16章沉淀和澄清ppt课件.ppt

第十六章 沉淀和澄清,第一节 沉淀分类第二节 平流沉淀池第三节 斜板、斜管沉淀池第四节 沉淀池类型 第五节 澄清池,本章知识要点,教学目的：学会设计沉淀池和澄清池基本要求：掌握沉淀机理； 掌握平流式沉淀池构造与设计计算； 了解澄清池的特点和分类重点与难点：1、悬浮颗粒在静水中的沉淀 2、平流沉淀池的构造与计算,16.1 悬浮颗粒在静水中的沉淀 沉淀 指悬浮颗粒依靠重力作用从水中分离出来的过程。 颗粒比重 1，下沉；比重 1，上浮 分类： 自由沉淀 拥挤沉淀 絮凝沉淀,1.自由沉淀 单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。2.拥挤沉淀 当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。3.絮凝沉淀 在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。,自由沉淀：水中悬浮物浓度较低，且没有凝聚性，颗粒之间互不干扰，在沉淀过程中，颗粒只受自身重力和水的阻力作用。 一般认为，悬浮颗粒与器壁的距离大于50倍颗粒的直径，同时体积浓度小于0.002时（5400mg/L），可认为自由沉淀，此时的沉淀速度称为自由沉淀速度。,1、悬浮颗粒在静水中的自由沉淀,自由沉淀可用牛顿第二定律表述。为分析简便起见，假定： 颗粒为球体，水是静止的； 沉降速度u=f(d, s ,c,T)的函数； 水是非压密性的，颗粒作用在同一重力场，容器壁对颗粒影响不予考虑。 颗粒在静水中的受力分析如图3-1，在水中作沉降运动时将受重力、浮力、摩擦阻力三种力的作用。,图31 自由沉淀受力分析图,（一）颗粒的重力为： F1=1/6 d3 s g,颗粒下沉的速度可得自牛顿第二定律：,vs颗粒下沉速度；,m颗粒的质量；,t时间。,s 颗粒的密度；,d颗粒直径；,g重力加速度。,（二）颗粒的浮力为：,F2= 1/6 d3 1 g,1水的密度。,（三）摩擦阻力其值与颗粒在运动方向上的投影面积A及动压1/2u2有关。 FD颗粒在水中所受的阻力； cD阻力系数； 1水的密度； A颗粒在运动方向垂直面上的投影面积 d2/4； u流速（下沉速度）有：,颗粒下沉时，起始沉速为零，故以加速度下沉，随着u增加，阻力也相应增加，很快颗粒即等速下沉。du/dt=0,可得均匀下沉速度,简称沉速u上式为沉速基本公式，式中虽不出现Re，但是，式中阻力系数CD却与Re有关，Re=ud/ 水的运动粘度。阻力系数CD与雷诺数Re的关系通过实验得出，见图：,1.层流区 Re1;此时曲线倾角为45,层流区,过渡区,紊流区,代入前式，得：,这个公式为斯笃克斯公式,式中（因为ss=s/ 1比重），即颗粒越大、水温越高，沉速u愈快. 运动粘滞系数； ss颗粒的比重。 这个公式适用d0.1mm泥沙颗粒， Re在10-4 1之间。,2.过渡区 1Re1000,此时取,代入公式，得阿兰公式：,这个公式适用于d2mm的砂粒。,3.紊流区 1000 Re105 此时cD=0.4，代入公式，得到牛顿公式：,这个公式适用d2mm的砂粒。 给水沉淀池中的泥沙颗粒的沉淀一般属于层流沉降状况。给水处理主要研究对象是0.1mm以下的颗粒的去除问题。在实际应用上，常常以沉速代表某一特点颗粒而无需求出颗粒的直径。