第十六章 沉淀和澄清

1、第六章第六章 沉淀與澄清沉淀與澄清講授內(nèi)容：講授內(nèi)容：理想沉淀池的沉淀理論、影響平流理想沉淀池的沉淀理論、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素、斜板斜管沉淀池、式沉淀池沉淀效果的因素、斜板斜管沉淀池、澄清池澄清池計劃學時：計劃學時：8學時學時講授重點及難點：講授重點及難點：自由沉淀試驗、凝聚性顆粒自由沉淀試驗、凝聚性顆粒的沉淀過程分析的沉淀過程分析參考教材：參考教材：給水處理理論給水處理理論許保玖主編許保玖主編主要內(nèi)容主要內(nèi)容6.1 懸浮顆粒在靜水中的沉淀懸浮顆粒在靜水中的沉淀6.2 平流式沉淀池平流式沉淀池6.3 斜板與斜管沉淀池斜板與斜管沉淀池6.4 澄清池澄清池6.1 懸浮顆粒在靜水中的沉淀懸

2、浮顆粒在靜水中的沉淀6.1.1 沉淀分類及基本概念沉淀分類及基本概念一、沉淀分類一、沉淀分類v按懸浮物的類型按懸浮物的類型自由沉淀；絮凝沉淀自由沉淀；絮凝沉淀v按水流狀態(tài)按水流狀態(tài)靜水中沉淀；動水中沉淀靜水中沉淀；動水中沉淀v按雜質(zhì)（體積濃度）按雜質(zhì)（體積濃度） 自由沉淀；擁擠沉淀自由沉淀；擁擠沉淀1、什么叫沉淀？什么叫沉淀？ 依靠重力沉降作用，懸浮顆粒從水中分離出來的過程依靠重力沉降作用，懸浮顆粒從水中分離出來的過程叫沉淀。叫沉淀。2、什么叫澄清？什么叫澄清？ 將反應和沉淀兩個過程綜合于一個構筑物中完成叫澄清將反應和沉淀兩個過程綜合于一個構筑物中完成叫澄清。3. 什么叫自由沉淀？什么叫自由沉

3、淀？ 顆粒在沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身顆粒在沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用在水中的重力和水流阻力的作用，即為。當固體顆粒，即為。當固體顆粒與器壁的距離大于與器壁的距離大于50倍顆粒的直徑，同時顆粒的濃度小倍顆粒的直徑，同時顆粒的濃度小于于5000mg/L時，可近似地認為是自由沉淀。時，可近似地認為是自由沉淀。 n常見于：沉砂池、初次沉淀池常見于：沉砂池、初次沉淀池4、什么叫擁擠沉淀什么叫擁擠沉淀 顆粒在沉淀過程中彼此相互干擾，或者受到容器壁的干擾，顆粒在沉淀過程中彼此相互干擾，或者受到容器壁的干擾，雖然其粒度和第一種相同，但沉淀速度卻較小雖然

4、其粒度和第一種相同，但沉淀速度卻較小，稱為。，稱為。 5、什么叫絮凝沉淀什么叫絮凝沉淀 在沉淀的過程，顆粒由于相互接觸絮聚而改變大小、形狀、在沉淀的過程，顆粒由于相互接觸絮聚而改變大小、形狀、密度，且隨著沉淀深度和時間的增長，沉速也越來越快，絮凝密度，且隨著沉淀深度和時間的增長，沉速也越來越快，絮凝沉淀由凝聚性顆粒產(chǎn)生沉淀由凝聚性顆粒產(chǎn)生，叫，叫 。常見于：混凝沉淀后生物污泥的沉淀常見于：混凝沉淀后生物污泥的沉淀6、什么叫成層沉淀什么叫成層沉淀 沉淀過程中絮凝的懸浮物形成層狀物，成整體沉淀狀，形成沉淀過程中絮凝的懸浮物形成層狀物，成整體沉淀狀，形成較明顯的固液因而稱為較明顯的固液因而稱為 。

5、常見于：活性污泥法的二沉池，污泥濃縮池、化學凝聚沉淀常見于：活性污泥法的二沉池，污泥濃縮池、化學凝聚沉淀 6.1.2 懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀 基本假設條件基本假設條件1) 1) 自由顆粒為一個直徑均勻的球型；自由顆粒為一個直徑均勻的球型；2) 2) 在沉淀過程中顆粒大小，形狀和重量等均不發(fā)生變化在沉淀過程中顆粒大小，形狀和重量等均不發(fā)生變化3) 3) 液體是靜止的，非壓縮性的；液體是靜止的，非壓縮性的；4) 4) 自由顆粒只在重力作用下發(fā)生沉淀，在運動過程中不自由顆粒只在重力作用下發(fā)生沉淀，在運動過程中不受器壁和其它顆粒的影響；受器壁和其它顆粒的影響；5) 5)

6、自由顆粒在運動起始不久后就成為等速運動，即加速自由顆粒在運動起始不久后就成為等速運動，即加速度度du/du/dtdt=0=0。 6.1.2 懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀 顆粒在靜水中的沉淀速度取決于：顆粒所受的重力、浮力和水顆粒在靜水中的沉淀速度取決于：顆粒所受的重力、浮力和水流阻力，如下圖示。流阻力，如下圖示。 其所受到的重力為：其所受到的重力為：所受浮力：所受浮力： 合力為：合力為：所受到的水流阻力：所受到的水流阻力： (6-2) F2與顆粒大小、形狀、粗糙度、沉速有關，與顆粒大小、形狀、粗糙度、沉速有關，也與密度和粘度有關。也與密度和粘度有關。 gdFp)(611

7、31 422212duCFD F2F2gdFp)(61131 422212duCFD 根據(jù)牛頓第二定律可知：根據(jù)牛頓第二定律可知：顆粒下沉加速度為：顆粒下沉加速度為： (6-1)根據(jù)牛頓第二定律可知：根據(jù)牛頓第二定律可知：(6-3) 達到重力平衡時，達到重力平衡時， 加速度為零即加速度為零即du/du/dtdt0 0，令式（，令式（6-3）左邊為零，加以整理，得沉速公式：左邊為零，加以整理，得沉速公式： （6-4） 42)(616321123duCgddtdudDpp dCgupD1134 CD與與Re有關，如圖示。有關，如圖示。 1、斯篤克斯公式、斯篤克斯公式當當Re1時：呈層流狀態(tài)時：呈層

