沉淀与澄清

       沉淀与澄清一、沉淀理论基础 悬浮颗粒在水中的沉降,根据其浓度及特性,可分为四种基本类型：自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降、压缩沉降。1、自由沉降 颗粒在沉降过程中呈离散状态,其形状、尺寸和质量均不改变，下沉速度不受干扰。如沉砂池。 对于低浓度的离散颗粒，如沙砾、铁屑等。2、絮凝沉降 在沉降过程中各颗粒之间能相互黏结，其尺寸、质量会随深度的增加而逐渐变大，沉速也增大。例如混凝沉淀池、初沉池的后期、二沉池中初期的沉降。 悬浮物的去除率与沉淀速度、深度有关。3、拥挤沉降 颗粒在水中的浓度较大 时，其间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间的相对位置不变，作为一个整体而成层沉降。 在清水和浑水之间形成明显的界面，沉降过程实际上就是这个界面的下沉过程。例如高浊度水的沉淀、二次沉淀池后期的沉降。 当悬浮物质的数量占液体体积的1%左右时就会出现此现象。4、压缩沉降 也称作污泥浓缩。颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。----沉淀池底部的污泥斗中或污泥浓缩池中。 浓缩的过程是不断排除孔隙水的过程。二、沉淀池按池内水流方向的不同，可分为：1、平流式沉淀池 *早和*常用的型式。多用于较大流量的水处理厂。 图2-7 平流式沉淀池2、竖流式沉淀池 单池容量小，用的较少。 图2-8 竖流式沉淀池 3、辐射式沉淀池 直径较大、水深相对较浅的圆形池子。适用于大型水厂。 图2-9 辐射式沉淀池 4、斜板斜管沉淀池为了克服普通沉淀池的去除效率低、占地面积大的缺点，可改善悬浮物的沉降性能(如投加混凝剂等)和改进沉淀池的结构（主要采用斜板和斜管式沉淀池）。a、浅池沉淀原理：理想沉淀池的水平流速u0为水的流量与沉淀池的面积的比值（Q/A），如果Q不变，则增大A，就可减小u0，即有更多的悬浮物可以沉下，提高了沉淀效率。又因为t=H/u0，则在保持u0不变的条件下，随着有效深度H的减小，沉淀时间t就可按比例缩短，从而减小了沉淀池的体积。若将水深为H的沉淀池分隔为n个水深为H/n的沉淀池，则当沉淀区长度为原来长度的1/n时，就可处理与原来的沉淀池相同的水量，并达到相同的处理效果，即池子越浅，越缩短时间。这就是浅池沉淀原理。为了让沉到底部的污泥便于去除，将这些浅的沉淀区倾斜60°，以使污泥顺利滑下，则称之为斜板沉淀池；若将沉淀区内进一步分隔成波纹形管或蜂窝形板，则称之为斜管沉淀池。 b、斜板和斜管式沉淀池的构造根据水流和泥流的方向，可将斜板斜管沉淀池分为异向流、同向流和横向流三种类型，图2-10是斜板（管）沉淀池的示意图。 图2-10斜板（管）及斜板（管）1-配水槽；2-穿孔墙；3-斜板或斜管；4-淹没孔口；5-水槽；6-排泥管；7-支架 四 澄清和澄清池1、澄清 澄清池是完成水和药剂的混合、反应以及絮凝体的分离三个阶段。 水中起接触絮凝作用的介质是呈悬浮状态的泥渣。当水中的悬浮颗粒与混凝剂作用而形成微小絮凝体后，一旦在运动中与相对巨大的泥渣接触碰撞，就被吸附在泥渣颗粒表面而被迅速除去。 因此保持悬浮状态的、浓度稳定且均匀分布的泥渣区就成为决定澄清处理效果的关键。2、澄清池1) 特点：利用活性泥渣与原水进行接触絮凝,将反应池和沉淀池统一在一个设备分类 a) a) 机械加速澄清池 是利用机械搅拌作用来完成混合、泥渣循环和接触絮凝过程的。 整个池体由一次混合反应区、二次混合反应区、导流筒、分离室和泥渣浓缩区等五个主要部分组成。 图2-11 机械搅拌加速澄清池 泥渣浓缩斗：排去多余的污泥；机械刮泥机：**池底污泥。 优点：效率较高，运行比较稳定，对原水水质和处理水量的变化适应性较强，操作方便。b) 水力循环澄清池 原水加混凝剂混合后，由池子底部中心进入池内，经喷嘴喷出，进入上面的混合室、喉管和**反应室。 图2-12 水力循环澄清池 喷嘴和混合室组成一个射流器，喷嘴高速水流把池子锥形底部含有大量矾花的泥水吸进混合室内，并和加药后的原水混合，经**反应室喇叭口溢流出来，进入**反应室中。 **反应室和**反应室构成了一个悬浮区，其中矾花发挥了接触絮凝的作用，去除了进水中的细小悬浮物。 **反应室出水进入分离室，澄清后的水经环形集水槽流出池外，沉淀泥渣则向下流动，经喷嘴吸入与进水混合，在重复上述水流过程。c) 悬浮澄清池 经过混合反应后的原水由池底进入，在矾花悬浮层发生接触絮凝作用，使进水中的悬浮物得到去除。 悬浮物中的矾花在吸附了水中悬浮颗粒后会不断增加，使悬浮层逐渐膨胀，当超过一定高度时，则通过排泥窗口自动排入泥渣浓缩室，压实后定期排除池外。 由于在进水量或水温发生变化时，悬浮层工作不稳定，因此这种池型现在已很少采用。d) 冲澄清池 进水通过配水竖井在脉冲水流发生器的控制下向池内脉冲式间歇进水，使池内泥渣一直处于周期性的膨胀悬浮和下沉压缩状态。 水流在穿过泥渣层时，其中已形成的絮凝体便被泥渣截留而去除，使水得到澄清。 脉冲作用可使悬浮层的工作稳定，断面上的浓度分布均匀，加强了颗粒的接触碰撞，从而改善混合絮凝的条件，提高了净水效果。 四、预沉方式和系统选择1. 预沉方式可选用自然沉淀或混凝沉淀工艺。 混凝沉淀的经济性优于自然沉淀。斜板斜管技术用于自然沉淀或混凝沉淀后，能大大提高经济性。2. 采用混凝工艺预沉时，应注意絮凝剂的使用范围。3. 工业水处理澄清器对原水悬浮物有一定的适应范围，如机械搅拌或水力加速澄清池为3000 mg/L、悬浮澄清池为500mg/L；当原水悬浮物大于上述数值时，就要考虑预沉。

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