沙粒粒径：d0.1mm u 7.5mm/s 去除容易 d=0.01mm u =0.075mm/s 不易下沉去除 d=0.001mm 胶体，不能自行下沉 必须混凝去除,图32 拥挤沉淀现象,2、悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）拥挤沉淀的沉淀特点 当水中悬浮颗粒的浓度高，颗粒在沉淀过程中互相干扰很大时，就产生了特殊的沉淀现象，即拥挤沉淀，如图32所示。分区条件：颗粒最大粒径/最小粒径2-3g/L活性污泥：1g/L,高浓度浊水：5g/L,（1）沉降过程分析整个沉淀筒中可分为清水（A）、等浓度区（B）、变浓度区（C）、压实区（D）等四个区。,拥挤沉淀试验的目的是求出浑液面沉淀过程线，即沉降过程中清水区与悬浮物区的界面线，如图34所示。,图34,浑液面沉降过程曲线,（2）.肯奇沉淀理论 由图7-2可知曲线a-c段的悬浮物浓度为C0，c-d段浓度均大于C0。 设在c-d曲线任一点Ct作切线与纵坐标相交于a点，得高度Ht。按照肯奇沉淀理论得：（7-10） 作Ct点切线，这条切线的斜率表示浓度为Ct的交界面下沉速度：（7-11）,3.相似理论 当原水颗粒浓度一样时，不同沉降高度的界面沉降过程曲线的相似性（见图7-3），即(7-12),16.2 平流沉淀池,平流沉淀池应用广泛，常用于城市水厂；城市水厂出厂水浊度一般3 NTU，（一些1 NTU）沉淀池出水浊度10 NTU工作原理：1、矩形水池，以砖、石、砼建造2、分进水、沉淀、污泥、出水4个区经混凝反应的原水流入沉淀池后，沿进水区整个截面均匀分配 沉淀区沉淀 缓慢流入出水口 污泥堆积浓缩排出,(1)理想沉淀池假设条件： ui不变：颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状、密度和沉速不变。 水平流速v不变：水流沿着水平方向流动。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。 颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水中。,1、理想沉淀池： 为了分析悬浮颗粒在实际沉淀池内的运动规律和沉淀效果，提出了“理想沉淀池”概念。,(2)基本组成进水区沉淀区出水区污泥区,理想沉淀池的工作过程分析,uu0的颗粒,uu0的颗粒,入流区,污泥区,uu0的颗粒,u=u0的颗粒,理想沉淀池的工作情况分析 考察顶点A处，从点A进入的颗粒，水平流速v，颗粒沉速u。 从图可看出，有的颗粒能全部沉到池底被去除，有的颗粒只能部分沉到池底被去除。 提出了截留沉速u0，这些颗粒中，必存在着某一粒径的颗粒，其沉速为u0，刚巧能全部沉至池底。,截留沉速u0指能够全部被去除的颗粒中的最小颗粒的沉降速度。,由图中u=u0该线可知： t=L/v，t=H/u0,而水平流速vQ/HB，代入上式得到：,式中，A为沉淀区水面的表面积。Q/A为单位面积产水量，称表面负荷率或溢流率，用q表示。上式表明，截留沉速u0和表面负荷q在数值上相等，但两者含义不同。,HL,HL,=,u0 = v,u0v,QA,QLB,=,u0 =,E = = = = =,2、沉淀效率（1）沉速为uiu0的某一特定颗粒的去除率E设原水中沉速uiu0的颗粒的浓度为C，沿着高度h内进入沉淀池的沉速为ui的颗粒能全部沉到池底被去除。故有：,式中，Qc为沿着高度h内进入沉淀池的水的流量；QcC即为被去除的该种颗粒的量。