水质工程学 4.4~4.6

1、4.4 澄清池,4.4.1 澄清池的工作原理,在絮凝过程中，当水中有两种直径相差很大的 颗粒时，粒径为d1的细颗粒，其颗粒浓度为n1； 粒径为d2的粗颗粒，其颗粒浓度为n2。在速度梯 度的作用下，两种颗粒每秒相碰撞的次数，即颗 粒浓度的降低速率为：,式中：0为附着效率系数。假设d1远远小于d2， ，有d1+d2d2。如果细颗粒为原水中的颗粒，其 颗粒浓度n1很大；而粗颗粒d2为池中的絮体，其 颗粒浓度n2保持不变，并有n1n2，则上式可 改写为：,式中：,则：,式中：nt为颗粒在t时刻的颗粒浓度，其值与水中絮 体的体积浓度有关，在给定Gt的条件下，随着水的 虚体体积浓度的增大而迅速减小。如果能

2、在池内形 成一个絮体浓度足够大的区域，使原水进入该区域 与絮体接触，就能大大提高原水中细粒悬浮物的絮 凝速率,泥渣悬浮型澄清池：悬浮澄清池 脉冲澄清池 特点：泥渣处于悬浮状态 泥渣回流型澄清池机械搅拌澄清池 水力循环澄清池 特点：泥渣在垂直方向不断循环,澄清池的类型,4.4.2 机械搅拌澄清池,设计要点 清水区上升流速为0.81.1mm/s； 水在澄清池内总的停留时间可采用1.21.5h； 叶轮提升流量为进水流量的35倍； 原水进水管、三角配水槽的水流流速分别为1m/s、 0.4m/s； 第一絮凝室的容积：第二絮凝室的容积（含导流室）： 分离室为2：1：7，第二絮凝室与导流室的水流流速一般为4

3、060mm/S； 直径大于6m时用68条集水槽，直径小于6m时用46条集水槽,优点: (1)处理效率高 泥渣的回流作用；泥水分离效果好 （2）对水量、水质、水温的变化适应性 强 a.泥渣回流量大，浓度高，对原水水 质、 水量、水温的变化起缓冲作用。 b.循环水量、搅拌强度可以通过机械 调节。,缺点： （1）需要一套机械搅拌设备：维护较麻烦。 （2）结构复杂。 适用： （1）大，中，小型水厂； （2）进水悬浮物含量一般小于1000mg/L,短时可达3000-5000mg/L。,水力循环型澄清池,4.4.3 脉冲澄清池,泥渣周期性上下移动“脉冲”,一个周 期内,包括两个过程:,充水:t1=50S,

4、放水:t2=10S,脉冲周期: T= t1+t2=60S,(1)配水均匀,a.配水穿孔管,流速大,b.有人字板整流,(2)混合效果好,(3)澄清效果好,a.有利于接触絮凝,b.自动调整泥渣浓度,(4)泥水分离好,工作特点,(1)净水效果好 (2)除真空脉冲器外,无机械设备,优点：,缺点：,对水温，水质的变化较敏感,管理水平要求高,上述两种类型的澄清池的清水区加装斜管， 能显著提高澄清池的处理效果。,4.5 水中造粒,实验发现在利用有机高分子絮凝过程中， 由体系外部供给一定能量，在某些条件下就 会生成结实的颗粒絮凝体，称为水中造粒现 象。,起源：,日本学者提出：结团絮凝,西安建筑大学在流化床上发

5、展了该理论,历史：卡特莫尔1904年使金属矿物质细粉末成酸性 再用脂肪酸作架桥；特伦特1922年提出以烃类的油 作为架桥的方法。,自我造粒型流化床,底部进水区 造粒区 分离区 集泥区 集水区,常规絮凝形 成过程形成 的絮凝体结 构松散，内 部空隙很大， 密度低、沉 淀时间长。,在造粒设备,中，水对水中 微小粒子进行 脱稳，导入搅,拌区进行造粒。 颗粒的结合和 成长以微小颗 粒在悬浮颗粒 表面逐一附着 的方式进行。,控制因素,化学条件：脱稳电位-15-20mv,反应动力学条件：保证快速混合扩散的反 应条件；预先形成的高浓度颗粒层，为致 密的絮凝体的形成提供了巨大的表面；在 高浓度颗粒悬浮层提供适宜剪切力。,流体力学条件：提供向上水流；紊流条 件；相对稳定的流化床顶部固液界面,4.6 辐流沉淀池,圆形扁平池子，排泥性能好，适用于悬浮物浓度 高、沉淀泥量大的水的处理，如高浊度水沉淀池、 污水处理厂初沉