8、流狀態(tài)(6-5) 斯篤克斯公式：斯篤克斯公式：(6-6) eDRC24 21181gdup 2、牛頓公式牛頓公式 當當1000Re25000時，呈紊流狀態(tài)時，呈紊流狀態(tài)，CD接近于常數(shù)接近于常數(shù)0.4代入（代入（6-5）得牛頓公式：得牛頓公式： （6-7）當當1Re1000時，屬于過渡區(qū)時，屬于過渡區(qū)，CD近似為近似為（6-8） 代入得阿蘭公式：代入得阿蘭公式：（6-9） 在低在低Re范圍內(nèi)，由于顆粒很小，測定顆粒粒徑很困難，但測范圍內(nèi)，由于顆粒很小，測定顆粒粒徑很困難，但測定顆粒沉速較容易，故定顆粒沉速較容易，故常以測定的沉速用斯篤克斯公式反算顆粒常以測定的沉速用斯篤克斯公式反算顆粒粒徑粒徑

9、。不過此粒徑只是相應于球形顆粒的直徑，并非實際粒徑。不過此粒徑只是相應于球形顆粒的直徑，并非實際粒徑。在在實用上常用沉速代表某一特定顆粒而不追究顆粒粒徑。實用上常用沉速代表某一特定顆粒而不追究顆粒粒徑。 dgus1183. 1 Re10 DCdgus311221)(2554 6.1.3 懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀1、沉降過程分析、沉降過程分析 如圖示，整個沉淀筒中可分為：如圖示，整個沉淀筒中可分為： A 清水區(qū)清水區(qū)B等濃度區(qū)等濃度區(qū)C變濃度區(qū)變濃度區(qū)D壓實區(qū)壓實區(qū)該區(qū)濃度都是均勻的，區(qū)內(nèi)顆粒大小雖該區(qū)濃度都是均勻的，區(qū)內(nèi)顆粒大小雖不同，但由于互相干擾的結果，大顆粒不

10、同，但由于互相干擾的結果，大顆粒沉降變慢了，而小顆粒沉降卻變快了，沉降變慢了，而小顆粒沉降卻變快了，因而形成等速下沉的現(xiàn)象，整個區(qū)似乎因而形成等速下沉的現(xiàn)象，整個區(qū)似乎都是由大小完全相符的顆粒組成的。當都是由大小完全相符的顆粒組成的。當最大粒度與最小粒度之比約為最大粒度與最小粒度之比約為6：1以下以下時，就會出現(xiàn)這種等速下沉的現(xiàn)象。時，就會出現(xiàn)這種等速下沉的現(xiàn)象。 顆粒等速下沉的顆粒等速下沉的結果，在沉淀筒結果，在沉淀筒內(nèi)出現(xiàn)了一個清內(nèi)出現(xiàn)了一個清水區(qū)，清水區(qū)和水區(qū)，清水區(qū)和等濃度區(qū)之間形等濃度區(qū)之間形成一個清晰的交成一個清晰的交界面，稱渾液面。界面，稱渾液面。其下沉速度代表其下沉速度代表了顆

11、粒的平均沉了顆粒的平均沉降速度。顆粒間降速度。顆粒間的絮凝過程越好，的絮凝過程越好，交界面就越清晰，交界面就越清晰，清水區(qū)內(nèi)的懸浮清水區(qū)內(nèi)的懸浮物就越少。物就越少。緊靠沉淀筒底部的懸浮物很快就被管緊靠沉淀筒底部的懸浮物很快就被管底截住，這層被截住的懸浮物又反過底截住，這層被截住的懸浮物又反過來干擾上面的懸浮物沉淀過程，同時來干擾上面的懸浮物沉淀過程，同時在底部出現(xiàn)一個壓實區(qū)。壓實區(qū)內(nèi)的在底部出現(xiàn)一個壓實區(qū)。壓實區(qū)內(nèi)的懸浮物有兩個特點：一個是從壓實區(qū)懸浮物有兩個特點：一個是從壓實區(qū)的上表面起到管底上，顆粒沉降的速的上表面起到管底上，顆粒沉降的速度是逐漸減小的，在管底的顆粒沉降度是逐漸減小的，在管

12、底的顆粒沉降速度為零；二是由于筒底的存在，壓速度為零；二是由于筒底的存在，壓實區(qū)內(nèi)懸浮物緩慢下沉的過程，也就實區(qū)內(nèi)懸浮物緩慢下沉的過程，也就是這一區(qū)內(nèi)懸浮物緩慢壓實的過程。是這一區(qū)內(nèi)懸浮物緩慢壓實的過程。 從壓實區(qū)與等濃度區(qū)的特點從壓實區(qū)與等濃度區(qū)的特點比較，就可以看出它們之間比較，就可以看出它們之間必然存在一個過渡區(qū)，即一必然存在一個過渡區(qū)，即一個從等濃度區(qū)的濃度逐漸變個從等濃度區(qū)的濃度逐漸變?yōu)閴簩崊^(qū)頂部濃度的區(qū)域。為壓實區(qū)頂部濃度的區(qū)域。沉淀試驗的目的是沉淀試驗的目的是求出等濃度區(qū)的濃度以及沉淀過程線，求出等濃度區(qū)的濃度以及沉淀過程線，即交界面沉降過程線即交界面沉降過程線，如圖示。，如圖示

13、。 A 清水區(qū)清水區(qū)B等濃度等濃度區(qū)區(qū)C變濃度變濃度區(qū)區(qū)D壓實區(qū)壓實區(qū)ab段：為上凸的曲線，段：為上凸的曲線，因顆粒凝聚度變大，使下因顆粒凝聚度變大，使下降速度逐漸變大。降速度逐漸變大。 bc段：為直線，段：為直線，表明交界面等速下表明交界面等速下降，一直到降，一直到c點點（當渾水自然沉淀（當渾水自然沉淀時，時，abc段基本上段基本上是一直線）。是一直線）。 cd段：為下凹的曲線，段：為下凹的曲線，表明交界面下降速度逐漸表明交界面下降速度逐漸變小。此時變小。此時B區(qū)和區(qū)和C區(qū)已消區(qū)已消失，失，c點稱為沉降臨界點，點稱為沉降臨界點，交界面下的濃度均大于交界面下的濃度均大于C0（原水濃度），（原水

14、濃度），cd段表段表示示B、C、D三區(qū)重合后，三區(qū)重合后，沉淀物的壓實過程。隨著沉淀物的壓實過程。隨著時間的增長，壓實變慢，時間的增長，壓實變慢，最后壓實到高度最后壓實到高度H為止。為止。 2、肯奇沉淀理論肯奇沉淀理論 由圖由圖6-2可知可知曲線曲線a-c段的懸浮物濃度為段的懸浮物濃度為C0，c-d段濃度均大段濃度均大于于C0。 設在設在c-d曲線任一點曲線任一點Ct作切線與縱坐標相交于作切線與縱坐標相交于a點，得高點，得高度度Ht。按照肯奇沉淀理論得：。按照肯奇沉淀理論得：（6-10） 作作Ct點切線的目的即為求任意時間內(nèi)交界面下沉速度點切線的目的即為求任意時間內(nèi)交界面下沉速度，這，這條條切

