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    饮用水处理-沉淀

  • 上传人: 娟**
  • 文档编号:33357451
  • 上传时间:2021-11-26
  • 文档格式:PPT
  • 文档页数:77
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    饮用 水处理 沉淀
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    1、饮用水处理:沉淀 沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力 作用下产生下沉作用,以达到固液分离的一种过程。 沉淀处理工艺的四种用法 沉砂池:用以去除污水中的无机易沉物。 初次沉淀池:较经济地去除,减轻后续生物处理构筑物 的有机负荷。 二次沉淀池:用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、 活性污泥等,使处理后的水得以澄清。 污泥浓缩池:将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩 ,以减小体积,降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。 沉淀的基本理论 自由沉淀 悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮 固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉 淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗 粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 。

    2、根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和 浓度,沉淀可分成四种类型 悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬 浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因 相互聚集增大而加快沉降,沉淀轨迹 呈曲线。沉淀过程中,颗粒的质量、 形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀 属于这种类型。 絮凝沉淀 区域沉淀或 成层沉淀 压缩沉淀 悬浮颗粒浓度较高(5000mg/L 以上);颗粒的沉降受到周围其他颗粒 的影响,颗粒间相对位置保持不变,形 成一个整体共同下沉,与澄清水之间有 清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓 缩池中发生。 悬浮颗粒浓度很高;颗粒相互之间已 挤压成团状结构,互相接触,互相支撑 ,下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作 用下被挤出,使污泥。

    3、得到浓缩。二沉池 污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存 在压缩沉淀。 自由沉淀及其理论基础 分 析 的 假 定 沉淀过程中颗粒的大小、形状、质量等不变 颗粒为球形 颗粒只在重力作用下沉淀,不受器壁和其他 颗粒影响 静水中悬浮颗粒开始沉淀时, 因受重力作用 产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与 水对其产生的阻力平衡时, 颗粒即等速下沉 悬浮颗粒在水中的受力:重力、浮力 重力大于浮力时,下沉; 重力等于浮力时,相对静止 ; 重力小于浮力时,上浮。 1.悬浮颗粒在水中受到的 力Fg Fg是促使沉淀的作用力, 是颗粒的重力与水的浮力之 差: 式中:Fg水中颗粒受到的作 用力; V颗粒的体积; S。

    4、颗粒的密度; L水的密度; g重力加速度。 2. 水对自由颗粒的阻力 式中:FD水对颗粒的阻力; 阻力系数; A自由颗粒的投影 面积; uS颗粒在水中的运 动速度,即颗粒 沉速。 悬 浮 颗 粒 在 水 中 的 受 力 分 析 球状颗粒自由沉淀的沉速公式 当颗粒所受外力平衡时, 即 因 得球状颗粒自由沉淀的沉速公式: 当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其 周围的绕流速度亦小时,颗粒主要受水的黏滞阻 力作用,惯性力可以忽略不计,颗粒运动是处于 层流状态。 在层流状态下,=24/Re,带入式中,整理 得自由颗粒在静水中的运动公式(亦称斯托克斯 定律): 式中:水的动力黏度。 由上式可知,颗粒沉。

    5、降速度us与下述因素有关: 斯托克斯定律: 当s大于L时,s-L为正值,颗粒以us下沉; 当s与L相等时,us=0,颗粒在水中呈悬浮状态 ,这种颗粒不能用沉淀去除; s小于L时,s-L为负值,颗粒以us上浮,可 用浮上法去除。 us与颗粒直径d的平方成正比,因此增加颗粒直径 有助于提高沉淀速度(或上浮速度),提高去除效果 。 us与成反比,随水温上升而下降;即沉速受水 温影响,水温上升,沉速增大。 沉淀池的工作原理 理想沉淀池 分为: 进口区域、 沉淀区域、 出口区域、 污泥区域 四个部分 沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同,水平流速为v; 悬浮颗粒在沉淀区等速下沉,下沉速度为u; 在沉淀池。

    6、的进口区域,水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个 过水断面上; 颗粒一经沉到池底,即认为已被去除。 理想沉淀池的几个假定: 由上述假定得到的悬浮颗粒自由沉降迹线: 式中:v颗粒的水平分速; qv进水流量; A沉淀区过水断面 面积, Hb; H沉淀区的水深; b沉淀区宽度。 当某一颗粒进入沉淀池后 另一方面,颗粒在重力 作用下沿垂直方向下沉 ,其沉速即是颗粒的自 由沉降速度u 一方面随着水流在水平 方向流动,其水平流速 v等于水流速度 颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和,在 沉淀过程中,是一组倾斜的直线,其坡度i=u/v 设u0为某一指定颗粒 的最小沉降速度。 I.当颗粒沉速uu0时,无论 。

