，常用模擬過濾器，原水濁度高時可用斜管沉淀器或過濾器串聯(lián)使用。此法存在反饋滯后現(xiàn)象，模擬裝置與生產(chǎn)設(shè)備存在一定的差別，但與實驗室相比，更接近實際

34、情況。,3.特性參數(shù)法 影響混凝效果的因素復雜，在某種情況下、某一特性參數(shù)是影響混凝效果的主要因素，這一因素的變化反映了混凝程度的變化。流動電流檢測器法和透光率脈動法屬于特性參數(shù)法。 流動電流是指膠體擴散層中反離子在外力作用下隨著流體流動而產(chǎn)生的電流。此電流與膠體電位有正相關(guān)關(guān)系?；炷竽z體電位變化反映了膠體脫穩(wěn)程度。優(yōu)點是控制因子單一；投資低，操作簡單；控制精度較高。缺點是投藥量與流動電流很少相關(guān)。 透光率脈動法是利用光電原理檢測絮凝聚顆粒的變化，達到混凝在線連續(xù)控制的新技術(shù)。優(yōu)點是因子單一，不受混凝機理或品種的限制，不受水質(zhì)限制。 作業(yè)P286：1、3,2-6混合和絮凝設(shè)備,1. 混合設(shè)備

35、：使藥劑與水快速均勻地混合。 1.1水泵混合 將藥投加在水泵吸水口或吸水管上。混合效果好，節(jié)省動 力，各種水廠均可用，常用于取水泵房靠近水廠處理構(gòu)筑物的場 合，兩者間距不大于150m。 1.2管式混合 管式靜態(tài)混合器：流速不宜小于1m/s，水頭損失不小于 0.30.4m，簡單易行，見下圖。目前dmax可達2000mm。 擴散混合器：是在管式孔板混合器前加一個錐形帽，錐形帽 夾角90。順流方向投影面積為進水管總截面面積的1/4，開孔面 積為進水管總截面面積的3/4，流速為1.01.5m/s，混合時間23s。 混合器節(jié)管長度不小于500mm。水頭損失約0.30.4，直徑在 N200DN1200，見

36、下圖 。,1.3 機械混合 在池內(nèi)安裝攪拌裝置，攪拌器可以是槳板式、螺旋槳式或透平式，速度梯度7001000s-1，時間1030s以內(nèi)，優(yōu)點是混合效果好，不受水質(zhì)影響，缺點是增加機械設(shè)備，增加維修工作。 2. 絮凝設(shè)備 形式較多，分為水力攪拌式和機械攪拌式兩大類。 2.1隔板絮凝池：分往復式和回轉(zhuǎn)式，見下頁圖。 隔板絮凝池的水頭損失由局部水頭和沿程水頭損失組成。往復式總水頭損失一般在0.30.5m，回轉(zhuǎn)式的水頭損失比往復式的小40左右。 隔板絮凝池特點：構(gòu)造簡單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。適應大水廠。,隔板絮凝池的設(shè)計參數(shù)： 流速：起端0.5-0.6m/s，末端0.2-0.3m/s段

37、數(shù)：46段； 轉(zhuǎn)彎處過水斷面積為廊道過水斷面積的1.21.5倍； 絮凝時間：2030min； 隔板間距：凈距不宜小于0.5m，池底應有0.020.03坡 度、直徑不小于150mm的排泥管； 廊道的最小寬度不小于0.5m； 各段的水頭損失： （2-17） 總水頭損失： （2-18） 例題P279簡講,2.2折板絮凝池 通常采用豎流式，它將隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度 的折板。 1）同波折板：折板波峰對波谷平行安裝。 2）異波折板：波峰相對安裝。 3）單通道：水流從兩折板間依次流過。 4）多通道：水流同時從多個折板間平行流過。 與隔板式相比，水流條件大大改善，可形成眾多小旋渦，有效能量消耗比例