15、線斜率即表示濃度為切線斜率即表示濃度為Ct的交界面下沉速度的交界面下沉速度：（6-11） tHHCCt00 tHHtt 沉淀試驗的目的是求出等濃度區(qū)的濃度以及沉淀過程沉淀試驗的目的是求出等濃度區(qū)的濃度以及沉淀過程線，即交界面沉降過程線，如圖示。線，即交界面沉降過程線，如圖示。 A 清水區(qū)清水區(qū)B等濃度區(qū)等濃度區(qū)C變濃度區(qū)變濃度區(qū)D壓實區(qū)壓實區(qū)在在b-c段，因切線是段，因切線是b-c直線，直線，Ht=H0，所以，所以Ct=C0。由于。由于b-c線的斜線的斜率不變，也說明了渾液率不變，也說明了渾液面等速下沉。壓縮到高面等速下沉。壓縮到高度度H后，斜率為零，后，斜率為零，即即vt為零。說明不再壓為零

16、。說明不再壓實，此時，實，此時，C0即等于最即等于最后壓實濃度后壓實濃度C。 3、相似理論相似理論 當當原水顆粒濃度一樣時，不同沉降高度的界面沉降過程曲線原水顆粒濃度一樣時，不同沉降高度的界面沉降過程曲線之間存在著相似關系之間存在著相似關系（見圖）即（見圖）即(6-12) 2121OQOQOPOP 說明當原水濃度相同時，說明當原水濃度相同時，A、B區(qū)交界的渾液面區(qū)交界的渾液面的下沉速度是不變的，的下沉速度是不變的，但由于沉淀水深高時，但由于沉淀水深高時，最后沉淀物的壓實要比最后沉淀物的壓實要比沉淀水深小時的壓得密沉淀水深小時的壓得密實些。實些。由于這種沉淀過由于這種沉淀過程與沉淀高度無關，這程

17、與沉淀高度無關，這樣就可用較短的沉淀管樣就可用較短的沉淀管做實驗，來推測實際沉做實驗，來推測實際沉淀濃縮的沉淀效果淀濃縮的沉淀效果。6.2 平流式沉淀池平流式沉淀池（Horizontal sedimentation basin） 平流沉淀池應用很廣，在城市水廠常被采用。平流沉淀池應用很廣，在城市水廠常被采用。 平流式沉淀池基本組成：平流式沉淀池基本組成： 進水區(qū)：原水均勻分配。進水區(qū)：原水均勻分配。 沉淀區(qū)：分離沉淀。沉淀區(qū)：分離沉淀。 出水區(qū)：緩慢出水。出水區(qū)：緩慢出水。 積泥區(qū)：污泥濃縮，排出池外。積泥區(qū)：污泥濃縮，排出池外。 沉淀池在運行時，沉淀池在運行時，水流受到池身構造和外界影響（如

18、水流受到池身構造和外界影響（如進口處水流慣性、出口處束流、池面風吹、水質(zhì)的濃差和進口處水流慣性、出口處束流、池面風吹、水質(zhì)的濃差和溫度等）溫度等），致使顆粒沉淀規(guī)律復雜化。為此，先討論理想，致使顆粒沉淀規(guī)律復雜化。為此，先討論理想沉淀池，然后討論實際情況沉淀池，然后討論實際情況. 6.2.1 非凝聚性顆粒的沉淀過程分析非凝聚性顆粒的沉淀過程分析理想沉淀池的基本假設：理想沉淀池的基本假設： 顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的沉速始終不變。顆粒處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的沉速始終不變。 水流沿水平方向流動，在過水斷面上，各點流速相水流沿水平方向流動，在過水斷面上，各點流速相等，并在流動過程中流速始終不變。等

19、，并在流動過程中流速始終不變。 顆粒沉到底就被認為去除，不再返回水流中。顆粒沉到底就被認為去除，不再返回水流中。 理想沉淀池的工作情況見圖理想沉淀池的工作情況見圖6-4。 沉速沉速u u0 0 , ,可以沿著類似直線可以沿著類似直線I I的方式沉到池底；的方式沉到池底；沉速沉速u u0 0 , ,沿著類似直線沿著類似直線IIII方式被帶出池外，沉不到池底方式被帶出池外，沉不到池底直線直線IIIIII反映了反映了沉淀池所能去除的顆粒中的最小的顆粒沉速，稱為沉淀池所能去除的顆粒中的最小的顆粒沉速，稱為截留沉速。截留沉速。 （一）水平流速一）水平流速 原水進入沉淀池，在進水區(qū)被均勻分配在原水進入沉淀

20、池，在進水區(qū)被均勻分配在A-B截面上其水平流截面上其水平流速為：速為： 考察頂點，流線考察頂點，流線III：正好有一個沉降速度為正好有一個沉降速度為u0的顆粒從池頂沉的顆粒從池頂沉淀到池底，稱為截留速度淀到池底，稱為截留速度。 u u0的顆?？梢匀咳コ念w?？梢匀咳コ?，u u0的顆粒只能部分去除的顆粒只能部分去除（二）表面負荷率二）表面負荷率 對用直線對用直線代表的一類顆粒而言，流速代表的一類顆粒而言，流速v和和u0都與沉淀時間有都與沉淀時間有關關 （ 6-13） （6-14） 令（令（6-13）和（）和（6-14）相等，代入（）相等，代入（6-12）得：）得： （6-15）BhQv0

21、vLt 00uht LBQu 0即：即：（6-16） 式中式中 稱為稱為“表面負荷表面負荷”或或“溢流率溢流率（overflow rate）”。表面負荷在數(shù)值上等于截留。表面負荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同。速度，但含義不同。后者代表自池頂后者代表自池頂A開始下沉所開始下沉所能全部去除的顆粒的最小顆粒的沉速能全部去除的顆粒的最小顆粒的沉速。 AQu 0AQ（三）沉淀效率三）沉淀效率 1、某一特定顆粒即具有沉速、某一特定顆粒即具有沉速ui的顆粒的去除百分比的顆粒的去除百分比E 設原水中沉速為設原水中沉速為ui（uiu0）的顆粒濃度為）的顆粒濃度為C，沿著進水區(qū)高，沿著進水區(qū)高度為度為h0的截

22、面進入的顆?？偭繛榈慕孛孢M入的顆?？偭繛镼C=h0BvC，沿著，沿著m點以下的高度點以下的高度為為hi的截面進入的顆粒的數(shù)量為的截面進入的顆粒的數(shù)量為hiBvC（見圖（見圖7-4），則沉速為），則沉速為ui的的顆粒的去除率為：顆粒的去除率為： （6-17）根據(jù)相似關系得：根據(jù)相似關系得： 即即 （6-18）同理得：同理得： （6-19） 將式（將式（6-18）和（）和（6-19）代入（）代入（6-17）得特定顆粒去除率：）得特定顆粒去除率： （6-20） AQu 000hhCBhcCBhEii Luh 00 00Luh iiLuh 0uuEi 將（將（6-16）代入（）代入（6-20）得：）得

