华北理工水质工程学Ⅰ课件16沉淀和澄清-4澄清池

16-4澄清池将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理构筑物。一、特点：1、澄清池：将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理构筑物。2、特点：利用悬浮泥渣层作为一种接触介质，按接触凝聚原理，滤水，使水得到澄清，凝聚效果好。P307混凝反应，沉淀在一个构筑物中完成，构造简单，造价低。二、分类：泥渣悬浮型泥渣循环型（一）泥渣悬浮型澄清池1、廊道式悬浮澄清池：（1）构造流程：加药原水→气水分离器→向池中配水→向上进入悬浮泥渣区→清水室→清水泥渣浓缩（接触凝聚）排泥（2）原理：接触凝聚浓度大的悬浮物处于拥挤沉淀状态。原水通过悬浮层，相当于泥渣在静水中的拥挤沉淀，拥挤沉速与泥渣体积浓度Cv有关。u′—拥挤沉速u—自由沉速n—指数Cv—体积浓度浓度的平衡调节：当上升流速大u′↗Cv↘u′↘Cv↗P308nvCuu1（3）优缺点：ⅰ构造简单；ⅱ水处理效果好；ⅲ造价低；ⅳ对水质、水温、水量的变化敏感（受冲击负荷能力差）；ⅴ处理效果不稳定。2、脉冲式澄清池:（1）特点：澄清池中，水流上升流速发生周期性变化。上升流速小时：泥渣层收缩；上升流速大时：泥渣层膨胀。脉冲作用:①微絮体与活性泥渣接触絮凝池内悬浮层浓度均匀。②防止颗粒在池底沉淀。（2）构造：多了一个脉冲发生器：电磁阀，真空泵钟罩式（3）原理：悬浮层上下运动（膨胀、收缩）便于絮体絮凝。（4）优缺点：ⅰ效果好；ⅱ配水均匀；ⅲ混合效果好；ⅳ清水区断面积大；ⅴ底部无沉泥；ⅵ脉冲器易损，使用寿命短。（5）脉冲发生器ⅰ电磁阀真空泵脉冲发生器：a充水过程：真空泵造成进水室负压，进水管进水慢慢充满进水室达最高水位。b放水过程：进气阀开，进水室进入空气，水位自动下降水进入澄清池。水位下降达最低水位，进气阀闭。ⅱ钟罩式脉冲发生器：利用虹吸造成脉冲，现脉冲澄清池已用的不多，脉冲发生器易损。（二）泥渣循环形澄清池：使泥渣在池中循环，接触絮凝。1、机械搅拌澄清池：（1）构造：第一絮凝室，第二絮凝室和分离室（2）流程：原水进入，加药，进入三角配水槽（2），→进入第一絮凝室Ⅰ，（搅拌(5)）与回流泥渣絮凝，→由提升叶轮(6)，提升至第二絮凝室Ⅱ，接触絮凝，→水流进入导流室Ⅲ，（导流板，消除水的旋转，）→进入→上部清水区→上部集水槽→流出。→分离室Ⅳ→一部分进主泥斗→排除。→下部泥渣层→一部分进入第一絮凝室。（3）原理：利用回流泥渣与源水中的悬浮物接触凝聚，然后沉降分离。（4）优缺点：利用了活性强的泥渣；可调节（搅拌转速）提升量（回流量）。管理水平要求高，不能停止运行（沉泥）。设计计算：一、计算内容：1、进水管配水槽；2、反应室；（I，II反应室）3、分离室；4、集水槽；5、泥渣浓缩室；6、搅拌提升设备；二、设计参数选择1、清水区上升流速一般采用0.8～1.1mm／s。2、水在澄清池内总停留时间可采用1.2～1.5h。3、叶轮提升流量可为进水流量的3～5倍。叶轮直径可为第二絮凝室内径的70～80％，并应设调整叶轮转速和开启度的装置。4、原水进水管、配水槽：原水进水管的管中流速一般在1m／s左右。进水管进入环形配水槽后向两侧环流配水，故三角配水槽的断面应按设计流量的一半确定。配水槽和缝隙的流速均采用0.4m／s左右。5、絮凝室：目前在设计中，第一絮凝室、第二絮凝室（包括导流室）和分离室的容积比一般控制在2：1：7左右。第二絮凝室和导流室的流速一般为40～60mm/s。6、集水槽：集水槽用于汇集清水。集水均匀与否，直接影响分离室内清水上升流速的均匀性，从而影响泥渣浓度的均匀性和出水水质。因此，集水槽布置应力求避免产生局部区域上升流速过高或过低现象。在直径较小的澄清池中，可以沿池壁建造环形槽；当直径较大时，可在分离室内加设辐射形集水槽。辐射槽数大体如下：当澄清池直径小于6m时可用4～6条，直径大于6m时可用6～8条。环形槽和辐射槽的槽壁开孔。孔径可为20~30mm。孔口流速一般为0.5～0.6m／s。穿孔集水槽的设计流量应预留远期增加流量的余地，一般取为1.2～1.5倍。即穿孔集水槽的超载系数β＝1.2～1.5。三、穿孔集水槽计算：（一）集水槽：池D6m辐射式集水槽4～6条；D6m辐射式集水槽6～8条。(二)断面尺寸:(三)分类:底坡i=0i≠00.1m0.05—0.07m0.07—0.1mh=?b(四)计算:1、i=0如端部为矩形断面。h2为临界水深;b—槽宽;q—槽出水量;n—池集水槽条数;Q—澄清池总水量。2232gbqhnQqβ—超载系数（预留远期增加水量）β=1.2～1.5利用动量定律:列出动量方程单位时间动量的变化,等于液体所受外力P1-P2=E1-E2∴11121hP22221hP111vQE222vQE22112211vQvQh21h21bh11bh22gq=Q2集水槽设计流量；Q1=0∴∵b值按经验选值一般选b=h1(取整)∴222222112gbqhhh2232gbqh2232133gbqhh∴2、i≠0选定：槽末端流速v=0.4～0.6m/s槽宽:(取整)坡降:il=0.1～0.2m(取整数)求h2:21223313ghqhgqh2235134.019.0qh4.019.0qhbvbqh2求h1:hk—槽临界水深，自由出流时的h2l—槽长ililhhhhk323222231223gbqhk3、穿孔计算（1）孔口总面积：μ—流量系数，薄壁孔口，取μ=0.62P311(2)孔口:选定孔口直径→计算孔口单个面积f→计算孔口总数n还可以按孔口流速计算:孔口面积孔口上作用水头ghQf2hfnf选定孔口流速v→计算孔口面积→求孔口上作用水头→定孔口直径→单孔面积f→计算孔口总面积n7、泥渣浓缩室：据池的大小可设1～4个容积为总容积的1%～4%↓↓浓度低时浓度高时2、水力循环澄清池原理：利用射流泵，将一部分回流泥渣与原水混合。原水（加药后）由池底1进入→喷嘴2→喉管3（低压）↑吸入回流泥渣→混合→第一絮凝室（5）→第二絮凝室（6）清水→集水槽→分离室回流（8）泥渣→泥渣浓缩室（7）特点：（与絮凝→沉淀工艺相比）絮凝效果好，结构简单，无机械设备。泥渣回流量难控制。与机械加速澄清池比：药量大。对原水水量、水质、水温变化适应性较差。适用中小水厂（如果水量大、池太高）。现已少用。41~21回流量原水量