第4章沉淀与澄清.ppt

2023/11/3,1,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,2023/11/3,2,第4章 沉淀与澄清,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,水污染控制工程,2023/11/3,3,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）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，2004C.P.Leslie Grady,Jr.,et al.,Biological Wastewater Treatment,Marcel Dekker,Inc.,New York,1999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，2003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，2004,2023/11/3,4,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。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）。,2023/11/3,5,4.1 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,2023/11/3,6,4.1.1 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,4.1 沉淀的类型及其特征,2023/11/3,7,4.1.2 絮凝沉淀,絮凝性颗粒、浓度较低、颗粒间发生絮凝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,2023/11/3,8,4.1.3 拥挤（区域）沉淀,絮凝性颗粒、浓度较高（矾花浓度 23g/L、活性污泥浓度1g/L）、颗粒间发生絮凝 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,4.1 沉淀的类型及其特征,2023/11/3,9,4.1.4 压缩沉淀,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,4.1 沉淀的类型及其特征,2023/11/3,10,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。,4.1.5 沉淀工艺的作用,4.1 沉淀的类型及其特征,2023/11/3,11,4.1.5 沉淀工艺的作用,活性污泥在沉淀池中的沉淀过程,4.1 沉淀的类型及其特征,2023/11/3,12,4.2 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,2023/11/3,13,4.2.1 理想自由沉淀假定,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,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,14,4.2.2 自由沉淀速度的分析,不同水流状况时的沉淀模式紊流区 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,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,15,4.2.3 理想沉淀池模型,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。颗粒一经沉到池底即认为已被去除而不再返回水中,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,16,4.2.3 理想沉淀池模型,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,17,4.2.4 沉淀过程分析,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理的水量（m3/m2.d）u0与q0的异同分析,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,18,4.2.4 沉淀过程分析,Q确定沉淀池型式确定u0确定AT确定AS确定,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,19,4.2.5 沉淀效率计算,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,20,4.2.5 沉淀效率计算,设：某颗粒u1u0，占全部颗粒的dP%，即所有uu0的颗粒占全部颗粒数的P0,则：颗粒u u0，占全部颗粒的1-P0,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,21,u u0颗粒的去除率：全部去除，即（1-P0）,4.2.5 沉淀效率计算,u u0颗粒的去除率：部分去除，即：,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,22,4.2.5 沉淀效率计算（举例）,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,23,4.2.5 沉淀效率计算（举例）,沉淀效率的理论与工程分析方法,4.2 理想沉淀池理论,2023/11/3,24,4.3 沉淀工艺及其设计,4.3.1 沉砂池平流式沉砂池曝气沉砂池竖流式沉砂池4.3.2 沉淀池平流式沉淀池辐流式沉淀池竖流式沉淀池斜流式沉淀池高浊度水沉淀池及浓缩池,2023/11/3,25,4.3.1 沉砂池,去除对象、作用及工作原理去除对象：去除废水中比重远大于1的可沉降无机固体颗粒（砂粒、煤渣等，一般比重大于2.65，粒径为0.2mm）。主要作用：保证后续处理构筑物的正常运行。基本原理：重力分离。控制水流速度在一定范围内，以仅使无机颗粒下沉而有机颗粒随水流出。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,26,4.3.1 沉砂池,类型及设计原则主要类型（按水流方向分类）平流式沉砂池（水平流动）曝气沉砂池（旋流）竖流式沉砂池（垂直流）设计原则城市污水处理厂一般均设，工业废水处理视具体情况定。一般不少于两个（隔），并联运行。按最大流量或最大泵组合流量设计。以机械排砂方式为主，也可采用重力排砂方式（但管线应尽可能短）。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,27,4.3.1 沉砂池,主要参数沉砂量（X）：按每106m3废水沉砂30m3计，其含水率为60%，容重为1500kg/m3。