23、： (6-21) 由上式可知，顆粒在由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負荷理想沉淀池的沉淀效率只與表面負荷有關有關，而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間），而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間）無關。無關。 （1）E一定，一定， ui越大，表面負荷越大，或當產(chǎn)水量和表面積越大，表面負荷越大，或當產(chǎn)水量和表面積不變時，不變時， ui越大則去除率越大則去除率E越高。顆粒沉速越高。顆粒沉速ui與混凝效果有關，與混凝效果有關，應重視加強混凝工藝。應重視加強混凝工藝。 （2）ui一定，增大一定，增大A，可以增加產(chǎn)水量，可以增加產(chǎn)水量Q或增大或增大E。當容積一。當容積一定時

24、，池身淺些則表面積定時，池身淺些則表面積A大些，大些，E可以高些，此即可以高些，此即“淺池理淺池理論論”。AQuuuEii 0 2、沉淀池總的沉淀效率、沉淀池總的沉淀效率 以上討論的是某一種特定的以上討論的是某一種特定的“具有沉速具有沉速ui的顆粒的顆?！?ui u0)的去的去除率。除率。設設pi為所有小于為所有小于ui的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率，顯然率，顯然dpi為具有沉速為具有沉速ui的一種顆粒重量占原水中全部顆粒重量的的一種顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率，百分率，據(jù)式（據(jù)式（16-21），），能夠在沉淀池中下沉的這種具有沉速能夠在沉淀

25、池中下沉的這種具有沉速ui的的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率應為顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率應為(ui /u0)dpi，故所有能故所有能夠在沉淀池中下沉的，沉速小于夠在沉淀池中下沉的，沉速小于u0的顆粒重量占原水中全部顆粒重的顆粒重量占原水中全部顆粒重量的百分率應為：量的百分率應為： 沉速大于和等于沉速大于和等于u0的顆粒全部下沉去除率為（的顆粒全部下沉去除率為（1-p0），），因此理因此理想沉淀池的總去除率為：想沉淀池的總去除率為： 式中式中p0沉速小于沉速小于u0的顆粒重量占所有顆粒重量的百分率；的顆粒重量占所有顆粒重量的百分率；ipidpuup 000ipidpuupp 0

26、000)1 ( 6.2.2 非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實驗分析非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實驗分析 非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實驗，用一個圓筒進行非凝聚性顆粒在靜水中的沉淀實驗，用一個圓筒進行,如圖如圖示。在圓筒水面下示。在圓筒水面下h處開一個取樣口，要求顆粒在整個水深中均處開一個取樣口，要求顆粒在整個水深中均勻分布，濃度為勻分布，濃度為C0；然后分別在；然后分別在t1 、 t2 、tn時取樣，分別測時取樣，分別測得濃度為得濃度為C1 、 C2 、 Cn,對應的沉速分別為對應的沉速分別為h/t1=u1、 h/t2=u2 、h/tn=un 。設。設p1、p2、pn 分別代表分別代表C1/C0、C2

27、/C0、Cn/C0，則則1-pi表示所有沉淀速度大于等于表示所有沉淀速度大于等于ui的顆粒所占的比例，的顆粒所占的比例，pi代表沉速小于代表沉速小于ui的顆粒所占的顆粒所占的比例的比例，見圖，見圖6-5。 具有沉速具有沉速u1、u2的兩種顆粒之間的顆粒濃度分數(shù)的兩種顆粒之間的顆粒濃度分數(shù)為為p1-p2。 由圖知，具有沉速為由圖知，具有沉速為u1，u2，（，（u1uu2）的兩種顆粒之間的顆粒濃度百）的兩種顆粒之間的顆粒濃度百分數(shù)為分數(shù)為p1p2。如果兩種顆粒無限接近為具有。如果兩種顆粒無限接近為具有ui的特定顆粒，那么其含量為的特定顆粒，那么其含量為dpi，則沉速為，則沉速為ui u0的顆粒去除

28、率為的顆粒去除率為 ，則所有沉速小于，則所有沉速小于u0的顆粒去除率的顆粒去除率百分率為百分率為 ，則沉淀池的沉淀效率為：，則沉淀池的沉淀效率為： 6.2.3 凝聚性顆粒的沉淀過程分析凝聚性顆粒的沉淀過程分析 1. 實驗實驗 采取圖采取圖6-7的沉淀試驗筒，的沉淀試驗筒，筒長盡量接近實際沉淀池的深筒長盡量接近實際沉淀池的深度，可采用度，可采用23m，直徑不小于，直徑不小于100mm，設，設56個取樣口個取樣口。 先均勻攪拌測定初始濃度，然后試驗，每隔一段時間，先均勻攪拌測定初始濃度，然后試驗，每隔一段時間，取出各取樣口的水測定懸浮物的濃度，計算相應的去除百分數(shù)。取出各取樣口的水測定懸浮物的濃度

29、，計算相應的去除百分數(shù)。以沉淀筒高度以沉淀筒高度h為縱坐標，沉淀時間為縱坐標，沉淀時間t為橫坐標把去除百分比相為橫坐標把去除百分比相同的各點連成光滑曲線，稱為同的各點連成光滑曲線，稱為“去除百分數(shù)等值線去除百分數(shù)等值線” “去除百分數(shù)等去除百分數(shù)等值線值線”含義：對含義：對應所指明去除百應所指明去除百分數(shù)時，取出水分數(shù)時，取出水樣中不復存在的樣中不復存在的顆粒的最遠沉降顆粒的最遠沉降途徑，深度與時途徑，深度與時間的比值則為指間的比值則為指明去除百分數(shù)時明去除百分數(shù)時的顆粒的最小平的顆粒的最小平均沉速。均沉速。 2.計算計算 對于某一表面負荷而言，根據(jù)凝聚性顆粒去除百分數(shù)等對于某一表面負荷而言，

30、根據(jù)凝聚性顆粒去除百分數(shù)等值線，可以得出總的去除百分數(shù)（如圖示）：值線，可以得出總的去除百分數(shù)（如圖示）： 凝聚性顆粒的去除百分數(shù)可以從圖上算出，如：凝聚性顆粒的去除百分數(shù)可以從圖上算出，如： 當沉降為當沉降為t0時，其相應的沉速，亦即表面負荷時，其相應的沉速，亦即表面負荷uo=h/t0。 為方便起見，時間一般選在曲線與橫坐標相交處。按前面所介為方便起見，時間一般選在曲線與橫坐標相交處。按前面所介紹凡沉速等于或大于紹凡沉速等于或大于uo的顆粒能全部沉掉，而沉速小于的顆粒能全部沉掉，而沉速小于uo的顆粒則的顆粒則按照按照u/uo比值僅部分地沉掉。比值僅部分地沉掉。 說明說明有這樣一部分顆粒對于沉

