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第四章沉淀与澄清4.1杂质颗粒在静水中的沉降4.1.1杂质颗粒在水中的自由沉降自由沉淀颗粒互不干扰；不受器皿壁的干扰；经过一段时间后，沉速也不变。颗粒杂质所受的力：重力，浮力，水流阻力。其中阻力系数是雷诺数的函数。沉速：层流区用斯托克斯；紊流区用牛顿公式；过渡区用阿连公式。层流状态下，颗粒越粗，水温越高，密度差越大沉速越快。另外斯托克斯公式还能测粒径。4.1.2杂质颗粒在水中的拥挤沉降当水中大颗粒在有限的水体中沉降时，由于颗粒互相之间的影响，使得颗粒沉速比自由沉降要小，这就是拥挤沉降。沉速要乘以一个折减系数。沉淀筒中可分为清水层区、等浓度区、变浓度区、压实区四个区。4.2平流沉淀池4.2.1理想沉淀池理论理想沉淀池：自由沉淀；水平流速相等；沉底后认为被去除。截留沉速：最不利位置的颗粒恰能在池中沉淀下来的颗粒流速。表面负荷：指单位沉淀面积上承受的水流量。对于理想沉淀区，表面负荷与截留沉速相等。沉速大于截留沉速的全部沉淀下来。而沉速小于截留只能部分沉淀下来，其沉淀效率等于其沉速与截留沉速的比值。4.2.2非凝聚性颗粒的静水沉淀实验沉淀效率的计算：BLQq=理想沉淀区的沉淀效率只与截留沉速有关，也就是沉淀效率只与表面负荷有关，而与沉淀时间，池深，水流速度无关。沉淀池表面积越大沉淀效率越高。4.2.3凝聚性颗粒杂质的静水沉淀实验对于非凝聚性颗粒杂质，由于颗粒沉速不变，所以等浓度面沉降过程线是一条倾斜的直线。对于凝聚性颗粒杂质，由于颗粒沉速不断变大，所以等浓度面沉降过程线是向下弯曲的曲线。由于水中凝聚性颗粒在沉降过程中具有加速沉降的特点，所以沉淀区的池深对于沉淀效率是有影响的，池深越大，沉淀效果越好。4.2.4浑水异重流及平流沉淀池的构造特点密度大的浑水进入沉淀池后，在重力作用下会潜入池的下部流动，形成所谓的异重流。浑水浊度高的时候异重流现象明显。当进水温度比池水低的时候，会加强浑水异重流的流态。Fr值越小异重流大，因此增大Fr可以减轻异重流的影响。在浑水异重流的影响下，池内等浓度面不再是由池始端水面向池末端倾斜的平面。相反地，等浓度面的倾斜程度趋向水平，在池内形成上清下浊的浓度分布。均匀集水不行，那么从池表面集水不错。可用溢流堰或穿孔集水槽。Fr大对异重流抵抗力强。若同时降低雷诺数和提高弗劳德数的方法只能是降低水力半径R，措施是加隔板。4.3斜板，斜管沉淀池多层沉淀池比平流沉淀池效率高但排泥困难。斜板，斜管沉淀设备，既能增大沉淀池的层数，减少沉淀深度，还能自动排泥。4.5斜板（管）沉淀池的特点与工艺设计4.5.1原理由沉淀效率在原体积不变时，增加沉淀面积，可使颗粒去除率提高。.斜板（管）沉淀池与水平面成一定的角度（一般60°左右）水流可从上向下或从下向上流动，颗粒沉于斜管底部，而后自动下滑。斜板（管）沉淀池的沉淀面积明显大于平流式沉淀池，因而可提高单位面积的产水量或提高沉淀效率。4.5.2分类有异向流、同向流、横向流三种4.5.3优缺点优点：1.沉淀面积增大；2.沉淀效率高，产水量大；4.水力条件好,Re小Fr大；缺点：1.由于停留时间短，其缓冲能力差；2.对混凝要求高；4.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板（管）4.6澄清池澄清池将絮凝和沉淀过程综合于一个构筑物完成，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。澄清池分为泥渣悬浮型和泥渣循环型两种。2．脉冲澄清池特点是澄清池的上升流速发生周期性的变化，这种变化是由脉冲发生器引起的。靠脉冲方式进水，悬浮层发生周期性的收缩和膨胀。脉冲澄清池的特点如下：(1)有利于颗粒和悬浮层接触；(2)悬浮层污泥趋于均匀。(3)还可以防止颗粒在池底沉积(4)处理效果受水量、水质、水温影响较大；(5)构造复杂。机械搅拌澄清池的优点：①处理效果好，稳定；②适用于大、中水厂机械搅拌澄清池的缺点：①维修维护工作量较大；②启动时有时需人工加土和加大加药量。