沉砂斗容积：按2日沉砂量计。贮砂斗壁与水平面的倾角不小于55。排砂管直径不小于DN200。超高：不小于0.3m。颗粒沉速u：考虑水流扰动，按下式计算。,=0.05v,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,28,4.3.1 沉砂池平流式沉砂池,基本构造一个加宽了的明渠，两端设闸阀以控制水流。设有12个贮砂斗，下接排砂管。重力排砂。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,29,4.3.1 沉砂池平流式沉砂池,主要设计参数 水流速度（v）：最大0.3m/s，最小0.15m/s。停留时间（t）：3060s。有效水深（h2）：一般为0.251.0m，不大于1.2m。池宽（B）：一般为0.61.0m，不小于0.6 m。池底坡度（i）：1%2%。贮砂斗倾角（）：不小于55。贮砂斗斗底宽（b）：0.40.5m。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,30,4.3.1 沉砂池平流式沉砂池,设计计算公式沉砂池总长度（L）：L=vt(m)水流断面积（A）：A=Qmax/v(m2)池总宽度（B）：B=A/h2(m)贮砂斗容积（vs）：vs=86400XtQmax/(106Kz)(m3)沉砂池高度（H）：H=h1+h2+h3(m)最小流速校核（vmin）：vmin=Qmin/(n1Amin)(m/s),4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,31,4.3.1 沉砂池平流式沉砂池,主要性能特点常用沉砂设备 截留效果好，工作稳定，构造简单，投资省，维护管理方便。沉淀杂质中挟带有较多有机成分，易于腐化而不利于进一步处理和处置。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,32,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,基本构造,曝气沉砂池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,33,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,青岛海泊河污水处理厂曝气沉砂池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,34,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,砂水分离器,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,35,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,工作原理水流流动特点水流剪切作用排渣方式,曝气沉砂池工作原理,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,36,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,主要设计参数水平流速（v）：0.080.12m/s(一般为0.1m/s，最大不超过0.3m/s)。旋流速度（）：0.250.4m/s。有效水深（h2）：一般为23m(宽深比12、长宽比35)。停留时间（t）：25min。池底坡度（i）：0.1%0.5%。供气量：一般每m3污水0.2m3或23m3/m2池面积。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,37,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,主要计算公式总有效容积（V）：V=60Qmaxt(m3)沉砂池总长度（L）：L=v/A(m)水流断面积（A）：A=Qmax/v(m2)池总宽度（B）：B=A/h2(m)沉砂池高度（H）：H=h1+h2+h3(m)最小流速校核（vmin）：vmin=Qmin/(n1Amin)(m/s),4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,38,4.3.1 沉砂池曝气沉砂池,主要性能特点沉砂中有机成分低（一般低于5%），不易腐化，不影响环境，便于后续处置。有预曝气作用，可以去除部分有机物，具有去臭、防止废水厌氧腐化、除泡末及加速废水中油类分离的作用。耗电量大，运转费较高，多采用机械排渣，运行和维护管理较为复杂。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,39,4.3.1 沉砂池竖流式沉砂池,基本构造工艺原理及特点主要设计参数上升流速(v)：0.020.1m/s 停留时间(t)：3060s，不小于20s 中心管最大流速：0.3m/s 底部倾角()：4555 锥底宽度(b)：400500mm,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,40,4.3.1 沉砂池钟式沉砂池,通过机械搅拌实现最佳沉砂效果。利用离心力分离砂、有机物，利用气体排砂。分离效果好，排砂清洁，易于控制，电耗较大。有定型产品。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,41,4.3.1 沉砂池Dorr沉砂池,利用往复齿杷洗脱砂粒表面有机物，有机物含量低于10%；最大设计流速：0.3m/s；直径：3.012.0m；有效水深：0.51.2m，总高度1.11.5m；最大流量：0.13.0m3/s，相应砂粒直径0.150.2mm。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,42,4.3.1 沉砂池气提式曝气沉砂池,气提式曝气沉砂池工艺,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,43,4.3.2 沉淀池去除对象、作用及工作原理,去除对象：去除废水中比重略大于1的可沉降SS颗粒（SS去除达40%70%、去除不溶性BOD5 20%40%。主要作用：根据在处理工艺中的位置不同，发挥不同的作用。水处理：混凝沉淀池泥水分离、澄清出水。废水处理：初沉池去除SS，减轻后续处理工艺负担 二沉池泥水分离、澄清出水。基本原理：重力分离。控制流态和速度。,2023/11/3,44,4.3.2 沉淀池沉淀池的类型,按功能分混凝沉淀池：位于混凝（混合、反应池）处理工艺之后，并为其不可缺少的组成部分，用于絮体的分离、浓缩及澄清出水。初沉池（初次沉淀池）：位于生物处理构筑物之前，用于去除SS。二沉池（二次沉淀池）：位于生物处理构筑物之后，并为其不可缺少的组成部分，用于泥水分离、浓缩污泥、澄清出水。