38、提高，絮凝時間縮短（一般為10-15min），池子體積減小，但安裝維修較困難，折板費用較高。其示意圖見下頁圖。 折板分段數(shù)不少于3段，流速為： 第一段：0.250.35m/s； 第二段：0.150.25m/s； 第三段：0.100.15m/s。,2.3 機械絮凝池 機械絮凝池的剖面示意見圖。 攪拌器有漿板式和葉輪式，按攪拌軸的安裝位置分水平軸式和垂直軸式。 第一格攪拌強度最大，而后逐步減小，G值也相應減小，攪拌強度決定于攪拌器轉(zhuǎn)速和槳板面積。 新建水廠不見有，設(shè)計及計算自學。,2.4穿孔旋流絮凝池 由若干方格組成。分格數(shù)一般不少于6格。流速逐漸減小，G值也相應減小以適應絮凝體形成，孔口流速宜取

39、0.61.0m/s，末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝時間1525min。穿孔旋流絮凝池的平面示意圖見圖。 穿孔旋流絮凝池的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，施工方便，造價低，可用于中、小型水廠或與其他形式的絮凝池組合應用。,2.5網(wǎng)格、柵條絮凝池 網(wǎng)格、柵條絮凝池設(shè)計成多格豎井回流式。每個豎井安裝若干層網(wǎng)格或柵條，各豎井間的隔墻上、下交錯開孔，進水端至出水端逐漸減少，一般分3段控制。前段為密網(wǎng)或密柵，中段為疏網(wǎng)或疏柵，末段不安裝網(wǎng)、柵。網(wǎng)格（柵條）絮凝池的示意圖見下頁圖。 網(wǎng)格絮凝池效果好，水頭損失小，絮凝時間較短，但還存在末端池底積泥現(xiàn)象，少數(shù)水廠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格上滋生藻類、堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)象。其設(shè)計參數(shù)見后頁表。 網(wǎng)

40、格和柵條絮凝池在不斷完善和發(fā)展之中，絮凝池宜與沉淀池合建，一般布置成兩組并聯(lián)形式。每組設(shè)計水量一般為1.02.5萬m3/d之間。,表2-1 柵條、網(wǎng)格絮凝池主要設(shè)計參數(shù),2.6不同形式絮凝池組合應用 每種形式的絮凝池各有其優(yōu)缺點。不同形式的絮凝池組合應用可以相互補充，取長補短。往復式和回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池在豎向組合是常用方式之一，穿孔旋流與隔板絮凝池也往往組合應用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但設(shè)備形式增多，應根據(jù)具體情況決定。 作業(yè)P286：4、5,第三章沉淀和澄清,3-1懸浮顆粒在靜水中的沉淀 3-2平流沉淀池 3-3斜板（管）沉淀池 3-4澄清池,3-1懸浮顆粒在靜水中的沉淀,定義：水

41、中懸浮顆粒依靠重力作用，從水中下沉而分 離出來的過程。 分類：按顆粒在沉淀過程中是否相互干擾分為： 自由沉淀：單個顆粒在無邊際水體中沉淀，其下沉的 過程顆粒互不干擾，且不受器皿壁的干擾，下沉過程 中顆粒的大小、形狀、密度保持不變，經(jīng)過一段時間 后，沉速也不變。 擁擠沉淀：當水中含有的凝聚性顆?；蚍悄坌灶w粒 的濃度增加到一定值后，大量顆粒在有限水體中下沉 時，被排斥的水便有一定的上升速度，使顆粒所受的 摩擦阻力增加，顆粒處于相互干擾狀態(tài)，此過程稱為 擁擠沉淀。,1. 懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀 假設(shè)沉淀的顆粒是球形。 1）懸浮顆粒在靜水中的下沉時受到三種力： a. 受到的重力為： (2-1)

