水污染控制工程一沉淀1概述定义沉淀法是水处理的最基本的方法之一。它是利用水中悬浮物与水的密度差，在重力的作用下达到固液分离的一种方法。分类按水中悬浮物的高低以及悬浮颗粒的可沉性能分为四种类型：自由沉淀：离散性颗粒，沉速不变。絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增大。拥挤沉淀：又称分层或区域沉淀,颗粒浓度较高，沉淀中相互干扰，挤成一团，出现分层。压缩沉淀：颗粒浓度很高，相互接触，相互支撑，挤成团块状结构。应用给水处理：经混合、絮凝之后的原水进入沉淀池中除去大部分悬浮物和胶体物质。废水处理：预处理：如沉砂池，去除沙砾、果壳等颗粒物。初沉池：去除相当一部分悬浮物。二沉池：去除生物膜、活性污泥。浓缩池：使污泥进一步浓缩。2自由沉淀悬浮在水中的颗粒受到二种力的作用：重力和阻力。对处于静水中的球形颗粒而言：重力为：阻力为：式中：ρs、ρl：分别为颗粒和水的密度d：颗粒的平均粒径?：阻力系数u：颗粒沉速当F1=F2时，颗粒等速下沉，则有：（球状颗粒自由沉淀的沉速公式）在层流状态下，=24/ReRe=ud/代入上式得：（斯托克斯（stokes）公式）3沉淀池工作原理理想沉淀池对理想沉淀池有如下假定:颗粒处于自由沉淀状态。沉淀区过水端面上各点的水流速度相等，水平流速为v。进水区颗粒物分布均匀。颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。当颗粒进入沉淀池后，一方面随水流在水平方向流动，其水平流速为：式中：qv：进水流量A：沉淀区过水断面面积H：沉淀区水深b：沉淀区宽度另一方面，颗粒在重力作用下等速下沉，其沉淀速度为u，所以颗粒以v和u的合速度下沉。凡是沉速小于u0的颗粒从A点下沉肯定不能沉到池底，而沉速大于等于u0的颗粒则能沉到池底，u0称为“截留沉速”。该沉速实际上反应了沉淀池所能全部去除颗粒中最小颗粒的沉速。根据图中运动轨迹的相似三角形关系，可以得到：最后可得到：式中：q：表面负荷或溢流率（m3/m2?h）。由上式可以看出：沉淀池的表面负荷在数值上等于颗粒的截留沉速，但二者的含义不同。表面负荷表示单位表面积的沉淀池在单位时间内通过的流量，单位为m3/m2?h，截留沉速反应了沉淀池所能去除全部颗粒中最小颗粒的沉速，单位为m/h。对于u≥u0的颗粒可全部去除，u＜u0的颗粒部分去除。对沉速为ui（ui＜u0）而言有：讨论：E仅与q有关；当E一定时，沉速ui越大，则q越大，即产水量越大；当q一定时，ui越大，则E越大；在ui一定时，增加A，则E提高，对容积一定的沉淀池而言，池身浅时，表面积越大，E也越大，此即“浅池理论”。式中：P0：沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数；1-P0：沉速大于等于u0的颗粒去除百分数。4絮凝沉淀悬浮颗粒物在沉淀过程中相互碰撞、聚合，逐渐长大，沉速增大，其运动轨迹为一曲线。絮凝沉淀的沉淀效率只能根据沉淀实验加以计算。实验方法为中点取样法，实验所使用的沉淀柱应近可能与沉淀池深度相等，侧面有取样口。沉淀柱示意图中点取样法先测起始悬浮物浓度。水样搅匀，注入沉淀柱中。隔一定时间取样测悬浮物浓度。得一组时间t和去除率E的数据。处理数据：作E-t和E-u曲线。二沉砂池作用去除污水中的沙子、煤渣等颗粒物，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。要求对0.21mm的