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,45,4.3.2 沉淀池沉淀池的类型,按水流方向分平流式沉淀池（单向水平流动）辐流式沉淀（辐射水平流动）竖流式沉淀池（上向垂直流动）斜流式沉淀池（斜向流动）,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,46,4.3.2 沉淀池沉淀池的基本组成及其功能,进、出水区均匀布水、集水，以使水流均匀地流过沉淀区，保证沉淀池中水流的稳定性。沉淀区沉淀发生的主场所，是SS与废水分离的区域。污泥区沉淀污泥贮存、浓缩和排出的区域。缓冲区分隔沉淀区和污泥区的增设水层，以保证沉淀颗粒不因水流扰动而再行返回废水中。,2023/11/3,47,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池,水流特征及流速要求 平稳流动；水平流速（v）25mm/s，10mm/s基本构造及布置型式进、出水区布置形式 进水区布置形式及要求 出水区布置形式及要求污泥区布置形式 单斗式（行车刮泥机、链带式刮泥机）多斗式（设置污泥斗，重力排泥）,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,48,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池,平流式沉淀池的进水区布置型式,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,49,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池,平流式沉淀池的出水区布置型式,单位堰长出水量：5.010.0m3/m.h，20m3/m.h,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,50,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池,沉淀池出水堰,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,51,4.3.2 沉淀池单斗式平流式沉淀池,2023/11/3,52,4.3.2 沉淀池单斗式平流式沉淀池,青岛市团岛污水处理厂平流式二沉池（链带式刮泥装置）,平流式沉淀池（行车刮泥机）,2023/11/3,53,4.3.2 沉淀池多斗式平流式沉淀池,2023/11/3,54,4.3.2 沉淀池多斗式平流式沉淀池,2023/11/3,55,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池工艺设计,工艺参数及基本要求水平流速（v）：35mm/s表面负荷率（qS）：13m3/m2.h有效水深（h2）：23m（即沉淀区水深）停留时间（t）：1.03.5h（视功能而定）沉淀池长度（L）：3050m沉淀池宽度（B）：510m长宽比（L/B）：4（一般控制在45）长深比（L/h）：控制在812,2023/11/3,56,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池工艺设计,2023/11/3,57,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池工艺设计,工艺计算表面积（A）：A=Qmax/qS（m2）有效水深（h2）：h2=qSt（m）沉淀区有效容积（V）：V=Ah2=Qmaxt（m3）沉淀区长度（L）：L=vt（m）沉淀池宽度（B）：B=A/L（m）总长度（LS）：LS=l1+L+l2（m）总高度（H）：H=h1+h2+h3+h4（m）,2023/11/3,58,4.3.2 沉淀池平流式沉淀池工艺设计,污泥区所需容积（VS）：,混凝沉淀池、初沉池：一般按(T)2日污泥贮量计算；二沉池：按(T)不超过2小时贮泥量设计。,2023/11/3,59,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,水流特征中心进水辐流式沉淀池周边进水辐流式沉淀池基本构造直径（D）：2030m，高达60m，不小于16m径深比（D/h2）：612刮泥方式：D20m，周边传动刮泥装置,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,60,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,61,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,62,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,辐流式沉淀池中心导流筒及刮泥装置,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,63,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,辐流式沉淀池出水堰,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,64,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,65,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,66,4.3.2 沉淀池辐流式沉淀池工艺设计,主要工艺设计参数表面负荷率（qS）：2 4m3/m2.h(视具体功能而定)有效水深（h2）：34m 池周边1.53.0m 池中心2.55.0m其余设计参数同平流式沉淀池工艺设计计算计算步骤同平流式沉淀池,2023/11/3,67,4.3.2 沉淀池竖流式沉淀池,水流特征基本构造,竖流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,68,4.3.2 沉淀池竖流式沉淀池工艺设计,主要工艺参数直径（D）：8m，一般为47m径深比（D/h2）：3（通常为2）(Why?)水流上升速度（v）：0.51.0mm/s表面负荷率（q）：1.53.0m3/m2.h出水堰流量:5.5m3/m.h，一般为1.83.6m3/m.h工艺设计计算计算步骤同平流式沉淀池,2023/11/3,69,4.3.2 沉淀池竖流式沉淀池工艺设计,v0:设反射板100mm/s 不设反射板30mm/s,v:20mm/s,2023/11/3,70,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,浅沉理论（定性分析）,Hazen浅沉理论模型,若u0(qs)不变、因其表面积A增大n倍,则理论上Q亦可增大n倍;,若Q不变，因其表面积A增大n倍,则处理效率大大提高，即u0(qs)大大降低。