将u0的表达式代入上式，得到：,QC hBvC h h/t uQC HBvC H H /t u0,c i,uiQ / A,E =,哈真公式,去除率公式分析：, 当ui一定时，理想沉淀池效率与表面负荷有关 E、 ui、 Q/A 、 H 等因素之间的关系故生产上比较重视混凝工艺即沉淀池池深浅些表面积增大可提高去除率E，该理论称为“浅池理论”。斜板、斜管沉淀池正是基于浅池理论基础上发展起来,提高去除率途径,提高沉速ui,增大A,降低u0斜板（管）沉淀池 （浅池理论）,设Pi为所有小于ui的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率(累计百分数)，显然dpi为具有沉速ui的一种颗粒(非累计值)重量占原水中全部颗粒重量的百分率。按：,所有能够在沉淀池中下沉的，且沉速小于u0的颗粒重量占原水中全部颗粒重量的百分率及其去除率应为：,沉淀池总沉淀效率p为：,（2）沉淀池的总去除率,颗粒沉淀实验,在ti时，从底部取样，测Ci计算颗粒沉速：ui=h/ti沉速ui颗粒占全部的百分率：pi=Ci/C0,t=tiCi,四）、计算沉淀池效率的试验方法：,4. 绘制p-u曲线（颗粒粒度分布曲线）,四）、计算沉淀池效率的试验方法：,横坐标表示颗粒的沉速ui用以反应颗粒的大小； 纵坐标P表示水样中残存的悬浮颗粒浓度分数。,0,20,40,60,80,100,002,004,006,008,010,012,014,P,沉速 （cm/s）,dpi,ui,u0,p0,积累曲线,四）、计算沉淀池效率的试验方法：,目的：建立各个不同沉速与特定颗粒的残余百分比P的对应关系,四）、计算沉淀池效率的试验方法：,P (%),t （分）,P (%),u,与水深有关,与水深无关,思考：去除百分数P与时间、沉速的关系！,有一座平流沉淀池，水深3.5m，池长70m，设计水平流速12mm/S，当进水悬浮物含量为20mg/L时，水质分析资料如下表，按理想沉淀池计算，沉淀池出水悬浮物浓度为下列哪项？A 7.6mg/L B 9.0mg/L C 5.0mg/L D 3.8mg/L,有一座平流沉淀池，水深3.2m，长 80m,宽 12m，进水中颗粒沉速和所占的比例见下表，经测定，沉速为0.3mm/S的颗粒去除的重量占所有颗粒重量的5.5%，则该平流沉淀池设计处理水量为下列哪一项？ A 10.7万m3/d B 5.0万m3/d C 2.5万m3/d D 1.5 万m3/d,有一水库水源水含有沉速为 0.2、0.3、0.4、0.5mm/S的颗粒占所有颗粒的重量比为95%，经试验测得沉速 0.4mm/S的颗粒沉淀1.5h去除的重量占所有颗粒的重量比为65%，按此试验设计沉淀池面积为1450m2的平流沉淀池，当处理水量为5万m3/d，沉淀时间1.5h，进水悬浮固体含量为8mg/L，出水悬浮固体含量为1mg/L，由此推算沉速为0.3mm/s的颗粒占所有颗粒的重量比是以下哪一项？A 20% B 23.75% C 25% D 30%,影响平流沉淀池沉淀效果的因素,1、沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响理想：T=V/Q （理论停留时间）实际：部分水流通过沉淀区时，停留时间小 于理论停留时间T=V/Q，而另一部分水流 停留时间却大于T。,以上水流状况（短流）导致平流沉淀池偏离理想沉淀池。,在实际条件下会出现短流，1、池结构(进出口流态)2、外界影响(风、水质浓度、温度差)3、池内其他设备的存在（导流壁、刮泥设施）,短流的原因：1、进水的惯性作用2、出水堰产生的水流抽吸3、较冷或较重的进水产生的异重流4、风浪引起的短流5、池内存在导流壁和刮泥设施等,包括：异重流：异重流指较冷或较重的进水，由于密度不同而引起水流分层流动。