沉淀(净水工)

第十五章沉淀第一节、沉淀概述第二节、沉淀设备概述第三节、常见沉淀设备第四节、加药、混凝、沉淀设备运行管理第一节、沉淀概述沉淀过程就是让原水经过加药、混凝后的水，通过沉淀设备，依靠颗粒重力分离作用，是水中的泥沙或矾花颗粒沉降下来，使水由浑变清的过程（泥水分离的过程）。沉淀担负着去除水中80％-90％的悬浮物任务。一、沉淀的类型(1)自然沉淀：原水中不加混凝剂，完全借助颗粒自重作用，使水中比重比水大的悬浮颗粒逐渐沉降，这个过程称为～～。(2)混凝沉淀：原水中常有些细小悬浮物或胶体杂质，他们不能靠自身的重量下沉，这时要向水中投加混凝剂，经过混凝可以生成大而重的矾花，借助重力作用下沉，这个过程称为～～。(3)化学沉淀：在摹写特种水处理中，投加药剂使水中溶解杂质与之发生反应生产化学沉淀物的沉淀过程，称为～～。二、沉淀的基本原理（1）我们根据悬浮颗粒在水中的沉淀分离过程特性将其分为两种：自由沉淀：单个颗粒在静水中，只受到颗粒本身的重力和水流阻力的作用而下沉容器壁和其他悬浮物对它没有影响。拥挤沉淀：悬浮物颗粒在静水中沉淀时除了受到颗粒本身的重力和水流阻力的作用外，容器和临近悬浮颗粒对它也有影响。（2）颗粒在动水中的沉淀规律是由水流的流动方向来决定的。颗粒在水平水流中的沉淀：杂质受重力，水流影响，实际是以合力沿V3的曲线下沉。这个实际上就是平流沉淀池的工作原理。（3）颗粒在上升水流中的沉淀：（3种情况）1）、颗粒自身下沉的速度v1上升流速v2时，颗粒将会浮在表面，气浮池正是应用了这个规律。2）、颗粒自身下沉的速度v1上升流速v2时，颗粒将会沉到池底，竖流沉淀池和机械加速澄清池正是应用了这个规律。3)、当V1和V2相等的时候，颗粒会处于悬浮状态，如果众多的颗粒都处于悬浮状态就形成悬浮层，水流夹带的维絮体通过该悬浮层时便会被截留下来，一段时间后，通过接触，悬浮层凝聚结大，其重力就会大于水流的上升推力，便沉入池底，泥渣过滤型澄清池应用了这一规律。（4）颗粒在倾斜水流中的沉淀颗粒运动方向为水流流速V2与颗粒垂直沉速V1的合速度V3的方向，颗粒沿此方向下沉到底板，向上流斜管（板）沉淀池应用了这一运动规律。三、颗粒的沉速公式（STOKES）U0=g/18.ps-p/u.d2U0:颗粒沉速；g：重力加速度；psp：悬浮颗粒密度和水的密度；d：颗粒的直径；u：水的动力粘滞系数，与温度有关。从沉速公式看出颗粒的沉速随着密度增大而增加，与颗粒直径平方成正比，与水的动力粘滞系数成反比。这说明，要想沉速加大，提高沉淀效率，必须设法增大颗粒的粒径和密度。四、冬季水温低时沉淀的特点由于颗粒的沉速与水的动力粘滞系数成反比，因此，夏天水温高时，水的粘度小，如果其他条件不变，则颗粒的沉速相应增加，沉淀的效果要好。反之，冬季水的粘度大，颗粒的沉速降低，沉淀效果差，这就是冬天水质难于处理中的原因之一。第二节、沉淀设备概述沉淀设备的主要作用是让水中的悬浮物沉淀出来，并排除这些沉淀物（排泥）。沉淀池的分类作用分类：预沉池、滤前沉淀、最终沉淀、污泥浓缩。沉淀池的流水方向：平流式、竖流式、畅流、径流等。截留颗粒的沉降距离：一般沉淀和浅层沉淀。第三节、常见沉淀池理想沉淀池1.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，不再凝聚和破碎，颗粒的大小、形状和密度不变，因此颗粒沉速始终不变。2.水流沿着水平方向流动，在横断面上，各点流速相等。3。在沉淀区的进口处每一种颗粒大小的悬浮物在垂直断面上浓度分布是均匀相等的。4.颗粒沉到池底即认为已被去除。理想沉淀池的表面负荷就是它的截流沉速，反应了能全部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。浑水在理想沉淀池中的沉淀效率只与沉淀池的表面负荷率有关，而与其他因素（水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关，这一结论抓住了沉淀池的主要矛盾，阐明了决定沉淀效率的主要因素反应了下列问题：当容积一定时，池深浅些，则表面积大些，沉淀效率可以高些，此即“浅池理论”，斜板、斜管沉淀池的发展即基于此理论。一、平流沉淀池平流沉淀池可就地取材，造价低，操作管理方便，施工较简单；其次平流沉淀池适应性强，潜力大，处理效果稳定；同时该沉淀池采用排泥管排泥，排泥效果好。