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,71,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,基本构造与主要工艺特点,逆向流斜板沉淀池,斜管（板）长度：11.2m。斜管（板）倾角：60。斜板垂直间距:80120mm；斜管内切圆直径不小于3050 mm。受进水中SS和浊度的影响较小。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,72,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,基本构造与主要工艺特点,同向流斜板沉淀池,斜管（板）长度：22.5m。斜管（板）倾角：上部3040，下部 60斜板垂直间距:80120mm；斜管内切圆直径不小于3050 mm。适用于低浓度SS或浊度水的处理。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,73,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,74,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,75,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,逆向流斜流沉淀池沉淀效率（定量分析）,设有n块斜板，其总水平距离为L，则每块斜板间的水平距离（忽略板厚）为L/n。,沉淀过程分析,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,76,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,77,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池工艺设计,工艺参数及基本要求斜板（管）内水流速度（v）：35mm/s表面负荷率（qS）：410m3/m2.h有效水深（h2）：11.2m（即斜管或斜板区水深）停留时间（t）：1.52.5h沉淀池长度（L）：1020m沉淀池宽度（B）：2.510m,2023/11/3,78,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池工艺设计,工艺计算表面积（A）：A=Qmax/qS（m2）有效水深（h2）：即斜板或斜管的垂直高度沉淀区有效容积（V）：V=Ah2=Qmaxt（m3）沉淀池宽度（B）：B=A/L（m）总长度（LS）：LS=l1+L+l2（m）总高度（H）：H=h1+h1+h2+h3+h4（m）泥斗设计同平流式沉淀池,2023/11/3,79,4.3.2 沉淀池斜流式沉淀池的应用,可比一般沉淀池大幅度提高处理能力，即可大大缩小沉淀池容积藻类易繁殖、单位面积泥量增加，斜管过斜板易出现积泥和泛泥现象斜管或斜板易因积泥而变形，影响排泥，影响处理效果因池容较小，耐冲击负荷能力较差主要适用于物化沉淀处理，不适合于生物处理的泥水分离处理,2023/11/3,80,4.3.2 沉淀池各种沉淀池的特点及适用条件,2023/11/3,81,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,应用于高浊（浓）度水沉淀的工艺高浊水沉淀池（水处理）活性污泥处理二沉池（废水处理）污泥浓缩池（污泥处理）沉淀类型拥挤沉淀（清水区、匀速沉降区、过渡区、压缩区同时存在）处理要求清澈的出水（低的出水SS）稠厚的底泥（高的污泥压缩程度）,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,82,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,高浊水沉淀工艺的设计理论工艺运行方式连续进水Q0连续出水Qe连续排泥Qu,工艺运行目标出水澄清（Ce）浓缩污泥（Cu）,工艺设计方法澄清能力（Ae）浓缩能力（Au）,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,83,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,高浊度水沉淀池中污泥层分布示意,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,84,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,拥挤沉淀的基本过程,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,85,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,按澄清能力计算取决于界面沉淀速度。需保证沉淀池表面积（Ae）大到足以避免水流上升速度（v）超过界面的沉降速度（vs）,?,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,86,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,按浓缩能力计算通过沉淀柱试验获得沉淀曲线；根据曲线，确定临界浓度（C2H2、t2）；根据所要达到的浓缩程度（Cu），计算Hu。根据物料恒算，进入沉淀池的SS速率应与排出沉淀池的SS速率相等（忽略出水中带走的SS），有：,C0H0=H2C2=CuHu,C0 Q0=CuHuAu/tu=C0H0Au/tu,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,87,4.3.2 沉淀池高浊度水沉淀池,沉淀池面积的确定相关参数的确定,As=max,高浊度水沉淀池的有效水深一般为34m。污泥浓缩池的停留时间（HRT）一般为912h，二沉池的HRT一般为23h。,？,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,88,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,固体通量（G）的概念单位时间内通过单位浓缩池表面积的的固体量。浓缩池连续运行，单位时间内进入的固体量等于其底部排出的固体量（动态平衡）。浓缩池任一断面的G由两部分组成：（1）浓缩池底部连续排泥形成的固体通量底流固体通量Gu；（2）浑水（泥水混合液）沉降压密所形成的固体通量压缩沉降固体通量（Gi）。