异重流有温度差和浓度差两种情况。股流：股流由沉淀池进水的惯性作用引起。股流会加剧水流紊动，影响颗粒沉淀。,表面流：表面流由于风浪而引起。对于露天的沉淀池，大风刮过时，水流表面速度比池底快。故北方的水厂大多将构筑物建在室内。,滞流：滞流由于池子本身构造引起。例如池内的分隔墙、刮泥板等。,出水堰产生的水流抽吸作用。,池内异重流影响程度以及水流流态可用弗劳德数Fr、雷诺数Re来判别,水流的紊动性水流的紊动性用雷诺数Re来判别。,雷诺数值关系。,对平流沉淀池来说，Re400015000，（500）为紊流状态，不利于颗粒沉淀。 通常希望降低Re，以利于沉淀，即使v（水平流速）和R降低。,vR ，表示推动水流的惯性力与粘滞力的比,Re =,水流的稳定性水流的稳定性用弗劳德数Fr判别。,，表示推动水流的惯性力与重力的比,在沉淀池中，Fr越大，惯性力越大，则水流抵抗风浪、异重流的能力越强。 故通常希望增大Fr，即增大v和降低R。 平流沉淀池的Fr一般大于1105 1104 。,v 2Rg,弗劳德数 Fr =值关系。,综合以上分析，为提高平流沉淀池的处理效果，应降低Re，提高Fr，其最有效的方法是 减小水力半径R，并控制水平流速v1025mm/s。 减小水力半径的措施有：,在沉淀池中设分隔导流墙。采用多层多格沉淀池。采用斜板、斜管沉淀池。,实际应用： 由于实际沉淀池受各种因素的影响，采用沉淀试验数据时，应考虑相应的放大系数。,2、颗粒絮凝作用对沉淀效果的影响,原水经过絮凝池后，悬浮胶体杂质的絮凝过,程在沉淀池内仍然继续进行。表现在以下两个方面：水平流动,由于池内水平流速分布不均匀，存在速度梯度和湍流，将使颗粒碰撞，促进絮凝。水在池内的沉淀时间越长，由速度梯度引起的絮凝效果越好。 即停留时间对沉淀效果是有影响的。,竖向下沉,水中絮凝体颗粒大小不均，d不同，则沉速u也不同，会导致颗粒碰撞，促进絮凝。 池深越大，因u不同而引起的絮凝效果越好。 即沉淀池的水深对沉淀效果也是有影响的。（一般地，H=33.5m）因此，实际沉淀池偏离了理想沉淀池的假定条件。,二、平流沉淀池的构造,平流沉淀池可分为进水区、沉淀区、积泥区,和出水区四个部分。,1、进水区,进水区指絮凝池与沉淀池之间的配水廊道，也称为过渡区。进水区配水廊道一般宽为1.52m。,作用：均匀布水和消能、减少紊动。,装置：水流从絮凝池直接流入沉淀池，在两池之间设配水孔穿孔花墙。通过穿孔墙将水流均匀分布在沉淀池的整个断面上。,流速：v 0.15-0.2 m/s，洞口总面积不宜过大(d=100mm)。,如图所示为穿孔墙， 为保证墙的强度，洞口总面积不宜过大； 洞口断面形状宜沿水流方向逐渐扩大，以减少进口的射流。,2、沉淀区,（1）作用：泥水分离,（2）要求:降低雷诺数，提高弗劳德数，减小水力半 径。,（3）措施：设纵向分隔导流墙，（4）尺寸：水平流速v10-25 mm/s 沉淀池有效水深H=34m，超高为0.30.5m。 L=vT; （T=1-3h） B=Q/Hv 一般地，L/B4，L/H10。每格宽度宜在3-8 m，不宜大于15 m。,3、出水区,（1）作用：自表面均匀集水并防止带走池底沉泥。,（2）装置,:溢流堰：矩形薄壁堰和三角堰要求：堰顶水平，高差1mm；堰长度足够，一般要求堰上溢流率不超过500m3/dm。