42、b. 所受到的水的浮力： (2-2) c. 繞流阻力： (2-3) CD與顆粒大小、形狀、Re有關(guān)，見下圖16-1。,2）根據(jù)牛頓第二定律可知： (2-4) 3）顆粒最終的下沉速度（u） 達到重力平衡時，顆粒開始等速下沉，加速度為 零，令式（2-4）右邊為零，得沉速公式： （2-5）,a. 斯篤克斯公式 當Re1時，呈層流狀態(tài)， 得： b.牛頓公式 當1000Re25000時，呈紊流狀態(tài)，CD0.4，得： c. 阿蘭公式 當1Re1000時，屬于過渡區(qū)，,2-6,2-7,2-8,2. 懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀 當大量顆粒在有限的水體中下沉時，被擁擠的水便有一定的上升速度，使所受阻力增加，顆粒

43、處于相互干擾狀態(tài)，此時的沉速稱為擁擠沉速。 擁擠沉速可用實驗方法測定。 1）沉降過程分析 將高濁度水注入一透明沉淀筒中進行靜水沉淀。Ti時刻（如圖），整個沉淀筒中可分為清水、等濃度區(qū)、變濃度區(qū)、壓實區(qū)等四個區(qū)。 2）沉淀過程中交界面沉降曲線分析 3）不同高度沉淀筒沉降相似性,當原水顆粒濃度一樣時，不同沉降高度的界面沉降過程曲線的相似性（見圖7-3）。,3-2平流沉淀池,被廣泛應用的用以沉淀分離絮凝體，以完成澄清 作用。出水濁度一般控制在10NTU以下。平流式沉淀池 的基本組成（P293圖16-4 即下頁圖）：進水區(qū)、沉淀 區(qū)、污泥區(qū)、出水區(qū)。 為便于討論，從理想沉淀池入手。 理想沉淀池的基本假

44、設(shè)： 顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的沉速始終不變。 水流沿水平方向流動，在過水斷面上，各點流速相 等，并在流動過程中流速始終不變。 顆粒沉到池底就被認為去除，不再返回水流中。 理想沉淀池的工作情況見下圖7-4。,1. 非凝聚性顆粒的沉淀過程分析 1.1不同沉速下的顆粒沉降軌跡與去除 圖中直線:I、II、III的分析 。 1.2 截留沉速(u0)、表面負荷或溢流率（Q/A） 1）截留沉速(u0)：反映了沉淀池所能全部去除顆粒中的 最小顆粒的沉淀速度，即直線III顆粒的沉淀速度。 即uu0的顆粒均能去除（直線I ）；而uu0的 顆粒則只能部分去除（直線II ），會隨水流流出。 沉淀池水平流速為： 對

45、用直線代表的一類顆粒而言，流速和沉速 都與沉淀時間有關(guān),2-9,2-10,整理得： 2）表面負荷或溢流率（Q/A） 式2-11中Q/A稱為“表面負荷”或“溢流率”，即單位面積上所通過的流量。該式表明表面負荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。 作業(yè)P314：1,2-11,一般,1.3 沉淀效率或去除率(E) uu0的顆粒將全部能下沉而去除（直線I及以下 ）， 只有uu0的顆粒只能部分去除。 1）設(shè)原水中沉速為ui（uiu0）的顆粒濃度為C，沿著進水區(qū) 高度為h0的截面進入的顆粒的總量為h0BvC，沿著m點以 下的高度為hi的截面進入的顆粒的數(shù)量為hiBvC（見圖7-4） 則沉速為ui的顆粒的去除

46、率為： 即 同理得： 代入212,2-12,2-13,理想沉淀池理論 由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間）無關(guān)。 （1）當產(chǎn)水量（Q） 和表面積（A）一定時，Ui越大，則E越大，表面負荷，或q不變但E增大。與混凝效果有關(guān)，應重視加強混凝工藝。 （2）當產(chǎn)水量（Q） 和顆粒沉速（ Ui ）一定時，增大A，可以增大E。當容積一定時，增加A，可以降低水深，使顆粒在較短時間內(nèi)就可沉底去除“淺池理論”。據(jù)此發(fā)展了斜板、斜管沉淀池。,2）所有沉速小于uo的顆粒的去除率為 設(shè)dpi為ui顆粒在總顆粒中的比率， 3）總?cè)コ?沉速大于和等于u