31、降時間為有這樣一部分顆粒對于沉降時間為t0時，相鄰兩根曲線所時，相鄰兩根曲線所表示的數(shù)值之間的差別，反映出同一時間、不同深度的去除百分數(shù)表示的數(shù)值之間的差別，反映出同一時間、不同深度的去除百分數(shù)的差別的差別。上面一條曲線來說，已認為沉降下去了，而對下面一條曲。上面一條曲線來說，已認為沉降下去了，而對下面一條曲線來說，則認為尚未沉降下去?；蛘哒f這部分顆粒正介于兩曲線之線來說，則認為尚未沉降下去?；蛘哒f這部分顆粒正介于兩曲線之間，其平均流速等于其平均高度除以時間間，其平均流速等于其平均高度除以時間t0，其數(shù)量即為兩曲線所，其數(shù)量即為兩曲線所表示的數(shù)值之差，這些顆粒正是小于表示的數(shù)值之差，這些顆粒正

32、是小于uo的顆粒。的顆粒。 式中：式中：p2表示沉降高度表示沉降高度h，沉降時間，沉降時間t0時的去除分數(shù)，并時的去除分數(shù)，并 且是沉速等于或大于且是沉速等于或大于u0的已全部沉降掉的顆粒的已全部沉降掉的顆粒 的去除分數(shù)。的去除分數(shù)。 h1表示時間表示時間t0時，曲線時，曲線p2與與p3之間的中點高度；之間的中點高度； h2表示時間表示時間t0時，曲線時，曲線p3與與p4之間的中點高度；之間的中點高度； h3表示時間表示時間t0時，曲線時，曲線p4與與p5之間的中點高度；之間的中點高度； 上述方法是在靜止條件下進行的。應用于生產(chǎn)中實際沉上述方法是在靜止條件下進行的。應用于生產(chǎn)中實際沉淀池，根據(jù)

33、經(jīng)驗，表面負荷和停留時間應乘以經(jīng)驗系數(shù)。淀池，根據(jù)經(jīng)驗，表面負荷和停留時間應乘以經(jīng)驗系數(shù)。 P295、P298例題例題)(/)(/)(/)(/560044500334002230012pputhpputhpputhpputhpP 根據(jù)以上分析，對于某一表面負荷而言，按此圖所示的凝聚性根據(jù)以上分析，對于某一表面負荷而言，按此圖所示的凝聚性顆粒百分數(shù)等值曲線，可以得出總的去除百分數(shù)：顆粒百分數(shù)等值曲線，可以得出總的去除百分數(shù)：6.2.4 影響平流沉淀池沉淀效果的因素影響平流沉淀池沉淀效果的因素（一）沉淀池實際水流狀況時對沉淀效果的影響一）沉淀池實際水流狀況時對沉淀效果的影響1、短流的影響、短流的影

34、響 在理想沉淀池中，假定水流穩(wěn)定，流速均勻分布。其在理想沉淀池中，假定水流穩(wěn)定，流速均勻分布。其理論停留時間理論停留時間t0為：為：短流：短流：指在實際沉淀池中，停留時間總是偏離理想沉淀池，指在實際沉淀池中，停留時間總是偏離理想沉淀池，表現(xiàn)在一部分水流通過沉淀區(qū)的時間小于表現(xiàn)在一部分水流通過沉淀區(qū)的時間小于t0，而別一部分則，而別一部分則大于大于t0的現(xiàn)象，它是由于水流的流速和流程不同而產(chǎn)生的的現(xiàn)象，它是由于水流的流速和流程不同而產(chǎn)生的。6.2.4 影響平流沉淀池沉淀效果的因素影響平流沉淀池沉淀效果的因素(續(xù)）續(xù)）（一）沉淀池實際水流狀況時對沉淀效果的影響（一）沉淀池實際水流狀況時對沉淀效果的

35、影響1、短流的影響、短流的影響短流短流 的原因：的原因： 沉淀池進出水的影響沉淀池進出水的影響 進水的慣性所產(chǎn)生的紊流作用；進水的慣性所產(chǎn)生的紊流作用； 出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；出水堰產(chǎn)生的水流抽吸； 異重流的影響異重流的影響 較冷或較重的進水產(chǎn)生的異重流；較冷或較重的進水產(chǎn)生的異重流； 風浪引起的短流；風浪引起的短流； 池內(nèi)存在導流壁和刮泥設施等。池內(nèi)存在導流壁和刮泥設施等。2、異重流的影響、異重流的影響異重流：異重流：是進入較靜而具有密度相異的水體的一股水流是進入較靜而具有密度相異的水體的一股水流。 異重流之重于水體者，將下沉并以較高的流速沿著底異重流之重于水體者，將下沉并以較高的流速沿著底

36、部繞道前進；部繞道前進； 異重流之輕于水體者，將沿水面徑流至出水口。異重流之輕于水體者，將沿水面徑流至出水口。 渾水異重流：渾水異重流：進水渾濁度與池水濁度不同，其比重不同而進水渾濁度與池水濁度不同，其比重不同而引起。引起。 當進池渾水的濃度高時異重流的現(xiàn)象就明顯一些，濃當進池渾水的濃度高時異重流的現(xiàn)象就明顯一些，濃度低時不如濃度高時明顯。度低時不如濃度高時明顯。溫差異重流：溫差異重流：進水溫度與池水溫度不同而引起。進水溫度與池水溫度不同而引起。 當進水溫度較池內(nèi)水溫高時，進水有可能趨向池表流當進水溫度較池內(nèi)水溫高時，進水有可能趨向池表流動，形成溫度異重流，低時，將會加劇渾水異重流。動，形成溫

37、度異重流，低時，將會加劇渾水異重流。3、水流紊動性和穩(wěn)定性對沉淀效果的影響、水流紊動性和穩(wěn)定性對沉淀效果的影響 水的紊動性以雷諾數(shù)水的紊動性以雷諾數(shù)Re判別，該值表示推動水流的慣性力與粘判別，該值表示推動水流的慣性力與粘滯力兩者之間的對比關系：滯力兩者之間的對比關系： 明渠流中，明渠流中，Re500時，紊流狀態(tài)時，紊流狀態(tài)平流沉淀池中，平流沉淀池中， Re為為 400015000，屬紊流狀態(tài)。，屬紊流狀態(tài)。 此時水流除水平流速外，尚有上、下、左、右的脈動分速，且伴此時水流除水平流速外，尚有上、下、左、右的脈動分速，且伴有小的渦流體，不利于水中顆粒的沉降，但在一定程度上可使密度有小的渦流體，不利