    7、这种颗粒处于进口端的什 么位置,它都可以沉到池 底被去除,即左上图中的 迹线xy与xy。 II. 当颗粒沉速uu0时,位于 水面的颗粒不能沉到池底 ,会随水流出,如左下图 中轨迹xy所示;而当其 位于水面下的某一位置时 ,它可以沉到池底而被去 除,如图中轨迹xy所示 。 说明对于沉速u小于指 定颗粒沉速u0的颗粒,有 一部分会沉到池底被去除 。 在同一沉淀时间t,下式成立: 故 对于沉速为u1(u1u0)的全部悬浮颗粒,可被沉淀于池底的 总量为: 而沉淀池能去除的颗粒包括uu0以及 u1v时,颗粒将以u-v的差值向下沉淀,颗粒得以去除 ; 当u=v时,则颗粒处于随遇状态,不下沉也不上升; 当u。

    8、v时,颗粒将不能沉淀下来,会被上升水流带走。 竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。 竖流式沉淀池的深、宽(径)比一般不大于3,通常取 2。 竖流式沉淀池的中心管如下图所示。 竖流式沉淀池的构造 中心流速: 无反射板:30mm/s 有反射板:100mm/s 流出速度: 20mm/s 中心导流筒设计 中心管尺寸 辐流式沉淀池 辐流式沉淀池是一种大型沉淀池,池径可达100m, 池周水深1.53.0m。 有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂配水等 几种形式。 沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除,对辐流式 沉淀池而言,目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥 机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机。

    9、等。 辐流式沉淀池的构造及特点 辐 流 式 沉 淀 池 剖 面 中心进水周边进水 进水槽断面较大,而槽底的孔口较小,布水时的 水头损失集中在孔口上,故布水比较均匀。 进水挡板的下沿深入水面下约2/3深度处,距进水 孔口有一段较长的距离,这有助于进一步把水流均 匀地分布在整个入流渠的过水断面上,而且废水进 入沉淀区的流速要小得多,有利于悬浮颗粒的沉淀 。 周边进水辐流式沉淀池的 入流区在构造上的特点 辐流式沉淀池刮泥机中心移动系统 斜流式沉淀池 斜流式沉淀池是根据浅池理论,在沉淀池的 沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板(管)沉淀区 、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。 按斜板或斜管间水。

    10、流域污泥的相对运动方向 来区分,斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。污水 处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池。 异向斜流式沉淀池中,斜板(管)于水平面 呈60角,长度通常为1.0m左右,斜板净距(或斜管孔 径)一般为80100mm。斜板(管)区上部清水区水深 为0.71.0m,底部缓冲层高度为1.0m。 斜流式沉淀池的构造 斜流式沉淀池的构造 斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留 时间短、占地少等优点,在给水处理中得到比 较广泛的应用,在废水处理中应用不普遍。在 选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂含油废水的隔油 等方面已有较成功的经验,在印染废水处理和 城市污水处理中也有应用。 斜流式沉淀池在废水处理中的应。

    11、用 斜流式沉淀池污水处理中应用实例 安装中的斜板/斜管沉淀池 斜板/斜管沉淀池运行进程中 应防止斜板/斜管上浮 提高沉淀池沉淀效果的有效途径 沉淀池均存在去除率不高的问题, 且占地面积较大,体积庞大 提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法 斜流式沉淀池 对污水进行 曝气搅动 回流部分 活性污泥 曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮 颗粒相互作用,产生自然絮凝。采用此法,可是沉 淀效率提高5%8%,1m3废水的曝气量约0.5m3 左右。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。 将剩余活性污泥投加到入流污水中去,利用污泥的活性,产生 吸附与絮凝作用,这一过程称为生物絮凝。这一方法可以使沉淀效 率比原来的。