47、0的顆粒全部下沉去除率為 （1-p0），因此理想沉淀池的總?cè)コ蕿椋?式中 p0沉速小于u0的顆粒重量占所有顆粒重量的百 分率；,2-14,2-15,1.4非凝聚性顆粒的沉淀實驗分析 非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實驗，用一個圓筒進行，如圖7-5所示。在圓筒水面h處開一個取樣口，要求顆粒在在水中均勻分布，濃度為C0。即將下列數(shù)據(jù)繪制如圖示： 時刻 濃度 殘余率 沉速 t=0 C=C0 p0= C0/ C0 t1 C1 p1= C1/ C0 U1=h/t1 t2 C2 P2= C2/ C0 U2=h/t2 ti CI pi= Ci/ C0 Ui=h/ti,在圖中左上陰影部分即為顆粒的總?cè)コ省?由于

48、uuo的均已去除，即1-p0，而剩余部分則 為陰影部分的積分值： 通過P295例題加以說明。,2-16,2. 凝聚性顆粒的沉淀實驗分析 2.1沉淀實驗裝置 采取圖7-7的沉淀試驗筒，筒長盡量接近實際沉淀池的深度，可采用23m，直徑不小于100mm，設(shè)56個取樣口。試驗時先均勻攪拌測定初始濃度，然后開始試驗。 2.2試驗測定 試驗開始后，每隔一段時間，同時取出各取樣口的水測定懸浮物的濃度，計算相應的去除百分數(shù)，由此可得一群數(shù)據(jù)。 2.3去除百分數(shù)等值線 以沉淀筒高度h為縱坐標，沉淀時間t為橫坐標，將其對應的P值標在交匯點上，把去除百分比相同的各點連成光滑曲線，即得去除百分數(shù)等值線。 去除百分數(shù)等

49、值線含義： a. 對應所指明去除百分數(shù)時，取出水樣中不復存在的顆粒的最遠沉 降途徑； b. 深度與時間的比值指明去除百分數(shù)時的顆粒的最小平均沉速或代 表了不同時段試驗筒所處沉淀池沿水流方向的位置處的去除率。,2.4去除率或去除百分數(shù)計算 對于某一表面負荷而言，根據(jù)凝聚性顆粒去除百分數(shù)等值線，可以得出總的去除百分數(shù)（u0=h0/t）：,2-17,2-18,2-19,例題：P298 兩點說明： 1）該圖中各點相當于平行沉淀池水流方向縱斷面上各水深處的顆粒濃度分布圖（去除率高的則濃度低）。 2） 與前述平流沉淀池中顆粒沉降軌跡中不同水深處的顆粒去除相同，即上部入口的雖不去除，但下部入口處的卻會去除，

50、故其計算“基本”相同。 作業(yè)P314：2、3,3.平流沉淀池的基本結(jié)構(gòu) 平流式沉淀池分為進水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)四部分。 1) 進水區(qū) 進水區(qū)的作用是使流量均勻分布在進水截面上，盡量減少擾動。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個斷面上，見下頁圖。為使礬花不宜破碎，通常采用穿孔花墻 V4, L/H10，每格寬度應在38m不宜大于15m。,3) 出水區(qū) 通常采用：溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）見圖7-10?？卓诹魉僖藶?.60.7m/s，孔徑2030mm，孔口在水面下15cm，水流應自由跌落到出水渠。 為了不使流線過于集中，應盡量增加出水堰的

51、長度，降低流量負荷。堰口溢流率一般小于500 m3/m.d， 目前我國增加堰長的辦法如圖。,4) 存泥區(qū)及排泥措施 泥斗排泥：靠靜水壓力 1.5 2.0m，下設(shè)有排泥管，多斗形式，可省去機械刮泥設(shè)備（池容不大時） 穿孔管排泥：需存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放空。 機械排泥：帶刮泥機，池底需要一定坡度，適用于3m以上虹吸水頭的沉淀池，當沉淀池為半地下式時，用泥泵抽吸。 還有一種單口掃描式吸泥機，無需成排的吸口和吸管裝置。沿著橫向往復行走吸泥。,4. 影響平流式沉淀池沉淀效果的因素 4.1沉淀池實際水流狀況對沉淀效果的影響 主要為短流的影響。實際水流的停留時間并不相等，小于t0則稱為短流，產(chǎn)生的原