淹没孔口：即穿孔集水槽或穿孔集水管；/非淹没孔口要求：孔口流速v0.60.7m/s；孔口孔径2030mm；孔口在水面下0.120.15m；孔口水流应自由跌落到出水渠中。,单宽流量 q=Q/Lq 值越低越好，即为了缓和出水区附近的流线过于集中，应尽量增加出水堰的长度，降低堰口的流量负荷，即q。（图16-14）,4、积泥区,（1）作用：贮泥、浓缩和排泥,（2）排泥方式：水力排泥和机械排泥,水力排泥：集泥斗和穿孔排泥管,特点：设备简单，省机械，但排泥效果不,好，需定期放空冲洗。,机械排泥（常用）：多口虹吸式吸泥机和泵吸式 吸泥机，此时不需要存泥区,特点：排泥效果好，操作方便，耗水量少，土建施工方便，但需机械维修。,综上所述，由于T、H的影响，实际平流沉淀池偏离了理想沉淀池的假设条件，也偏离了哈真理论，故在实际设计中，应把H、T考虑进去。,一般在设计中取：,H34m；,T12h（北方T24h）。,沉淀池纵向分格,沉淀池的效率受到水流状况和凝聚作用影响，其中水流作用主要表现在Fr和Re上。 Fr反应了惯性力和重力的比值，Fr越大，水流稳定性越好；Re反应了惯性力和粘性力的比值，Re越小，越接近层流，有利于沉降。纵向分格后，减小了水力半径，使Fr增大，Re减小，有利于沉淀。,平流式沉淀池设计计算,(1).目的： 确定沉淀池的工艺尺寸，、。(2).已知条件: 设计流量,(3).参数选择范围 t=13h v=1025mm/s H=33.5m ， 每格 3-8m， B15m， L/B 4.0， L/H 10 溢流堰符合保证出水区出水，u0500m3/m d,(4).计算方法（P302） 按照表面负荷u0（Q/A）的关系计算沉淀池表面积A A=Q/u0 长度L=3.6vt 宽度B=A/L 按照停留时间t计算沉淀池有效容积（实际应用中多用） V=QT， B=V/LH(5) 复核 Fr=v2/R g （104105） Re=400015000,例题：设计日产水量为10万m3的平流式沉淀池，水厂本身用水占5%。采用两组池子。（P303）解：1、每组设计流量 2、设计数据的选用 3、计算 4、水力条件校核,16.3 斜板与斜管沉淀池 各种沉淀池简介,1、平流式沉淀池原理：特点：优点：构造简单，池深较浅，造价较低，沉淀效果稳定，操作管理方便，对原水变化的适应性较强，耗药量一般较低。缺点：平面面积较大，池深较浅，常限制了后续滤池形式的选用。适用：一般适宜用大、中型水厂。单池处理水量在2万m3/d以上。,2 竖流式沉淀池,原理：水流由下口流入池中，向上流动，沉速超过 上升流速的颗粒被去除。特点：多设计为圆锥形，占地大，效率相对其它沉 淀池低。适用：污水处理二十世纪50年代设计的小型水厂中曾采用。,3 辐流式沉淀池原理：水流从池中心进入流向周边，水平流速逐渐减 少，沉降杂质沉淀到底部。分类及特点：中央进水，周边出水：SS.浓度较大时容易出现异重流；周边进水，周边出水：布水均匀，水力条件较前者好。适用：高浊度水的预沉淀。,辐流式与平流式沉淀池比较：,辐流式沉淀池效率差：同流量下，沉淀区短，偏离理想沉淀池多；辐流式沉淀池稳定性差：同流量，同停留时间，水力半径远大于平流式，Fr远小于平流式。,4 迷宫斜板沉淀池：原理：在斜板沿水流方向上，设置翼片。相邻两斜板和两块翼片之间构成了翼片槽沉淀单元，主流每经过一个翼片单元被截留一部分。