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,89,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,底流固体通量Gu,压缩沉降固体通量Gi,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,90,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,底流固体通量（Gu）Gu=vCi式中：Gu底流固体通量（KgSS/m2.d）；v 底流流速（m/d）。若底部排泥量为Qu，浓缩池的断面积为A，则v=Qu/A。Ci压缩区某断面的固体浓度（KgSS/m3）。V一定时，Gu与Ci成正比。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,91,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,压缩沉降固体通量（Gi）用不同固体浓度（c1,c2,ci,cn）进行静止沉淀浓缩试验，得到各界面沉降曲线（图）。计算不同浓度水的界面沉速（ui）。压缩沉淀固体通量：Gi=ui Ci绘出Gi Ci关系曲线,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,92,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,总固体通量（G）G=Gi+Gu极限固体通量（GL）在浓缩池的深度方向存在一个断面，其固体通量GL最小，而其他断面的固体通量都大于GL。固体通量大于GL必通不过此断面。因而，浓度为的CL断面为控制断面，与此相应的GL称为极限固体通量。,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,93,4.3.2 沉淀池污泥浓缩池,浓缩池断面（表）面积（A）,若浓缩池面积小于此值，则为超负荷运行，将回出现固体在该控制层（CL）中的积累，引起该浓度层膨胀，沉降界面上升而导致固体随出水流失，影响沉淀（浓缩）效果。对于不同性质的SS及所采用的工艺，GL一般为15kg/m2.h（以后将结合具体工艺介绍！）。,经典理论普遍引用,4.3 沉淀工艺及其设计,2023/11/3,94,4.4 澄清工艺设备与设计,4.4.1 澄清作用与原理4.4.2 澄清工艺的类型4.4.3 机械加速澄清池4.4.4 脉冲澄清池4.4.5 水力循环澄清池4.4.6 泥渣悬浮澄清池,2023/11/3,95,4.4.1 澄清的作用与原理,去除浊度较低的原水中的悬浮物，得到澄清的出水。将混合反应和沉淀分离集于一个池中。反应区有较高浓度的絮体凝粒，产生接触凝聚作用，使脱稳颗粒得到有效去除。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,96,4.4.2 澄清工艺的类型,泥渣循环型 机械加速澄清池，水力循环澄清池 为了充分发挥泥渣接触絮凝作用，可使泥渣在池内循环流动，回流量约为设计流量的35倍。泥渣悬浮型 锥底悬浮澄清池，脉冲澄清池 加药后的原水由下而上通过悬浮状态的泥渣层时，使水中脱稳杂质的泥渣颗粒碰撞凝聚并被泥渣层拦截下来。这种作用类似于过滤作用，浑水通过悬浮层即获得澄清。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,97,4.4.3 机械加速澄清池,利用机械使水提升和搅拌，促使泥渣循环，并使原水中固体 杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀的水池。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,98,4.4.3 机械加速澄清池,机械加速澄清池的工作原理,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,99,4.4.3 机械加速澄清池,主要工艺设计参数清水区上升流速一般采用0.81.1m/s。总停留时间可采用1.21.5h。叶轮提升流量为进水量的35倍，直径为第二絮凝室内径的7080%。进水管内流速为1m/s左右，配水槽和隙缝的流速0.4m/s。第一絮凝室、第二絮凝室和分离室的容积比为2:1:7。第二絮凝室和分离室的流速采用0.4m/s。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,100,4.4.4 脉冲澄清池,悬浮层不断产生周期性的压缩和膨胀，促使原水中固体杂质与已形成的泥渣进行接触凝聚而分离沉淀的水池。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,101,4.4.4 脉冲澄清池,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,102,4.4.4 脉冲澄清池,脉冲澄清池工作原理（A）竖井排空期（B）竖井充水期,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,103,4.4.4 脉冲澄清池,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,104,4.4.4 脉冲澄清池,主要工艺设计参数脉冲澄清池清水区的上升流速，应按相似条件下的运行经验确定，一般可采用0.70.9mm/s。脉冲周期可采用3040s，充放时间比为3:14:1。脉冲澄清池的悬浮层高度和清水区高度，可分别采用1.52.0m。脉冲澄清池应采用穿孔管配水，上设人字形稳流板。虹吸式脉冲澄清池的配水总管，应设排气装置。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,105,4.4.5 水力循环澄清池,利用水力使水提升，促使泥渣循环，并使原水中固体杂质与 已形成的泥渣接触絮凝而分离沉定的水池。,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,106,4.4.5 水力循环澄清池,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,107,4.4.5 水力循环澄清池,主要工艺设计参数水力循环澄清池清水区的上升流速，应按相似条件下的运行经验确定，一般可采用0.70.9mm/s。水力循环澄清池导流筒（第二絮凝室）的有效高度，一般可采用34m。水力循环澄清池的回流水量，可为进水流量的24倍。水力循环澄清池池底斜壁与水平面的夹角不宜小于45,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,108,4.4.5 水力循环澄清池,主要工艺特点结构较简单，无需机械设备泥渣回流量难以控制絮凝室较小，絮凝时间较短，回流泥渣接触絮凝作用的发挥受到影响耗药量较大，对原水水量、水质和水温的变化适应性较差只适用于中小型水厂,4.4 澄清工艺设备与设计,2023/11/3,109,4.4.6 泥渣悬浮澄清池,4.4 澄清工艺设备与设计,