【正文】 2) 沉淀區(qū) 沉淀區(qū)的高度一般約 3～ 4m， L/B4, L/H10，每格寬度應(yīng)在 3～ 8m不宜大于 15m。 作業(yè) P314： 3 210i iup dpu?? ? 平流式沉淀池分為進水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)、出水區(qū)四部分。 以沉淀筒高度 h為縱坐標(biāo)，沉淀時間 t為橫坐標(biāo)，將其對應(yīng)的 P值標(biāo)在交匯點上，把去除百分比相同的各點連成光滑曲線，即得去除百分?jǐn)?shù)等值線。 由于 uuo的均已去除，即 1p0，而剩余部分則 為陰影部分的積分值： 通過 P295例題加以說明。據(jù)此發(fā)展了斜板、斜管沉淀池。 （ 1）當(dāng)產(chǎn)水量（ Q） 和表面積（ A）一定時， Ui越大，則 E越大，表面負(fù)荷，或 q不變但 E增大。 沉淀池水平流速為： 對用直線 Ⅲ 代表的一類顆粒而言，流速和沉速 都與沉淀時間有關(guān) 0QvhB?Lt v? 00htu?29 210 整理得： 2）表面負(fù)荷或溢流率（ Q/A） 式 211中 Q/A稱為“表面負(fù)荷”或“溢流率”，即單位面積上所通過的流量。 理想沉淀池的工作情況見下圖 74。 為便于討論，從理想沉淀池入手。 圖 7 3 不 同沉淀高度的沉降過程相似關(guān)系 沉淀管水深H1沉淀管水深H20A 、 區(qū)交界面高度P1PQ1Q2 沉淀時間 t167。 1）沉降過程分析 將高濁度水注入一透明沉淀筒中進行靜水沉淀。 1. 懸浮顆粒在靜水中的自由沉淀 假設(shè)沉淀的顆粒是球形。 34澄清池 167。 作業(yè) P286： 5 第三章沉淀和澄清 ?167。 圖 6 21 網(wǎng)格（或柵條）絮凝池平面示意圖 （圖 中數(shù)字表示網(wǎng)格層數(shù)）進水平面布置（2） 網(wǎng)格（3） 柵條下面進出水上面進出水水流向上水流向下表 21 柵條、網(wǎng)格絮凝池主要設(shè)計參數(shù) 絮 凝 池 型 1 絮凝池分段 柵條縫隙或網(wǎng)格孔眼尺寸（ mm） 板條 寬度 （ mm） 豎井平均 流 速 （ m/s） 過柵或過 網(wǎng)流速 （ m/s） 豎井之間孔洞流訴（ m/s) 柵條或間格構(gòu)件布設(shè)層數(shù)（層） /層距（ cm） 絮凝時間（ mm ） 流速梯度（ s1） 柵 條 絮 凝 池 前段 （安放 密柵格） 50 50 ～ ～ ～ ≥16/60 3～ 5 70～ 100 中段 （安裝 疏柵條） 80 50 ～ ～ ～ ≥8/60 3～ 5 40～ 60 末段 （不安 放柵條） ～ ～ 4～ 5 10～ 20 網(wǎng) 格 絮 凝 池 前段 （安放密 網(wǎng)格） 80 80 35 ～ ～ ～ ≥16/60～70 3～ 5 70～ 100 中段 （安裝 疏網(wǎng)格） 100 100 35 ～ ～ ～ ≥16/60～70 3～ 5 40～ 50 末段 （不安 放網(wǎng)格） ～ ～ 4～ 5 10～ 20 每種形式的絮凝池各有其優(yōu)缺點。 網(wǎng)格絮凝池效果好，水頭損失小，絮凝時間較短，但還存在末端池底積泥現(xiàn)象，少數(shù)水廠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格上滋生藻類、堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)象。 圖 62 0 穿孔 旋流絮凝池平面示意圖上面進水下面進水、柵條絮凝池 網(wǎng)格、柵條絮凝池設(shè)計成多格豎井回流式。流速逐漸減小， G值也相應(yīng)減小以適應(yīng)絮凝體形成，孔口流速宜取 ～ ，末端流速宜取 ～ 。 第一格攪拌強度最大，而后逐步減小， G值也相應(yīng)減小，攪拌強度決定于攪拌器轉(zhuǎn)速和槳板面積。其示意圖見下頁圖 。 2）異波折板：波峰相對安裝。 隔板絮凝池特點：構(gòu)造簡單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。 2. 絮凝設(shè)備 形式較多，分為水力攪拌式和機械攪拌式兩大類。順流方向投影面積為進水管總截面面積的 1/4，開孔面 積為進水管總截面面積的 3/4，流速為 ~，混合時間 2~3s。 管式靜態(tài)混合器：流速不宜小于 1m/s，水頭損失不小于 ~，簡單易行，見下圖。 作業(yè) P286： 3 167。優(yōu)點是控制因子單一；投資低，操作簡單；控制精度較高。流動電流檢測器法和透光率脈動法屬于特性參數(shù)法。 采用現(xiàn)場模擬裝置來確定和控制投藥量是較簡單的一種方法，常用的模擬裝置是斜管沉淀器，過濾器或兩者并用。隨著自動控制的普 及與實現(xiàn)，目前有如下三種自控投藥方法。 （ 4）泵投加：不必另設(shè)計量設(shè)備，適合混凝劑自動控 制系統(tǒng)，有利于藥劑與水混合，見圖。 ：計量與調(diào)節(jié) 計量設(shè)備有：轉(zhuǎn)子流量計；電磁流量計；苗嘴； 計量泵等。 25混凝劑的配制與投加 混凝劑的投加有固投和液投，一般為液投?？