水污染控制技术二章沉淀上浮气浮学习教案.pptx
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1、会计学 1水污染控制技术二章沉淀(chndin)上浮气浮第一页,共91页。(3)区域(qy)沉淀(成层、拥挤沉淀):因SS过大,沉淀过程中相邻颗粒间互相(h xing)妨碍、干扰,沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒,各自保持相对位置不变,颗粒群以整体向下沉降,并与上清液形成清晰的固液界面。(4)压缩(y su)沉淀:颗粒间相互支撑,上层颗粒在重力作用下挤压下层颗粒间的间隙水,使污泥得到浓缩。如二沉池中下部的沉淀如二沉池泥斗和浓缩池的过程第2页/共91页第二页,共91页。四点假设:1.自由(zyu)颗粒为直径均匀的球体 2.沉淀过程中颗粒大小形状重量不变 3.液体是静止,且非压缩性的 4.颗粒沉
2、淀是无干扰的,自由(zyu)沉淀运动3.自由(zyu)沉淀及其理论基础g F2+F3F1y 球状颗粒自由沉淀(chndin)时力的平衡图第3页/共91页第三页,共91页。由牛顿第二(d r)定律得:带入整理(zhngl)得:-即斯托克斯公式。第4页/共91页第四页,共91页。颗粒的沉降速度 正比于,如,颗粒下沉;如,颗粒上浮。反比于水的粘滞(zhn zh)度,同一颗粒在不同水质和水温条件下有不同的值,如水温升高,下降,增大。正比于颗粒本身直径(zhjng)的平方,如在颗粒下沉的过程中进行适当的搅拌,促使颗粒相互碰撞、絮凝使粒径增大可获得很好的效果。-斯托克斯公式。第5页/共91页第五页,共91
3、页。3.自由沉淀(chndin)试验及沉淀(chndin)曲线实验(shyn)材料:实验(shyn)柱68个,d80100mm,h15002000mm,取样口位于1200mm处。实验过程:经沉淀t1、t2、t3 ti tn时,分别在18号沉淀柱取水样100mL,得出水SS浓度C1 C8,并作出t的关系曲线以及ui的关系曲线实验结果:第6页/共91页第六页,共91页。对于u ui的颗粒,可在时间(shjin)ti内全部沉淀去除;沉降柱修正试验法:试验方法同前,在每根沉降柱上开多个取样口,在H以上所有(suyu)取样口的取样(从中间0.5H处取样)。沉速ui:是指在沉淀时间ti内能从水面(shu
4、min)恰好下沉到水深H处的最小颗粒的沉淀速度。而对u ui的颗粒,在时间ti内能否被沉淀去除取决于颗粒所在位置,因而此方法存在误差。设水样中的SS浓度为Ci,则出水中的剩余SS的比例为Pi=100%Ci/C0,SS实际在ti时的去除率为1-Pi,作P0 ut曲线,第7页/共91页第七页,共91页。凡ut u0H/t的所有颗粒都可能去除,其去除率为1 P0;沉速ut u0H/t的颗粒能被去除的数量(shling)作如下讨论:第8页/共91页第八页,共91页。设其中某特定粒径的颗粒的重量是悬浮物总量的dP,它能被去除的比值为ut/u0,其在t时刻去除该颗粒的数量为:可见ut u0的颗粒能被去除的
5、数量为:总去除量为:第9页/共91页第九页,共91页。的计算:第10页/共91页第十页,共91页。实验 实验(shyn)(shyn)数据处理 数据处理举例 举例第11页/共91页第十一页,共91页。第12页/共91页第十二页,共91页。第13页/共91页第十三页,共91页。(1)沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同,水平流过为V;(2)悬浮(xunf)颗粒在沉淀区等速下沉,下沉速度为u;4.理想(lxing)沉淀池原理 理想(lxing)沉淀池的四点假设:(3)在沉淀池的进口 区域,水流中的悬浮 颗粒均匀分布在整个 过水断面;(4)颗粒一经沉到池 底,就认为已被去除。第14页/共91页第十四页
