水处理讲义32

1第三章沉淀与澄清第5节沉淀池一、分类平流式竖流式辐流式斜流式二、平流式沉淀池进水区、沉淀区、存泥区、出水区1．构造1）进水区流量均匀分布可采用配水孔或者缝给水中，通常采用穿孔花墙v0.15-0.2m/s2）沉淀区水力条件要求：减少紊动性：紊动性指标Re=vR/：运动粘度提高稳定性：弗劳德数Fr＝v2/Rg（Fr高，表明对温差、密度差异重流和风浪的抵抗能力强。2同时满足的只能降低水力半径R，措施是加隔板L/B4,L/H10水流速度的控制也很重要适宜范围：10-25mm/s（给水）5－7mm/s（污水）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）控制单位堰长的出水量：给水：500m3/(md)初沉：2.9L/(ms)二沉：1.5-2.9L/(ms)4）存泥区及排泥措施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2．设计计算1）设计参数的确定3u0或T0由沉淀实验得到选u0时，絮凝性颗粒-----池深要与实验柱高相等选T0时，无论颗粒的性质如何-------池深要与实验柱高相等考虑水流的影响u设＝u0/1.25-1.75T设＝1.5-2.0T0在数值上，q设＝u设根据经验：q设（m3/m2h）T设(h)给水处理（混凝后）1－21-3初次沉淀池1.5-31-2二次沉淀池（生物膜法后）1-21.5-2.5（活性污泥法后）1-1.51.5-2.52）设计计算以q来计算A＝Q/q设L=3.6vT；T：水力停留时间水流流速v＝10-25mm/s（给水）5－7mm/s（污水）宽度B＝A/L以T来计算4计算有效体积V＝QT选池深H（3.0-3.5m）计算B＝V/(LH)L=3.6vT校核水流的稳定性，Fr＝10-4~10-5之间。二、竖流式沉淀池水流上升速度v颗粒沉速v，下沉v,沉不下来根据沉淀实验得u0---u设；v设≤u设沉淀去除率＝1－p0无沉淀资料时，对于生活污水，v设＝1.5-3m/h,T设＝1–2.0h由v设→A=Q/v设注意：A的算法→直径由T设→H＝v设T设/H3，使水流接近竖流，10m5注意：中心管的流速不宜太大，30mm/s适用于小水深，池深大，但沉淀效果较差排泥方便，占地小。三、幅流式沉淀池1．中央进水幅流式带刮泥机：中央驱动式周边驱动式（使用较多）＝20－30mm，16mm适用于大水量，但占地大，机械维修，配水条件差由于水流速度由大――小颗粒沉降轨道是曲线。计算：由q设――A＝Q/q设H＝u设T设u设:1.5-3m/h;T设:1.5-2.5h2．向心幅流式6周边进水――中心进水：进水断面大，进水易均匀周边进水――周边出水向心式的表面负荷可提高约1倍。四、斜板（管）沉淀池1．原理沉淀效率＝ui/Q/A在原体积不变时，较少H，加大A，可以提高沉淀效率或提高Q浅层理论1904年Hazen提出1945年Camp认为池浅为好1955年多层沉淀池产生（Fr和Re可以同时满足）1959年日本开始应用斜板1972年中国汉阳正式应用断面形状：圆形、矩形、方形、多边形除园性以外，其余断面均可同相邻断面共用一条边。水力半径Rd/3---------斜板R≤d/3--------斜管斜管比斜板的水力条件更好。材质：7轻质，无毒纸质蜂窝、薄塑料板（硬聚氯乙烯、聚丙烯）2．构造1）异向流异向流基本参数：＝60度，L＝1-1.2m板间距50－150mm清水区0.5-1.0m布水区0.5-1.0mu0=0.2-0.4mm/s,v3mm/sQ设＝u0（A斜＋A原）：0.6-0.8，斜板效率系数；A斜：斜板在水平面的投影面积82）同向流水流促进泥的下滑，斜角可减少到30－40度沉淀效果提高，但构造比较复杂，使用少Q设＝u0（A斜－A原）3）横向流使用少，结构和平流式沉淀池较接近，易于改造，但水流条件差（Re大），难支撑Q设＝u0A斜3．优缺点优点：沉淀面积增大，水深降低，产水量增加q＝9－11m3/(m2h)平流式q2m3/(m2h)层流状态Re200，平流式500缺点：停留时间短（几分钟），缓冲能力差对混凝要求高耗材，有时堵，常用于给水处理，和污水隔油池9五、沉砂池原理与沉淀池相同。功能：去除比重较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等）保证措施：流速控制常用的有：平流沉砂池、曝气沉砂池平流式沉砂池：最大流速0.3m/s,最小流速0.15m/s最大流量时的停留时间不少于30s,一般30-60s曝气沉砂池：旋流速度：0.25-0.3m/s最大流量时的T：1-3min,水平流速：0.1m/s10第6节澄清池(Clarifier)污泥再悬浮起来，池中保持大量矾花，脱稳胶体靠接触凝聚粘附在活性泥渣上。（混合）澄清常用于给水处理需保持矾花一定浓度，通过排泥控制沉降比在20－30％。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、加速澄清池111920年美国infilco公司发明的1935年有工程实例1965年我国开始使用一反应区容积：15－20分Q二反应区容积：7－10分Q分离区v上＝1－1.2mm/st总＝1－1.5h，比平流式快需定期排泥回流泥量Q’＝3－5Q第2：第1：清水区＝1：2：7优点：处理效果好，稳定，适应性强,适用于大、中水厂缺点：机电维修启动时有时需人工加土和加大加药量二、水力循环澄清池12喷嘴速度过大、过小都不行，v＝4－7m/s喉管v＝2－3m/s一反应室出口v=60mm/st＝15－30s二反应室下降v＝40－50mm/s出口v＝5mm/st＝80－100s分离区v＝1－1.2mm/s,t＝1h回流泥量＝2－4Q优点：不需机械搅拌，结构简单缺点：反应时间短，运行不稳定，泥渣回流控制较难，适应性差，适用于小水厂。三、脉冲澄清池靠脉冲方式进水，悬浮层发生周期性的收缩和膨胀：1）有利于颗粒和悬浮层接触；2）悬浮层污泥趋于均匀。13配水方式：紊流板充水时间：25－30s放水时间：6－10s1956年法国首先发明工作稳定、单池面积大、造价低，但周期不易调整。四、悬浮澄清池强制出水管出水20－30％，来保持池内泥渣浓度一定。池内水流上升速度v＝0.8-1.0mm/s结构简单，但运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不稳定）14澄清池中加斜板，注意反应室的配套设计欧洲过滤型澄清池多，美国机械加速澄清池多。