38、于水中顆粒的沉降，但在一定程度上可使密度不同的水流能較好地混合，減弱分層流動現(xiàn)象。不過，在沉淀池中，不同的水流能較好地混合，減弱分層流動現(xiàn)象。不過，在沉淀池中，通常要求降低雷諾數(shù)以利于顆粒沉降。通常要求降低雷諾數(shù)以利于顆粒沉降。vRRe 水的穩(wěn)定性以弗勞德數(shù)判別水的穩(wěn)定性以弗勞德數(shù)判別，該值，該值表示推動水流的慣性力與表示推動水流的慣性力與重力兩者之間的對比關系重力兩者之間的對比關系： Fr高，慣性力作用相對增加，重力相對減少高，慣性力作用相對增加，重力相對減少。水流對溫差、。水流對溫差、密度異重流及風浪等影響的抵抗力增強，使沉淀池中的水流流密度異重流及風浪等影響的抵抗力增強，使沉淀池中的水流

39、流型保持穩(wěn)定，一般型保持穩(wěn)定，一般平流沉淀池中平流沉淀池中Fr 10-5。 在沉淀池中，在沉淀池中，降低降低Re和提高和提高Fr的有效措施是減小水力半徑的有效措施是減小水力半徑，平流沉淀池的縱向分隔及斜板、斜管沉淀池都能達到上述目的平流沉淀池的縱向分隔及斜板、斜管沉淀池都能達到上述目的。RgFr2R水力半徑；水力半徑； 水平流速；水平流速；g重力加速度。重力加速度。 在沉淀池中在沉淀池中， vRe ，加強水力的紊動性而不，加強水力的紊動性而不利于沉淀；利于沉淀；但但vF，異重流和池中水流匯合，影響流，異重流和池中水流匯合，影響流態(tài)甚微，從而加強了水的穩(wěn)定性，并提高沉淀效果。態(tài)甚微，從而加強了水

40、的穩(wěn)定性，并提高沉淀效果。故故水平流速可在很寬的范圍內(nèi)選用，而不致對沉淀效果有水平流速可在很寬的范圍內(nèi)選用，而不致對沉淀效果有明顯的影響。明顯的影響。V1025mm/s。 4、風浪引起的水流（露天沉淀池）風浪引起的水流（露天沉淀池） 5、 池內(nèi)存在著柱子、導流壁和刮泥設施等池內(nèi)存在著柱子、導流壁和刮泥設施等（二）凝聚作用的影響（二）凝聚作用的影響4、絮凝過程的影響、絮凝過程的影響 對混凝沉淀池，雜質(zhì)顆粒的絮凝過程在沉淀池內(nèi)仍繼續(xù)進行。對混凝沉淀池，雜質(zhì)顆粒的絮凝過程在沉淀池內(nèi)仍繼續(xù)進行。 池內(nèi)水流流速的分布實際上是不均勻的，水流存在的速池內(nèi)水流流速的分布實際上是不均勻的，水流存在的速度梯度將引

41、起顆粒相互碰撞而促進絮凝。度梯度將引起顆粒相互碰撞而促進絮凝。 水中絮凝顆粒的大小也是不均勻的，它們將具有不同的水中絮凝顆粒的大小也是不均勻的，它們將具有不同的沉速而引起碰撞和絮凝。沉速而引起碰撞和絮凝。 水在池內(nèi)時間愈長，由速度梯度引起的絮凝便進行的愈水在池內(nèi)時間愈長，由速度梯度引起的絮凝便進行的愈完善，說明沉淀時間對沉淀效果是有影響的；完善，說明沉淀時間對沉淀效果是有影響的； 池內(nèi)的水深愈大，顆粒沉速不同引起的絮凝也進行的愈池內(nèi)的水深愈大，顆粒沉速不同引起的絮凝也進行的愈完善，所以沉淀池的水深對混凝效果也是有影響的。完善，所以沉淀池的水深對混凝效果也是有影響的。 因此，因此，實際生產(chǎn)性沉淀

42、池的沉淀時間和水深均影響沉淀效實際生產(chǎn)性沉淀池的沉淀時間和水深均影響沉淀效果果，因而也就偏離了理想沉淀池的假定條件。，因而也就偏離了理想沉淀池的假定條件。 6.3 平流沉淀池的基本結構平流沉淀池的基本結構 6.3.1 基本結構基本結構 分為分為進水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)進水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)四部分。四部分。 1、進水區(qū)進水區(qū) 進水區(qū)的作用是進水區(qū)的作用是使流量均勻分布在進水截面上，盡使流量均勻分布在進水截面上，盡量減少擾動量減少擾動。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，池，通過穿孔墻將水流均勻分布在沉淀池的整個斷面上通過穿孔墻將水流均勻分布

43、在沉淀池的整個斷面上，如圖示。如圖示。 穿孔墻的孔可以做成穿孔墻的孔可以做成圓形或圓形或矩形矩形，其，其直徑或邊長一般約為直徑或邊長一般約為50150mm； 最上面一排孔須經(jīng)常淹沒在最上面一排孔須經(jīng)常淹沒在水面下水面下1215cm，以適應池中，以適應池中水位的變動；水位的變動； 最下面一排孔應在沉淀池積最下面一排孔應在沉淀池積泥高度以上泥高度以上0.30.5m，以免沖，以免沖起積泥。起積泥。 為使礬花不易破碎，常采用為使礬花不易破碎，常采用穿孔花墻穿孔花墻，孔口流速孔口流速 V不宜大于不宜大于0.15-0.2 m/s，洞口總面積也不宜過大。，洞口總面積也不宜過大。 2. 沉淀區(qū)沉淀區(qū) 沉淀區(qū)：

44、應沉淀區(qū)：應減少紊動性，提高穩(wěn)定性減少紊動性，提高穩(wěn)定性。 方法：減小水力半徑方法：減小水力半徑R， 措施：加隔板（導流墻）。措施：加隔板（導流墻）。 沉淀區(qū)高度與其前后有關凈水構筑物的高程布置有關。一沉淀區(qū)高度與其前后有關凈水構筑物的高程布置有關。一般般H34m。其長度。其長度LvTu 寬度寬度BQ/(Hv)。沉淀區(qū)的。沉淀區(qū)的長、寬、深之間互相關聯(lián)長、寬、深之間互相關聯(lián)，應綜，應綜合研究決定，還宜合研究決定，還宜核算表面負荷率核算表面負荷率。 u 要求：要求：L/B4，L/H10，每格，每格B38m，不宜大于，不宜大于15m。 3、出水區(qū)出水區(qū) 采用：溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）

45、如圖示。采用：溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）如圖示?？卓诹魉僖藶榭卓诹魉僖藶?.60.7m/s，孔徑，孔徑2030mm，孔口在水面下孔口在水面下15cm，水流應自由跌落到出水渠水流應自由跌落到出水渠。 為了不使流線過于集中，應盡量為了不使流線過于集中，應盡量增加出水堰的長度，降低增加出水堰的長度，降低流量負荷流量負荷。堰口溢流率一般小于。堰口溢流率一般小于500 m3/m d，我國增加堰長的，我國增加堰長的辦法如圖示。辦法如圖示。 4、存泥區(qū)及排泥措施存泥區(qū)及排泥措施v 沉淀池須有沉淀池須有存泥區(qū)以便間歇性排泥存泥區(qū)以便間歇性排泥，多采用，多采用斗形底斗形底。 v 機械排泥：機械排泥：

