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1、2.5沉淀池 按水流方向分:平流,竖流,辐流,理想沉淀池 影响沉淀效果的因素 平流沉淀池的构造,一.理想平流沉淀池 理想平流沉淀池的基本假设： 颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。 水流沿水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等， 并在流动过程中流速始终不变。 颗粒沉到底就被认为去除，不再返回水流中。 理想沉淀池的工作情况见下图。,原水进入沉淀池，在进水区被均匀分配在A-B截面上其水平流速为： 考察顶点，流线III：正好有一个沉降速度为的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留速度。 u0的颗粒可以全部去除， u0的颗粒只能部分去除 对用直线代表的一类颗粒而言，流动时间和与沉淀时间如下式: 令两式
2、相等，代入得：,即： 一般称为“表面负荷”或“溢流率”。表面负荷在数值上等于截留速度，但含义不同。 设原水中沉速为ui（uiu0）的颗粒的浓度为C，沿着进水区高度为hi的截面进入的颗粒的总量为QC=h0BvC，沿着m点以下的高度为hi的截面进入的颗粒的数量为hiBvC，则沉速为ui的颗粒的去除率为： 根据相似关系得： 即 同理得： 得特定颗粒去除率： 从而得：,由上式可知，颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。 （1）当E一定时，颗粒沉速越大，表面负荷越大. (2)当q不变时,当颗粒沉速增大时, 去除率E增大。颗粒沉速与混凝效果有关，
3、应重视加强混凝工艺。 （2）对于一定沉速的颗粒，增大A，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，增加A，可以降低水深“浅池理论”。,二.影响平流沉淀池的影响因素 (1)实际水流情况 理想沉淀池中,水流稳定,流速均匀分布,理论停留时间: 实际中,停留时间偏离理想情况,有的停留时间长,有的停留时间短,这种情况称为短流,是由于沉淀池内的流速与流程不同造成的.具体原因: 1)异重流2)风的影响3)池内导流壁与刮泥设施的影响4)死角的存在,A.水流的紊动性(防止死角) 紊动性用雷诺数表示: 沉淀池的雷诺数表征水流惯性力与粘滞力的比值，一般在4000-15000(大于500),属于紊流状态,实际中通常要求
4、雷诺数越小越好.,B.水流的稳定性(防止异重流) 水流的稳定性用弗劳德数r表示,它反应的是水流惯性力与重力的比值 r数增大，表明惯性力作用相对增加，重力作用相对减小，水流对温差密度差异等影响的抵抗能力强，使沉淀池内的流态保持稳定，通常，平流沉淀池内r宜大于10-5,在平流式沉淀池中，降低e和提高r数的有效措施是减少水力半径，池中纵向分格及增加斜板斜管均能达到上述目的 在沉淀池中，增大水平流速，一方面提高了e,不利于沉淀，另一方面，r增大，提高了沉淀效果，这种矛盾导致沉淀池的水平流速可以在一个较宽的范围内进行选择，而对沉淀效果影响不太明显水平流速一般为10-25mm/s,）凝聚作用的影响 原水通
5、过絮凝池后，絮凝过程在沉淀池中继续进行 水在池内沉淀时间越长，池内因水流速度不同而引起的絮凝越完善，沉淀出水水质越好，因此沉淀时间对沉淀效果是有影响的 池中水深越大，池内因颗粒沉速不同引起的絮凝越完善，沉淀出水水质越好，因此沉淀池深对沉淀效果也是有影响的 这些都与理想沉淀池是不同的,三、平流沉淀池的基本结构 平流式沉淀池分为进水区、沉淀区、存泥区、出水区4部分。 1.进水区 进水区的作用是使流量均匀分布在进水截面上，尽量减少扰动。一般做法是使水流从絮凝池直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布在沉淀池的整个断面上，见图。为使矾花不宜破碎，通常采用穿孔花墙 V0.15-0.2 m/s，洞口总面积
6、也不宜过大。,2.沉淀区 沉淀区的高度一般约34m，平流式沉淀池中应减少紊动性，提高稳定性。 能同时降低雷诺数和提高弗劳德数的方法只能是降低水力半径R，措施是加隔板，使平流式沉淀池L/B4, L/H10，每格宽度应在38m不宜大于15m。 沉淀区水流速度的控制也很重要 适宜范围：10-25 mm/s（给水） 57mm/s（污水）,3出水区 通常采用：溢流堰（施工难），淹没孔口（容易找平）见图。孔口流速宜为0.60.7m/s，孔径2030mm，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，应尽量增加出水堰的长度，降低流量负荷。堰口溢流率一般小于500 ，目前我国增加堰长的
7、办法如图。,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） 穿孔管排泥：需存泥区，池底水平略有坡度以便放空。 机械排泥：带刮泥机，池底需要一定坡度，适用于3m以上虹吸水头的沉淀池，当沉淀池为半地下式时，用泥泵抽吸。 还有一种单口扫描式吸泥机，无需成排的吸口和吸管装置。沿着横向往复行走吸泥。,四、平流沉淀池的工艺设计 设计平流沉淀池的主要控制指标是表面负荷或停留时间。应根据原水水质、沉淀水质要求、水温等设计资料、运行经验确定。停留时间一般采用13h。华东地区水源一般采用12h。低温低浊水源停留时间往往超过2h。,1)几个参数
8、间关系 技术参数:水平流速v,停留时间t,表面负荷q0 构造参数:池长L,池深H,池宽B,五、斜板（管）沉淀池的特点与工艺设计 1）原理 由沉淀效率 公式可知： 在原体积不变时，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。 斜板（管）沉淀池与水平面成一定的角度（一般60左右）的板（管）状组件置于沉淀池中构成，水流可从上向下或从下向上流动，颗粒沉于斜管底部，而后自动下滑。 斜板（管）沉淀池的沉淀面积明显大于平流式沉淀池，因而可提高单位面积的产水量或提高沉淀效率。,2）分类 有异向流、同向流、横向流三种，目前在实际工程中应用的是异向流斜板（管）沉淀池，其结构见图。,2. 6澄清池(Clarifier),澄清
9、池将絮凝和沉淀过程综合于一个构筑物完成，主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时被阻留下来使水获得澄清的现象，称为接触絮凝。 在原水中加入较多絮凝剂，并适当降低负荷，经过一段时间，便能形成泥渣层，常用于给水处理。,1.悬浮澄清池 其结构见图722。悬浮澄清池结构简单，一般用于小水厂，运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不稳定），目前已很少用。,2.机械搅拌澄清池的设计要点： 清水区上升流速为0.81.1mm/s； 水在澄清池内总的停留时间可采用1.21.5h； 叶轮提升流量为进水流量的35倍； 原水进水管、三角配水槽的水流流速分别为1m/s、 0.4m/s； 第一絮凝室的容积：第二絮凝室的容积（含导流室）： 分离室为2：1：7，第二絮凝室与导流室的水流流速一般为4060mm/S； 直径大于6m时用68条集水槽，直径小于6m时用46条集水槽,水力循环澄清池的简图如图所示，水力循环澄清池现已很小使用。 水力循环澄清池的优点：不需机械搅拌，结构简单 水力循环澄清池的缺点：反应时间短，运行不稳定，泥渣回流控制较难，不能适应水温、水质、水量的变化，只能用于小水厂。,