第二章 水物理化学处理法 4.doc

第2章水的物理化学处理方法(4学时)
本章教学内容:
粗大颗粒物质的去除,悬浮物质和胶体物质的去除,溶解物质的去除,消毒
本章教学要求:
(1)了解物化处理的主要方法,掌握粗大颗粒去除的原理,掌握悬浮物质和胶体物质去除的基本原理和常用方法;
(2)了解溶解物质的处理方法,掌握几种重要方法的去除机理,掌握消毒原理,熟悉常用的几种消毒方法;
(3)了解水的其他物理化学处理方法。
本章教学重点:
格柵、沉砂池、沉淀与混凝、软化、消毒
本章习题: P200 1, 7, 9, 18,30

格栅:去除污水中悬浮物,保证泵正常的工作,减轻提升水位,对于减少土方的开挖量有效。
设施:截流构筑物。截流构筑物的种类如:格栅,筛网,滤池。
重力分离——沉砂池,沉淀池,隔油池

一、格栅的作用与分类:
1、定义(definition):由一系列平行的栅条,,。
按形状分为:(1)平面格栅(2)曲面格栅
格栅按照间距来分:粗格栅;中格栅;细格栅
按清渣的方式来分:
人工清渣:W≤ /d;可采用人工清渣,安装角度为 30°-45°
机械清渣:分为(1)固定式(2)活动式(3)回转耙式

平面格栅的有关参数: L , B ,S, e, b
组成:栅条和框架
型号: PGA-L×B-e
二、设计格栅的步骤:
设计尺寸;清渣方式;栅渣量计算
1、格栅尺寸的设计
(1)计算栅间隙数量
(2)格栅宽度的设计
(3)水头损失的计算
(4)栅槽总高度的计算
(5)栅槽总长度的计算
(6)栅渣量的计算

作用:去除无机砂,并非有机砂。
分类:( 1)平流式沉砂池(2)曝气沉砂池(3)多尔沉砂池(4)钟式沉砂池
• 平流沉砂池
1、构造见课本 71页
2、平流沉沙池的优点与缺点:
优点:平流沉沙池的适应性强,效果稳定
缺点:占地面积大,沉沙池中含有15%的有机物,为后续处理增加困难。
•  曝气沉砂池
50年代以后,主要以曝气沉沙池为主,优点为:
特点:①沉砂中有机物含量小于 5%
②具有预曝气、除臭、防止厌氧分解,除泡和加速分离作用
构造和工作原理
•  构造:①形状:矩形②有 I=-,坡向集砂槽③集砂槽侧有曝气装置,-
•  工作原理:水平运动,旋流运动
•  设计:
•  设计参数①水平流速 V:- /s 一般取 /s
旋流流速 - /s
②停留时间 1-3min
③有效水深 2-3m 宽深比 1- 长宽比≤ /s
④曝气量 - 3 空气/m 3 污水
⑤曝气装置距池底距离 -
计算公式 P73
①②③④⑤
⑥池总高度 H 0 =h 1 + H+ h 2 + h 3
↓↓
超高 有效水深
h 2 →~

⑦核算 t max =V/(60Q max )≤3min
(混凝、澄清和过滤部分自学)

(1)单个颗粒在水中的沉降
单个颗粒在稀悬浮液中的沉淀,不受周围颗粒的影响,其沉降速度仅仅是液体性质及颗粒本身特性的函数。任何一个静水中的固体颗粒,都受到两种基本力的作用,即重力Fg和浮力Ff。颗粒在水中的合力F为这两种力之差,即:
(2-1)
式中:Vp——颗粒体积;
ρp和ρl——分别为颗粒和水的密度;
g——重力加速度。
当ρp>ρl时,Fg>Ff,颗粒在合力F的作用下作加速下沉运动。这时,颗粒便受到第三种力,即水的阻力的作用。根据因次分析和实验验证,阻力Fd可按下式计算:
(2-2)
式中:Cd——牛顿无因次阻力系数;
Ap——颗粒在垂直于运动方向上的投影面积;
u ——颗粒的沉降速度。
颗粒在下沉运动过程中,净重F不变,而阻力Fd则随沉速u的平方增大。因次,经过某一短暂时间后,阻力Fd会增加到与净重F相平衡,即Fd=F。此时颗粒的加速度为零,沉速为常数。由此可以得到自由沉降的沉降速度表达式为:
(2-3)
设颗粒是直径为d的球形颗粒,则有,带入公式2-3,可以得到:
(2-4)
公式2-4称为牛顿定律,u称为单个颗粒的稳定沉降速度或最终沉降速度。
阻力系数Cd是颗粒沉降时周围液体绕流的雷诺数Re的函数,。根据雷诺数的大小,流态分为层流区(Stokes区,斯托克斯区)、过渡区(Allen区,艾