46、 優(yōu)點：優(yōu)點：可充分發(fā)揮沉淀池的容積利用率，且排泥可靠?？沙浞职l(fā)揮沉淀池的容積利用率，且排泥可靠。 要求：要求：帶刮泥機，池底需一定坡度，適用于帶刮泥機，池底需一定坡度，適用于3m以上虹吸水以上虹吸水頭的沉淀池，當沉淀池為半地下式時，用泥泵抽吸。頭的沉淀池，當沉淀池為半地下式時，用泥泵抽吸。 單口掃描式吸泥機，無需成排的吸口和吸管裝置，可沿著單口掃描式吸泥機，無需成排的吸口和吸管裝置，可沿著橫向往復行走吸泥。橫向往復行走吸泥。 4、存泥區(qū)及排泥措施（續(xù)）存泥區(qū)及排泥措施（續(xù)）v人工排泥：人工排泥：用靜水壓力（用靜水壓力（ 1.5 2.0m）排泥排泥。 （1）在池底按泥量多少布置貯泥斗。）在池底

47、按泥量多少布置貯泥斗。 斗底布置排泥管，每根排泥管按一定時間間隔排泥。斗底布置排泥管，每根排泥管按一定時間間隔排泥。排排泥斗底數(shù)量和大小，根據(jù)原水濁度，沉淀池尺寸等通過技泥斗底數(shù)量和大小，根據(jù)原水濁度，沉淀池尺寸等通過技術經(jīng)濟比較后確定術經(jīng)濟比較后確定。 （2）穿孔管排泥：在池底布置排泥穿孔管。池子底可以）穿孔管排泥：在池底布置排泥穿孔管。池子底可以是水平的，或者做成集泥斗，排泥管布置在斗底，存泥區(qū)是水平的，或者做成集泥斗，排泥管布置在斗底，存泥區(qū)，池底水平略有坡度以便放空池底水平略有坡度以便放空。 觀看斜管（板）動畫演示觀看斜管（板）動畫演示00731穿孔花墻穿孔花墻平流沉淀池平流沉淀池導流

48、墻導流墻齒型溢流堰齒型溢流堰齒型溢流堰齒型溢流堰齒型溢流堰齒型溢流堰淹沒式溢流堰淹沒式溢流堰淹淹沒沒式式溢溢流流堰堰機械排泥機械排泥機械排泥機械排泥機械排泥機械排泥新余自來水廠平流沉淀池新余自來水廠平流沉淀池新余自來水廠平流沉淀池新余自來水廠平流沉淀池上海凌橋自來水廠平流沉淀池集水堰上海凌橋自來水廠平流沉淀池集水堰上海凌橋自來水廠平流沉淀池集水堰上海凌橋自來水廠平流沉淀池集水堰上海凌橋自來水廠上海凌橋自來水廠平流沉淀池排泥管平流沉淀池排泥管上海凌橋自來水廠上海凌橋自來水廠平流沉淀池排泥管平流沉淀池排泥管 6.4 平流沉淀池的工藝設計平流沉淀池的工藝設計 控制指標：控制指標：表面負荷或停留時間表

49、面負荷或停留時間。設計時應兩者兼。設計時應兩者兼顧，或者以停留時間控制，以表面負荷率校核?；蛳喾搭?，或者以停留時間控制，以表面負荷率校核?；蛳喾匆部?。也可。 應根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設計資料、應根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設計資料、運行經(jīng)驗確定。運行經(jīng)驗確定。停留時間：停留時間：13h。 華東地區(qū)水源一般采用華東地區(qū)水源一般采用12h。低溫低濁水源停留。低溫低濁水源停留時間往往超過時間往往超過2h。 （1）各參數(shù)間關系）各參數(shù)間關系(6-27) (6-28) (6-29)tL tuH0 00qAQu （2）按照表面負荷率）按照表面負荷率u0用下式計算沉淀池表面積用下式計算沉淀

50、池表面積A AQ/u0 沉淀池長度為：沉淀池長度為： L3.6vT 式中：式中：v水平流速（水平流速（1025mm/s）；）； T停留時間停留時間h； L沉淀池長度，沉淀池長度，m； 寬度寬度B為：為： BA/L 深度深度H為：為： H=BL/QT （3）按照停留時間按照停留時間T，用下式計算沉淀池有效容積（不計污，用下式計算沉淀池有效容積（不計污泥區(qū)）泥區(qū)） V=QT 式中：式中：V沉淀池有效容積，沉淀池有效容積，m3； Q產(chǎn)水量，產(chǎn)水量，m3/h； T停留時間，停留時間，h； 根據(jù)選定的池深根據(jù)選定的池深H（一般為（一般為2.53.5m），用下式計算寬度），用下式計算寬度B： B=V/LH

51、 L=3.6vT 沉淀池尺寸決定后，可復核沉淀池中水流的穩(wěn)定性，使沉淀池尺寸決定后，可復核沉淀池中水流的穩(wěn)定性，使弗勞德數(shù)弗勞德數(shù)F控制在控制在11041105。 （4）平流式沉淀池放空排泥管直徑平流式沉淀池放空排泥管直徑 放空排泥管直徑，根據(jù)水力學中變水頭放空容器公式計放空排泥管直徑，根據(jù)水力學中變水頭放空容器公式計算：算： 當渠道底坡度為零時，渠道起端水深可據(jù)下式計算：當渠道底坡度為零時，渠道起端水深可據(jù)下式計算： 式中式中Q沉淀池的流量，沉淀池的流量，m3/s； g重力加速度重力加速度9.81m/s2； B渠道寬度，渠道寬度，m。 P303計算例題計算例題 TBLHd5 . 07 . 0

52、 3273. 1gBQH 6.5 斜板（管）沉淀池的特點與工藝計算斜板（管）沉淀池的特點與工藝計算 6.5.1 原理原理 由沉淀效率由沉淀效率 公式可知：公式可知： 在原體積不變時，增加在原體積不變時，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高沉淀面積，可使顆粒去除率提高， 根據(jù)這一理論，發(fā)展了斜板、根據(jù)這一理論，發(fā)展了斜板、斜管沉淀池。斜管沉淀池。 1、斜板與斜管在形式上與構造上的特點、斜板與斜管在形式上與構造上的特點 斜板（管）沉淀池是斜板（管）沉淀池是把與水平面成一定角度（把與水平面成一定角度（60左右）的左右）的板（管）狀組件置于沉淀池中構成，水流可從上向下或從下向上板（管）狀組件置于沉淀池中構