但是它同样存在占地面积较大，需要增加机械排泥设备，维护较复杂等缺点。平流沉淀池原理图平流沉淀池有四个功能区：进水区、沉淀区、存泥区、出口区。QABCDQLvvvvu1u0u0u1u0u1ⅠⅡⅡⅢhH沉淀区进水区出水区存泥区i,i沉淀池1、平流沉淀池的构造（一）进水区进水区的作用是使水流均匀地分布在整个进水的截面上，并尽量减少扰动。（二）沉淀区是沉淀池的主体，沉淀作用就在这里进行。（三）出口区出口区的作用是将沉淀后的清水引出。出口装置尽量能收集上层清水，且在整个池宽方向方向收集，集水速度尽量避免扰动已沉淀絮体。（四）存泥区存泥区的作用是积存下沉污泥。2、沉淀池的排泥措施斗底排泥池底设置许多排泥斗，可在不停水的情况下进行排泥，排泥斗壁倾角为30°~45°，每个斗底都有排泥管，管上设阀门或底阀。定期开启阀门，可将斗中积泥大部分排出。穿孔管排泥机械排泥虹吸吸泥机、吸泥泵、水力排泥阀等。二、竖流式沉淀池池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。三、辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20～100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。四、斜板或斜管沉淀池沉淀池近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。斜管沉淀池虽然沉淀效率要高于平流沉淀池，并且池体小，占地少，但是斜管耗用材料多，造价较高，管理维护费用高，同时排泥也较为困难。斜板沉淀池斜管沉淀池原理图同平流沉淀池相比较，斜管沉淀池增加了沉淀面积和改善了水里条件，因此提高了沉淀效率。数据：斜管形状：正六边形；斜管长度0.8m~1m；斜管倾角：60o。清水区高度：1.0~1.5m；斜板、斜管沉淀池由一系列倾斜的薄板组成，斜板、斜管沉淀池按水流方向分为：上向流、平向流、下向流三种。优缺点优点：1）沉淀面积增大；2）沉淀效率高，产水量大；3）水力条件好，有利于沉淀；缺点：1）由于停留时间短，其缓冲能力差；2）对混凝要求高；3）维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板（管）。五、水平管沉淀池水平管沉淀池是目前最接近“哈真”浅层理论的沉淀池，它将沉淀管水平放置，原水平行流动，悬浮物垂直分离，具有沉淀和分离功能。安装时可将预制的“水平管”模块组装为水平管沉淀池。水平管沉淀分离装置分成若干层，由此增加了沉淀面积，减小了悬浮物的沉降距离，缩短了悬浮物沉淀时间；水平管单元的垂直断面形状为菱形，管底侧向设有排泥狭缝，沉泥顺侧底下滑，再通过排泥狭缝滑入下面的水平管沉淀单元，悬浮物通过水平管及时与水分离，水走水道、泥走泥道，改善了悬浮物可逆沉淀的排泥条件，并避免了悬浮物堵塞管道和跑矾现象的发生。配备不停水自动冲洗系统，解决在水平管壁面上的沉泥附着积累问题。水平管沉淀池六、高密度沉淀池DENSADEG高密度沉淀池是一种新型的沉淀池，具有混合絮凝区、推流区、泥水分离区、沉泥浓缩区、泥渣回流及排放系统组成。该沉淀池特点之一是污泥回流，回流量约占处理水量的5-10%，发挥了接触絮凝作用。在絮凝区及回流污泥中投加高分子混凝剂有助于絮凝颗粒聚结沉淀。沉淀出水经过斜管沉淀区，较大的沉淀面积进一步沉淀分离出了水中细小杂质颗粒。下部设有很大容积的污泥浓缩区，根据污泥浓度定时排放。高密度沉淀池-1.806.455.25穿孔集水槽6.78-0.05快速混合器7.05污泥循环管污泥排放管刮泥机-2.0020005.556.786.48-1.650.051.95絮凝器7.106.786.557.253.95手动阀门100x100过水孔3.752.752.454.50原水可调器7.206.956.957.757.05放空管图6-19高密度沉淀池污泥循环泵泥水分离区沉泥浓缩区推流区混合絮凝区六、沉淀池的排泥排泥的作用：确保水质，避免“翻池”。排泥设备：1、斗式排泥；2、穿孔管排泥；3、机械排泥排泥一般在生产中根据原水浊度和设备负荷情况来确定排泥周期。第四节加药、混凝、沉淀设备的运行管理加药设备注意设备运行情况，有无断矾、矾口走小现象；观察计量泵的各项数据是否正常；（压力值）合理使用适宜浓度的混凝剂，投加两种药剂时注意顺序；加强巡回检查和测定分析。