6、,共91页。1)平流(pn li)式理想沉淀池根据几何相似(xin s)原理可见(kjin)ut u0的颗粒能被去除的数量为:将实际数据 Q、L、B、H带入,则颗粒在池内最长沉淀时间为:沉淀池容积第15页/共91页第十五页,共91页。Q/A的物理(wl)意义:在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,即表面负荷率或溢流率,用q表示(m3/(m2s)或m3/m2h)。表面负荷q的数值等于颗粒沉速u0。所以,平流(pn li)式理想沉淀池的去除率取决于沉淀池的表面积有关而与池深无关。第16页/共91页第十六页,共91页。竖流式理想沉淀池(自学。分析方法同前,但结果有差距(chj),p100p0)。实
7、际沉淀池与理想沉淀池之间的差距(chj)(自学)a.深度方向水流速度分布不均匀对去除率没有影响。b.宽度方向水流速度分布不均匀是降低沉淀池去除率的主要原因。c.紊流对去除率的影响:减慢沉速,降低去除率;扰动底部沉淀物,降低去除率。第17页/共91页第十七页,共91页。2.3.2 2.3.2 沉砂池 沉砂池(1)分离(fnl)密度为大于2.65、粒径大于0.2mm的砂粒、灰渣 等无机固体颗粒;1.位置(wi zhi):泵站、沉淀池之前;2.作用(zuyng):(2)使水泵和管道免受磨损和阻塞;(3)减轻沉淀池的无机负荷;(4)污泥具有良好的流动性,便于排放输送。平流式、曝气式、钟式3.类型:第1
8、8页/共91页第十八页,共91页。沉砂池的去除(q ch)对象:砂粒、比重为2.65、粒径0.2mm以上。第19页/共91页第十九页,共91页。(1)平流(pn li)式沉砂池 第20页/共91页第二十页,共91页。贮砂斗一般(ybn)按2日以内的沉砂量设计,斗壁倾角不小于55;池底以0.010.02的坡度坡向砂斗。平流(pn li)沉砂池的主要设计参数如下:流量当废水以自流方式进入(jnr)时,应取最大小时流量;当用泵送入时,应取工作水泵的最大组合流量。分格数2,并按并联方式运行。流速停留时间结构尺寸沉砂量 依水质不同而异,对城市污水可按每30m3沉砂/106m3废水考虑。排砂方式:重力排砂
9、,排砂管d 200mm。对大中型污水处理厂,一般采用机械排砂。第21页/共91页第二十一页,共91页。第22页/共91页第二十二页,共91页。式中:平流(pn li)式沉砂池的计算公式:(1)长度(chngd)L-设计(shj)有效水深,-最大设计流量时的速度,-最大设计流量时的停留时间,(2)水流断面面积A式中:-最大设计流量,(3)池总宽度b式中:-设计有效水深,式中:(3)池总宽度b式中:-设计有效水深,-设计有效水深,-设计有效水深,第23页/共91页第二十三页,共91页。(4)贮砂斗所需容积(rngj)V式中:X-城市污水的沉砂量,一般采用30m3/106m3(污水)t-排砂时间(s
10、hjin)的间隔,d;kz-城市污水流量的总变化系数.第24页/共91页第二十四页,共91页。-贮砂斗高度(god),m(5)贮砂斗各部分(b fen)尺寸计算设贮砂斗底宽b1=0.5m;斗壁与水平面的倾角(qngjio)为60;则贮砂斗的上口宽b2为:贮砂斗的容积V1:式中:S1,S2-分别为贮砂斗上口和下口的面积.第25页/共91页第二十五页,共91页。(7)池总高度(god)h(6)贮砂室的高度h3设采用(ciyng)重力排砂,池底坡度i=6%,坡向砂斗,则n1-最小流量(liling)时工作的沉砂池数目;Amin-最小流量(liling)时沉砂池中的水流断面面积,m2.式中:h1-超高
11、,m;h3-贮砂斗高度,m(8)核算最小流速式中:-设计最小流量,m3/s第26页/共91页第二十六页,共91页。(2)曝气沉砂池 第27页/共91页第二十七页,共91页。曝气装置(zhungzh)多采用穿孔管曝气器,孔径2.56.Omm,曝气管安装于池壁一侧距池底0.60.9m处,曝气量为0.2m3(空气)/m3(水)或1.5m3(空气)/m3(池容)h。曝气沉砂池的主要(zhyo)设计参数:水平流速0.080.12ms,在过水断面周边(zhu bin)的最大旋转线速为0.250.4ms。流速:停留时间:13min。有效水深取23m,宽深比为(1l.5):1,长宽比5,池长1420m。第28