特点：沉淀效率高例：横向流斜板+翼片（扬子水厂）,斜板斜管沉淀池,构造,原理,u iQ / A,E =,1945年 Camp认为池浅为好,1955年 多层沉淀池产生,1959年 日本开始应用斜板,1972年 中国汉阳正式应用,1904年 Hazen 提出,浅层理论,哈真公式,在原体积不变时，减少H，加大A，,可以提高沉淀效率或提高Q,思考： 有一沉淀池，长为L，深为H，宽为B，沉淀池水平流速为v，截留速度为u0，沉淀时间为t。将此沉淀池加设两层底板，每层水深变为1/3H，在理想沉淀条件下，去除率为？,结论： 沉淀池分为n层，其处理能力是原来的n倍； 但是，分层导致排泥有很大的难度； 所以，可将平置的底板有一定角度的倾斜，预 留排泥区，解决问题。 即产生斜板斜管沉淀池。,斜板沉淀池：把与水平面成一定角度（一般60左右）的众多斜板放置于沉淀池中构成。 水流可从下向上流动（或从上向下、或水平流动），颗粒则沉于斜板底部，自动下滑。,特点 ：,（1）截留速度u0小，去除率E高。,平：u0=Q/A,斜：us =Q/（Af+A）,us u0,E = ui/u0,总 P,设计参数：,u0：0.350.6mm/s,us：0.150.4mm/s,(建议：0.250.3mm/s）,日本：0.140.28mm/s,（2）表面负荷率高,占地面积小,平流：u0斜板：,平流：u 0 ： 13m3/m2h斜板：q 0：911m3/m2h,占地面积：F = Q / q0,q0 u0,凌庄： 18万吨/日 斜管占地 为15万吨/日 平流的1/3,有效系数,斜板间距,计算长度,设计参数：,（3）缩短沉淀距离,减少沉淀时间,例：平流：H=3m，ui=2m/h T=3/2=1.5h,斜板： H=0.173m，ui=2m/h T=0.173/2=0.09h=5.4min,H=0. 1tg60o =0.173m,（4）改善水力条件，利于沉淀,斜板：,平流：,优缺点：主要优点： 利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力； 缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间； 增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。主要缺点： 斜板（斜管）容易堵塞 易滋生藻类等。,斜板（管）沉淀池分类,按水流方向： 上向流：水流与沉泥流向相反 平向流：水平流动，沉泥向下流 下向流：水流和沉泥由上而下流动（与上向流 相比，构造复杂，易堵塞）,斜板（管）沉淀池适用条件：1、适用于各种规模的水厂2、原水为不易滋生藻类的河水、水库或湖泊水3、受地形条件限制，不便建造单池规模较大的沉淀池的水厂4、为改善澄清池出水水质，在出水区另行加设斜管斜板沉淀池5、异向流斜管斜板沉淀池的原水浊度长期低于1000NTU以下,斜板与斜管比较,Re50,(1) E A管 A板,(2) Re(3) Fr,R=d/4,斜管更优于斜板,设计与计算,1.进水方向,(1)长边进水,(2)水流方向,2、整流配水墙：穿孔墙： 为保证絮体不被破碎，进孔流速不大于絮凝池出口流速，v0.15m/s； 进水区高度不小于1.5m,3. 倾角,a f =LBcos,滑泥不利,异向流： =60同向流： =3040,=5 水力滑泻 美国,4.斜板（管）长L,取斜板（管）长 1 米,5.斜板间距、斜管直径及其断面形状,斜板间距：50150mm，常为100mm（板距小，A大，E大，安装困难，不利排泥）,斜管直径：2540mm， 常为 25mm斜管通常采用正六边形,6.