52、因有： (1)進水的慣性作用； (2)出水堰產(chǎn)生的水流抽吸； (3)較冷或較重的進水產(chǎn)生的異重流； (4)風浪引起的短流； (5)池內(nèi)存在的導流壁和刮泥設(shè)施等 a. 異重流 進入較靜而具有密度差異的一股水流所形成的一種現(xiàn)象。密度大的形成潛流，小的則沿水面流。顯然，會影響整個沉淀效果，。引起密度差的原因可能是水溫、含鹽量或懸浮固體量的不同所造成。,b.水流的紊定性 平流式沉淀池中應減少紊動性，提高穩(wěn)定性。 紊動性指標為雷諾數(shù)： 水力學中明渠的Re500時即為紊流，而在平流式沉淀池中的Re=4000-15000，顯然屬于紊流，不利于沉淀。因此應降低Re，即在v一定下使R 。 C.水流的慣性力 慣性

53、力或穩(wěn)定性指標為弗勞德數(shù)： Fr數(shù)的增大有利于保持池內(nèi)水流的穩(wěn)定，故應使R 由此降低水力半徑R，能同時降低雷諾數(shù)和提高弗勞德數(shù)。平流式沉淀池內(nèi)縱向分格（加隔板）及斜管、斜板等都能達到上述目的。,4.2凝聚作用的影響。 由于實際沉淀池的沉淀時間和水深所產(chǎn)生的絮凝過程均影響了沉淀效果，實際沉淀池也就偏離了理想沉淀池的假定條件。 5.平流沉淀池的設(shè)計計算 設(shè)計平流沉淀池的主要控制指標是表面負荷或停留時間。應根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計資料、運行經(jīng)驗確定。停留時間一般采用13h。華東地區(qū)水源一般采用12h。低溫低濁水源停留時間往往超過2h。 各參數(shù)間關(guān)系：,5.1第一種設(shè)計計算方法（實驗計算

54、方法） 1）根據(jù)沉淀實驗結(jié)果選取u0 ，用uo=Q/A可以計算得到 沉淀池的面積A； 2）選取沉淀時間t和沉淀池的水平流速v，用L=vt可以 得到沉淀池的長度L； 3）用公式B=A/L得到B； 4）用公式H=Qt/A得到H； 5.2第二種計算方法（經(jīng)驗計算方法） 1) 根據(jù)經(jīng)驗選取平流式沉淀池的沉淀時間t，得到其體 積V=Qt 2) 選取沉淀池的深度H，用公式A=V/H得到沉淀池的面 積A； 3) 選取沉淀池的水平流速v，用L=vt可以得到沉淀池的 長度L； 4) 用公式B=A/L得到B； 其它參數(shù)及P303例題詳講,3-3斜板（管）沉淀池,1.特點 淺層理論的真正應用 1）水力條件好（R小），Re小，F(xiàn)r大，有利于沉淀； 2）水流為層流，沉淀效率高，產(chǎn)水量大； 3）傾角為60便于排泥； 4）水流可從上向下或從下向上流動，顆粒沉于斜管底 部，而后自動下滑。 5）由于停留時間短，其緩沖能力差； 6）對混凝要求高； 7）維護管理較難，使用一段時間后需更換斜 板（管）。,2. 分類 有異向流、同向流、橫向流三種，目前在實際工程中應用的是異向流斜板（管）沉淀池，其結(jié)構(gòu)見圖。,3. 設(shè)計計算 1）沉淀池面積A 選定表面負荷（2.53.0mm/s），計算得到面積A。 2）沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 （=4.66m） 式中： h1-超高0.3