    12、沉淀池提高10%15% ,BOD5的去除率也能增加15% 以上,活性污泥的投加量一般在100400mg/L之间。 隔油 含 油 废 水 的 来 源 石油开采及 加工工业 固体燃料热加工 纺织工业中的洗毛废水 轻工业中的制革废水 铁路及交通运输工业 屠宰及食品加工 机械工业中车削工艺中的乳化液 石油开采 石油炼制 石油化工 带水原油的 分 离水 钻井提钻时 的设备冲洗水 井场及油罐 区的地面降水 生产的油水分 离过程,油品、 设备的洗涤、 冲洗过程 焦化含油废水 焦炉气的冷凝 水 洗煤气水 各种储罐的排 水 油 的 状 态 呈悬浮 状态的 可浮油 呈乳化 状态的 乳化油 呈溶解 状态的 溶解油 。

    13、油滴的粒径较大,可以依靠油水密度差而从 水中分离出来,对于石油炼厂废水而言,这 种状态的油一般占废水中含油量的60% 80%左右。 粒径:60m以上 平流分离100150m;斜板60m以上 非常细小的油滴,由于其表面有一层由乳化剂 形成的稳定薄膜,阻碍油滴合并,故不能用 静沉法从废水中分离出来;若能消除乳化剂的 作用,乳化油剂可转化为可浮油,称为破乳。 乳化油经过破乳之后,就能用沉淀法分离。 细分散油粒: 1060m 乳化油:粒径 10m 油品在水中的溶解度非常低,只有几个毫克 每升。 溶解油:515mg/L 油 污 染 对 环 境 的 危害 含油废水侵 入土壤孔隙间形 成油膜,产生堵 塞作用。

    14、,致使空 气、水分及肥料 均不能渗入土 中,破坏土层结 构,不利于农作 物的生长,甚至导 致农作物枯死。 含油废水排 入水体后将在水 面上产生油膜, 阻碍大气中的氧 向水体转移,使 水生生物处于严 重缺氧状态而死 亡。在滩涂上还 会影响养殖和利 用。 含油废水排 入城市沟道,对 沟道、附属设备 及城市污水处理 厂都会造成不良 影响。 土壤沟道水体 废水从池子的一端流入池子,以较低的水平流速流经池子, 流动过程中,密度小于水的油粒上升到水面,密度大于水的颗 粒杂质沉于池底,水从池子的另一端流出。隔油池的出水端设 置集油管。 大型隔油池应设置刮油刮泥机,以及时排油及排除底泥。隔 油池的池底构造与沉。

    15、淀池相同。 表面一般设置盖板,冬季保持浮渣的温度,从而保持它的流 动性,同时可以防火与防雨。 特点:构造简单,便于运行管理,油水分离效果稳定。 平流式隔油池可去除的最小油滴直径为100150m,相应的 上升速度不高于0.9mm/s。 平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似,按表面负荷 设计时,一般采用1.2m3/(m2h);按停留时间设计时,一般采 用2h。 平流式隔油池 斜板式隔油池 斜板式隔油池可去除的最小油 滴直径为60m,相应的上升速度 约为0.2mm/s。 铁路运输、化工等行业使用的 小型隔油池,其撇油装置是依靠水 与油的密度差形成液位差而达到自 动撇油的目的。 小型隔油池 斜板隔。

    16、油池与小型自动撇油隔油池 当油和水相混,又有乳化剂存在时,乳化剂会在 油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜,这时油和 水就不会分层,而呈一种不透明的乳状液。 当分散相是油滴时,称水包油乳状液; 当分散相是水滴时,则称为油包水乳状液。 乳化油及破乳方法 乳化油的主要来源 含油(可浮油) 废水在沟道与含 乳化剂的废水 相混合,受水 流搅动而形成 以洗涤剂清洗 受油污染的机 械零件、油槽 车等而产生乳 化油废水 根据生产工 艺的需要而 人为制成 破乳的基本原理:破坏液滴界面上的稳定薄膜,使油、水得 以分离。 投加换型乳化剂:投入适量“换型剂”后,在水包油(或油包水 )乳状液转型为油包水(或水包油)乳状液过程中,存在着一 个转化点,这时的乳状液非常不稳定,油水可能形成分层。 投加盐类、酸类:可使乳化剂失去乳化作用。 投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂:如异戊醇,从 两相界面上挤掉乳化剂而使其失去乳化作用。 搅拌、振荡、转动:通过剧烈的搅拌、振荡或转动,使乳化 的液滴猛烈相碰撞而合并。 过滤:如以粉末为乳化剂的乳状液,可以用过滤法拦截被固 体粉末包围的油滴。 改变温度:改变乳化液的温度来破坏乳化液的稳定。 某些乳化液必须投加化学药剂破乳,如钙、镁、铁、铝的盐 类或无机酸、碱、混凝剂等。 破乳方法简介。

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