材料,斜板：木板,斜管：塑料 聚氯乙烯 聚丙烯,试验：纸质、木质、石棉水泥板、纸浆水泥板、玻璃钢,单体氯乙烯有毒聚氯乙烯配方含铅,7.表面负荷,q=Q/F,板间流速/管内流速：v=Q / ( F净sin),规范规定：q=9-11m3/m2h=2.5-3.0mm/s（取小值）,8、总高度 H=4.5-5.0m T沉=3-5min T总=20min,16.4 澄清池,澄清池集絮凝和沉淀过程于一体，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） 特点：集混凝、沉淀于一池；利用接触絮凝去除杂质；一定容积与浓度的活性泥渣层起作用。,泥渣为什么有净水作用 由于混凝剂混凝浑水后新生成的泥渣尚有大量的未饱和的活性集团，能继续吸附和粘附水中的悬浊物质，所以有净水作用。,泥渣净水的作用,泥渣具有疏松的结构和很大的表面积，浑水的混凝过程在泥渣的团体表面上进行（接触凝聚）要比在水中进行（自由凝聚）强的多，所以也提高了混凝效果。,悬浮泥渣层具有很高的浓度（从数百到数千mg/l）,能大大地增加泥渣之间的碰撞机会，促进絮凝颗粒的增大，这样就提高了絮凝体的沉淀速度。试验表明，当表面负荷q提高1mm/s左右时，仍能获得良好的出水水质。这个较沉淀池提高了约1倍。(平流池 0.5-0.6mm/s),泥渣的形成： 澄清池开始运行时进行培养，在培养期不排泥，利于泥渣形成； 原水中多投加混凝剂，低负荷运行，使泥渣逐步形成； 原水浊度低时，投加一定量粘土，促使泥渣形成； 把已投产池子排出的剩余泥渣引入新池,泥渣悬浮型泥渣循环型,脉冲澄清池悬浮澄清池机械加速澄清池水力循环澄清池,(2) 澄清池分类：,泥渣悬浮型澄清池 加药后的原水向上通过处于悬浮状态的泥渣层，水中杂质有充分的机会与结构较密的泥渣碰撞凝聚，这样就大大地提高了颗粒的沉速，从而可以提高水流上升流速或产水量。,泥渣循环型澄清池 泥渣在垂直方向上不断地循环，在泥渣循环的过程中，主动积极地来扑捉水中的杂质，进行接触絮凝作用，使杂质从水中分离出来，泥渣在循环过程中不断地壮大自己，因此，本身流速不断提高，从而提高沉淀效率。,1、真空泵脉冲发生器,工作过程： 真空泵-充水过程-最大水位-进气阀开启-放水过程-最低水位-进气阀关闭-真空泵自动工作特点： 澄清池的上升流速发生周期性变化（由脉冲发生器引起）上升流速下降：泥渣悬浮层收缩、浓度增大，颗粒排列密实；上升流速增大：泥渣悬浮层膨胀 此周期性变化利于微絮凝颗粒与泥渣进行接触絮凝，还可防止颗粒在池底沉积。,原水由进水管进入进水室，由真空泵造成的真空而使进水室的水位上升，此为冲水过程。当水面达到进水室最高水位时，进气阀开启，进水室通大气，这时进水室内水位迅速下降，向澄清池放水，此为放水过程。,适用： 70年代我国设计较多，现逐渐减少。 因为处理效果受水量、水质和水温影响较大，构造也较复杂。 已建的脉冲澄清池，有的已改建，有的增加斜板，使效果更好。,2、悬浮澄清池,加过药剂的原水经过气水分离器后，从穿孔配水管进入澄清池室，由下向上穿过悬浮泥渣层中进行絮凝和沉淀。,在泥渣悬浮层中，上升流速恰好使颗粒受到的阻力与其在水中的重力相等（处于动平衡状态），水通过悬浮层相当于泥渣在静水中的拥挤沉淀，沉速和泥渣浓度有关。 u=u(1-Cv)m u:拥挤沉速，等于悬浮层的上升流速 u：自由沉速 Cv：泥渣层体积浓度 m: 指数 静水效率和泥渣层浓度有关，一般控制在2500-5000mg/L，调整浓度的方法是控制上升流速和排泥。 