53、成，水流可從上向下或從下向上流動，顆粒沉于斜管底部，而后自動下滑流動，顆粒沉于斜管底部，而后自動下滑。 其沉淀面積明顯大于平流式沉淀池，其沉淀面積明顯大于平流式沉淀池，因而因而可提高單位面積的可提高單位面積的產(chǎn)水量或提高沉淀效率產(chǎn)水量或提高沉淀效率。 AQuuuEii 0 v按水流方向，分按水流方向，分上向流，下向流和平向流上向流，下向流和平向流三種。三種。v上向流：上向流：水流方向與沉泥滑動的方向相反水流方向與沉泥滑動的方向相反，稱為異向流；，稱為異向流；v下向流：下向流：水流方向則與沉淀的滑動方向相同水流方向則與沉淀的滑動方向相同，稱為同向流。，稱為同向流。 下向流斜板沉淀池由兩種不同傾斜

54、角度的矩形管組成，在下向流斜板沉淀池由兩種不同傾斜角度的矩形管組成，在不同角度的斜板連接處設有強制集水裝置。清水經(jīng)集水支渠，集不同角度的斜板連接處設有強制集水裝置。清水經(jīng)集水支渠，集水渠流出。水渠流出。v 與異向流相比，與異向流相比，同向流構造復雜，容易堵塞同向流構造復雜，容易堵塞。 v 斜管沉淀池實際上是把斜板沉淀池再進行橫向分割，形成管斜管沉淀池實際上是把斜板沉淀池再進行橫向分割，形成管狀（矩形或六角形），斜管沉淀池均屬異向流。狀（矩形或六角形），斜管沉淀池均屬異向流。 斜管沉淀池俯視斜管沉淀池俯視斜管2、從改善水利條件角度分析、從改善水利條件角度分析 1）由于）由于斜板沉淀池水力半徑斜板

55、沉淀池水力半徑R大大減小大大減小，從而使，從而使Re大大為降低，為降低，F(xiàn)r則大為提高則大為提高，一般斜板沉淀池基本上屬于層流狀，一般斜板沉淀池基本上屬于層流狀態(tài)，態(tài)，F(xiàn)r數(shù)一般為數(shù)一般為10-310-4。 2）斜管沉淀池實質(zhì)上）斜管沉淀池實質(zhì)上將斜板沉淀池再行分割，使水力將斜板沉淀池再行分割，使水力半徑更小，故其半徑更小，故其Re多在多在200以下，甚至低于以下，甚至低于100，而，而Fr數(shù)將更數(shù)將更大。大。 因此，其滿足了水流的穩(wěn)定性和層流的要求。因此，其滿足了水流的穩(wěn)定性和層流的要求。 6.5.2 斜板斜管沉淀池設計計算斜板斜管沉淀池設計計算 1、 分類分類 有有異向流、同向流、橫向流異

56、向流、同向流、橫向流三種，目前在實際工程中應用三種，目前在實際工程中應用的是的是異向流異向流斜板（管）沉淀池，其結構如圖示。斜板（管）沉淀池，其結構如圖示。觀看斜管（板）動畫演示觀看斜管（板）動畫演示00734 2、整流配水裝置、整流配水裝置 為了能使水流均勻地進入斜管下的配水區(qū)，絮凝池一般為了能使水流均勻地進入斜管下的配水區(qū)，絮凝池一般應應考慮整流措施考慮整流措施。 采用縫隙柵條配水，縫隙前狹后寬采用縫隙柵條配水，縫隙前狹后寬； 采用穿空墻采用穿空墻，配水孔，配水孔v 0.15m/s，（應不大于絮凝池，（應不大于絮凝池出口流速）；出口流速）；3 、傾斜角、傾斜角 越小，沉淀面積越大，沉淀效率

57、越高；越小，沉淀面積越大，沉淀效率越高； 越大，排泥容易越大，排泥容易 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，為使排泥通暢。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，為使排泥通暢。52 60，一，一般常取般常取60。 4. 斜管長度斜管長度 L 斜管長度長則沉淀效果好斜管長度長則沉淀效果好。 試驗證明在斜管進口一段距離內(nèi)，泥水混雜，水流紊亂，污試驗證明在斜管進口一段距離內(nèi)，泥水混雜，水流紊亂，污泥濃度也較大，此段稱為泥濃度也較大，此段稱為過渡段或紊流段過渡段或紊流段， 其長度約為其長度約為200mm 。 該段以上部分便可看出泥水分離，此段稱為該段以上部分便可看出泥水分離，此段稱為分離段分離段。 過渡段的長度隨管中上升流速而異，該段泥水雖然混雜，

58、但過渡段的長度隨管中上升流速而異，該段泥水雖然混雜，但由于濃度較大，反而有利于接觸絮凝，從而有利于分離段的泥水由于濃度較大，反而有利于接觸絮凝，從而有利于分離段的泥水分離。分離。 斜板的實際長度斜板的實際長度L = 過渡段長度過渡段長度L0 + 分離段長度分離段長度Lt 斜（板）管過長會影響造價，而沉淀效率的提高則有限，在斜（板）管過長會影響造價，而沉淀效率的提高則有限，在分離段上部出現(xiàn)一段清水段，并未起沉淀作用。分離段上部出現(xiàn)一段清水段，并未起沉淀作用。斜（板）管長度斜（板）管長度多采用多采用801000mm。 斜板的板距從沉淀效率考慮，越小越高，但從施工、斜板的板距從沉淀效率考慮，越小越高

59、，但從施工、安裝、排泥考慮，不宜太小。安裝、排泥考慮，不宜太小。 d=50150mm, 常取常取100mm； 斜管管徑斜管管徑 d=2540mm,（多邊形內(nèi)切圓直角），端面（多邊形內(nèi)切圓直角），端面形狀，多采用正六角形。形狀，多采用正六角形。 實際應用中，采用斜管較多。實際應用中，采用斜管較多。d 6、 設計計算設計計算 沉淀池面積沉淀池面積A （6-32） 選定選定表面負荷表面負荷q為為9-11m3/(m2h)（2.53.0mm/s），），計算計算得到面積得到面積A。 沉淀池總高度沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 （6-33）式中：式中：h1為超高為超高0.3m，h2為清水區(qū)高

60、度為清水區(qū)高度1.2m h3為自身高度為自身高度0.87m，h4為配水區(qū)高度為配水區(qū)高度1.5m h5為污泥斗高度為污泥斗高度0.8mqQA 6.5.3 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 1. 沉淀面積增大；沉淀面積增大； 2. 沉淀效率高，產(chǎn)水量大；沉淀效率高，產(chǎn)水量大； 3. 水力條件好，水力條件好，Re小，小，F(xiàn)r大，有利于沉淀；大，有利于沉淀； 缺點：缺點： 1. 由于停留時間短，其緩沖能力差；由于停留時間短，其緩沖能力差； 2. 對混凝要求高；對混凝要求高； 3. 維護管理較難，使用一段時間后需更換斜板（管）維護管理較難，使用一段時間后需更換斜板（管）P306計算例題計算例題斜沉池進水處斜