单元二纯净水制备.ppt

单元二 纯净水制备;2.1 沉淀实验;2.1.1 沉淀理论;区域沉淀（成层、拥挤沉淀）：因SS过大，沉淀过程中相邻颗粒间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，颗粒群以整体向下速度沉降，并与上清液形成清晰的固液界面。如二沉池中下部的沉淀。 压缩沉淀：颗粒间相互支撑，上层颗粒在重力作用下挤压下层颗粒间的间隙水，使污泥得到浓缩。如二沉池泥斗和浓缩池的过程。 2沉淀类型分析 1）自由沉淀： 假设颗粒为球形，由牛顿第二定律得： mdu/dt＝F1－F2－F3 。 式中 ； F1为重力，Vgρg； F2为浮力，Vgρy。 F3为下沉摩擦阻力，CA ρy u 2 /2。 带入整理得：u＝ (ρg － ρy )gd 2/18μ，即斯托 克斯公式。 ;可见沉速u与ρg － ρy以及d 2成正比，与μ成反比。但由于污水中的颗粒为非球形，直接采用斯托克斯公式会油很大误差，需要修正。具体修正方法如下： 多个沉降柱试验法：见p63，沉降柱6～8个，d＝80～100mm，h＝1500～2000mm，出水口位于1200mm处，出泥口在底部，进水SS浓度为C0，经沉淀t1 、t2、t3… ti… tn时，分别在1～8号沉淀柱取水样100ml，得出水SS浓度C1 ～C8，并作出η～t的关系曲线以及η～ui的关系曲线（见图3～9）。沉速ui是指在沉淀时间ti内能从水面恰好下沉到水深H处的最小颗粒的沉淀速度。对于u ≧ ui的颗粒，可在时间ti内全部沉淀去除；而对u ui的颗粒，在时间ti内能否被沉淀去除取决于颗粒所在位置，因而此方法存在误差。;沉降柱修正试验法：试验方法同前，在每根沉降柱上开多个取样口，取H以上所有取样口的水样。设水样中的SS浓度为Ci ，则出水中的剩余SS的比例为Pi＝Ci/ C0 ，SS实际在ti时的去除率为1－ Pi，作的P0 ～ ut曲线，凡沉速ut≧ u0＝H/t的所有颗粒都可能去除，其去除率为1－ P0 ；而沉速ut u0＝H/t的颗粒能被去除的比例为ut / u0 ，其在t时刻去除该颗粒的效率为∫ut / u0 dp；故总去除率为(1－ P0 )+ ∫ ut / u0 dp 。 所以η%＝ (100－ P0 )+ 100/ u0 ∫ ut dp 。 例题 （见p65例3－2） ;2）絮凝沉淀 试验思路同前，柱略高略粗，取样口间距500mm，取样时间间隔5或10min，则SS在ti时的去除率为η＝(1－ Ci/ C0 )× 100% 。记算去除率，并记录与表中（见表3－6）。 具体计算见例3－3，首先计算临界沉速，后在图上作中间曲线，找出其与t时刻的交点，计算对应沉速，后计算去除率。 η＝ η1＋ u1/ u0(η1－ η2）＋ u2/ u0 (η2－ η3）＋….;3.理想沉淀池原理 从上面分析可以看出，沉淀理论与实际沉淀池的运动规律有所差距，为合理表征实际沉淀状态，提出了“理想沉淀池”概念。 理论假设条件： a.污水在池内沿水平方向作等速流动，速度为v。 b.在流入区颗粒沿AB断面均匀分布，并处于自由沉淀状态， 其水平分速等于v。 c.颗粒沉到池底即认为被去除。;1）平流式理想沉淀池 ①平流式理想沉淀池分流入区、流出区、沉淀区和底部的污泥区。从图中可以看出，必存在一种从A点进入、以流速为u0 的颗粒，最后刚好在出水口D点沉入池底污泥区。根据几何相似原理，则u0 /v=H/L，即u0 ＝vH/L。 所以凡沉速大于u0者全部沉入池底（代表I轨迹的颗粒）；凡沉速小于u0者、且在对角线AD以上者，均不能被去除（代表Ⅱ轨迹的颗粒）；凡沉速小于u0者、且在对角线AD以下者，仍可以被去除（代表虚线Ⅱ轨迹的颗粒）。 设沉速ut ut的颗粒质量为dP，则可被沉淀去除的量为ut / ut dP，故总去除率η＝ (1－ P0 )+ 1/ u0 ∫ ut dp ，用百分数表示为η%＝ (100－ P0 )+ 100/ u0 ∫ ut dp ，与前者分析推导结果相同，说明理论上是可行的。;②将实际数据 Q、L、B、H带入，则颗粒在池内最长沉淀时间为：t＝L/v=H/ u0。沉淀池容积V＝Qt＝HLB，因Q＝HBL/t＝HA/t=A u0 。 故Q/A= u0 ＝q。 Q/A的物理意义：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，即表面负荷率或溢流率，用q表示( m3/m2s