强制出水管（穿孔）位于清水室下30cm，强制出水占总出水量30%。其主要作用是造成水位差，加强排泥。,特点： 构造简单； 对进水量、水质、水温的变化适应性较差，当进水流量、水质变化较大时，悬浮泥渣易遭破坏； 面积过大时，也容易导致配水和悬浮层浓度分布不均匀；故适用于中小型水厂。,机械搅拌澄清池,基本构造：如图所示，主要由第一絮凝室、第二絮凝室及分离室构成。池子上部为圆筒形，下部为截头圆锥形。,第一反应室,第二反应室,原理：利用机械搅拌使泥渣循环。加过药剂的原水在第一、二絮凝池与回流泥渣接触絮凝，在分离室中进行分离。,第一反应室,第二反应室,工作过程：原水进入环型三角配水槽，通过缝隙均匀流入第一反应室。 因原水中可能含有气体，汇集在三角槽顶部故应安装透气管。 加药地点可在进水管、三角配水槽，也可数处同时加注药剂，由实验决定。,第一反应室,第二反应室,搅拌设备：由提升叶轮、搅拌桨组成，一、二室分隔处。 提升叶轮可使回流水从一室提升至二室，泥渣不断循环； 搅拌使一室水体与进水迅速混合，泥渣随水流处于悬浮和环 流状态。 （注：Q回流=3-5倍 Q进水。）,第一反应室,第二反应室,导流室：二室设有导流板，用以消除因叶轮提升时所引起的水的旋转，使水流平稳地经导流室进入分离室。,第一反应室,第二反应室,分离室：下部为泥渣层，上部为清水层，清水向上经集水槽流至出水槽。 （注：清水层须1.5-2.0m，防止排泥不当导致泥渣层厚度变 化时仍保证出水水质。）,第一反应室,第二反应室,排泥：向下沉降的泥渣沿锥底的回流缝再进入一室，参加絮凝过程。一部分则自动排入泥渣浓缩室排除。,优点： 效率高，单位面积产水量大（我国应用最成功的一种） 具有较好的调节性能，使用水质、水量、水温的变化，工作稳定缺点： 需要机械设备 结构复杂,澄清池主要设计参数(P310;P12),在清水分离区的上升流速是一个重要参数过大，会使出水水质恶化，过小，会降低负荷量，增加建筑费用。一般=0.8-1.2mm/s，北方宜采用低值；为了保证接触絮凝时间，一般悬浮泥渣层厚度取1.5-2.5M，对低温低浊的原水宜采用大的厚度值。为了避免悬浮泥渣被带出池外，清水保护区厚度取1.5-2.0M；水在澄清池中的停留时间一般取1.0-1.5小时。,水力循环澄清池,原水从池底进入，先经喷嘴高速喷入喉管，在喉管下部的喇叭口附近造成真空而吸入回流泥渣。 原水与回流泥渣在喉管中剧烈混合后，被送入第一反应室和第二反应室。 从第二反应室流出的泥水混合液，在分离室中进行泥水分离，清水向上汇集于上部集水槽，下流的泥渣随水流回流至喷嘴，多余的泥渣进入泥渣浓缩室，如此周而复始。,原水流量与泥渣回流量之比一般为1：31：4。喉管和喇叭口的高低可用池顶的升降阀调节，以调整喷嘴与喉管的间距，借以控制回流泥渣量。,T絮短（914min），药耗大；适应性差回流量不易控制；单池面积小，直径越大，池深越大。,特点：,4、澄清池的历史和发展,澄清池二十世纪三十年代已在国际上开始应用。我国二十世纪六十年代初开始采用澄清池，尤其是机械搅拌澄清池使用较多。二十世纪八十年代期间，有的水厂还对六十年代以来被广为采用的机械搅拌澄清池和水力循环澄清池进行了技术改造，使其产水能力提高了1-2倍。,发展趋势,水力循环澄清池加上斜板，取得了降低电耗和改善絮凝条件的效果。搅拌叶片进行了改造后沉降比上升，出水浊度和药耗都有了明显的降低，出水量增加了一倍。 脉冲澄清池改进而成的超脉冲澄清池有占地面积小、造价低、絮凝效果好、适应性能好、运转灵活和操作简单等特点。,