12、页/共91页第二十八页,共91页。4.4.沉砂池的运行沉砂池的运行(ynxng)(ynxng)与管与管理理(1)平流沉砂池的工艺控制:水平(shupng)流速:0.140.30m/s,大砂粒取大值,小砂粒取小值.控制(kngzh)方式:一种是改变投入运转的池数,另一种是调节出水溢流可调堰.水力停留时间是决定能沉淀下来的砂粒的沉淀效率.第29页/共91页第二十九页,共91页。第30页/共91页第三十页,共91页。5.沉砂池的运行(ynxng)与管理n n(3)配水和气量分配n n(4)排砂操作(cozu)n n(5)清除浮渣n n(6)卫生与安全n n(7)分析测量与记录第31页/共91页第三十
13、一页,共91页。2.3.3 2.3.3 沉淀池沉淀池 初沉池是一级污水处理的主体构筑物,或作为二级处理的预处理,可去除4055的SS、2030的BOD5,降低(jingd)后续构筑物负荷。按工艺(gngy)布置分:初沉池和二沉池。按池内水流方向(fngxing)分:平流式、辐流式和竖流式 二沉池位于生物处理装置后,用于泥水分离,它是生物处理的重要组成部分。经生物处理二沉池沉淀后,一般可去除7090的SS和6595的BOD5。第32页/共91页第三十二页,共91页。一般规定:a.沉淀池数目不应少于2座,宜按并联(bnglin)运行设计。b.沉淀池的超高h 0.3m,其缓冲层高度一般采用0.30.
14、5m。c.初沉池应设撇渣设施。1.沉淀池形式(xngsh)、一般规定第33页/共91页第三十三页,共91页。d.有效水深H、沉淀时间t与表面负荷率的关系(gun x)如下:表面负荷率q 沉淀时间t(h)(m3/m2h)H2.0m 2.5m 3.0m 3.5m 4.0m 3.0-1.0 1.17 1.33 2.5 1.0 1.20 1.40 1.60 2.0 1.0 1.25 1.50 1.75 2.0 1.5 1.33 1.67 2.00 2.33 2.67 1.0 2.0 2.5 3.0 3.50 4.0 e.污泥区容积按 2d污泥量计算。采用机械(jxi)排泥时,可按4h泥量计算;人工排泥
15、应按每天排泥量计算。初沉池排泥静水头1.5m;二沉池排泥静水头为:活性污泥法 0.9m,膜法0.9m。第34页/共91页第三十四页,共91页。f.污泥斗斜壁与水平面倾角:方斗60,圆斗55。g.排泥管d 200mm,采用多泥斗时应设单独闸阀和排泥管。h.沉淀池入口和出口均采取整流措施,入流口设调节闸门,以调节流量;出口堰也如此。i.重力(zhngl)排泥时,污泥斗的排泥管一般采用铸铁管,其下端伸入斗内,顶端敞口,伸出水面,以便与大气连通;在水下0.91.5m处接水平排泥管,污泥借静水压力排出。第35页/共91页第三十五页,共91页。2.平流(pn li)式沉淀池进水区有侧向配水槽、挡流板组成(
16、z chn)。挡板入水深度:0.25m,高出水面:0.150.2m,距流入槽:0.51.0m。构造:由进水、沉淀、缓冲、污泥、出水五区以及排泥装置(zhungzh)组成。第36页/共91页第三十六页,共91页。第37页/共91页第三十七页,共91页。第38页/共91页第三十八页,共91页。第39页/共91页第三十九页,共91页。第40页/共91页第四十页,共91页。出水区由出水槽和挡板组成(z chn)。出水槽为自由溢流堰,其要求水平,以保证出流均匀,控制沉淀池水位。堰口采用锯齿形,最大负荷2.9L/(m.s)(初沉池)、1.7L/(m.s)(二沉池)。为改善出水水质,可设多出水槽,以降低出水
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