刹扇〉膶Σ哂校? ①加高分子助凝劑； ②加粘土； ③投加混凝劑后直接過濾。 當(dāng)投加金屬鹽類凝聚劑時，其水解會生成 H+，但水中堿度有緩沖作用，當(dāng)堿度不夠時需要投加石灰。 水溫低時，通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細小、松散，凝聚效果較差。在絮凝階段，通常以 G值和 GT值作為控制指標(biāo)。 混合（凝聚）過程：在混合階段，對水流進行劇烈攪拌的目 的主要是使藥劑快速均勻分散以利于混凝劑快速水解、聚合、及 顆粒脫穩(wěn)。當(dāng)采用 力絮凝池時， p應(yīng)為水流本身所消耗的能量，由下式： （ 210） 則采用水力絮凝池時， J? ? ?J x y z? ? ? ? ? ?J x y z GpGx y z x y z? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?pG ??G? ? ?pV gQ h , V Q T? ? ?ghGT??（ 211） 在各向同性紊流中，存在尺度大小不等的旋渦，能量由大到小傳遞，即同向紊流理論： ①外部施加的能量形成大渦旋； ②大渦旋將能量輸送給小渦旋； ③小渦旋將能量輸送給更小的渦旋； ④只有尺度與顆粒尺寸相近的渦旋才會引起顆 粒碰撞。但隨著顆粒粒徑的增大（絮凝），布朗運動逐漸減小，當(dāng)顆粒的粒徑大于 1?m，布朗運動消失。 同向絮凝：由水力或機械攪拌所造成的流體運 動引起的顆粒碰撞聚集稱同向絮凝 。 167。 3[ O H ]B[ Al ]? 助凝劑：凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學(xué)藥劑可稱為助凝劑。 無 機 鋁系 硫酸鋁 明礬 聚合氯化鋁（ PAC） 聚合硫酸鋁（ PAS） 適宜 pH： ~8 鐵系 三氯化鐵 硫酸亞鐵 硫酸鐵（國內(nèi)生產(chǎn)少） 聚合硫酸鐵 聚合氯化鐵 適宜 pH： 5~11，但腐蝕性強 有 機 人工 合成 陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物 國外開始增多，國內(nèi)尚少 陰離子型：水解聚丙烯酰胺（ HPAM） 非離子型：聚丙烯酰胺（ PAM），聚氧化乙烯（ PEO） 兩性型： 使用極少 天然 淀粉、動物膠、樹膠、甲殼素等 微生物絮凝劑 常用類型及比較： ，具有以下優(yōu)點： ①適用的 pH值范圍較寬； ②形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體密實； ③處理低溫低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁； ④但三氯化鐵腐蝕性較強。 167。 1. 4 硫酸鋁的混凝機理 不同 pH條件下，鋁鹽可能產(chǎn)生的混凝機理不同。其特點是：當(dāng)藥劑投加量過多時， ?電位可反號。 該機理認(rèn)為 ?電位最多可降至 0。何為主，取 決于混凝劑的種類、投加量、水中膠粒性質(zhì)、含量及水溫、 PH值等，機理或是其中的一種、二種、三種。 圖 62 相互 作用勢能與顆粒距離關(guān)系 （ a) 雙電層重疊； ( b )勢能變 化曲線rrEmaxEa0c (a)ErEa吸引勢能EA排斥勢能ER間距 x 硫酸鋁在水中的化學(xué)反應(yīng) 硫酸鋁 Al2（ SO4） 當(dāng)膠體距離 xoa或 xoc時，吸引勢 能占優(yōu)勢；當(dāng) oa x oc時，排斥勢能占優(yōu)勢；當(dāng) x=ob 時，排斥勢能最大，稱為排斥能峰。 ⅠδdⅡ膠核滑動面ζの圖 6 1 膠體 雙電層結(jié)構(gòu)示意 一般用二者間的距離與相互作用力而不是 ?電位來研究，如 DLVO理論（ P255）。由于膠核帶負(fù)電荷（其表面電位 ф稱為總電位或表面電位或熱力學(xué)電位 ），故在其表面將吸附并控制一層較密實且排列整齊的正電荷離子（該層表面稱為滑動面， ф =0，其電位稱為 ?電位）組成膠粒，與其外的擴散層（被熱運動擾亂其排列）中的正電荷共同形成電性中和并組成膠團。 為什么不聚集下沉呢？ 2）聚集穩(wěn)定性：指膠體粒子間不能相互聚集的特性。 水中膠體的穩(wěn)定性 是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。 21混凝機理 ? 混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過 ? 程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。 23凝聚動力學(xué) ?167。 c i dC it c or ( C )i?? (PFD)—自學(xué) 4. 水處理中常見的反應(yīng)器 水處理中常見的反應(yīng)器的常見反應(yīng)器見表 11。 PF型反應(yīng)器在進口端是在高濃度 C0下進行反應(yīng)，只是在出口端才在低濃度 Ce下進行反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)物料完全均勻混合且與流出濃度相同的假定，在等溫條件下，物料衡算式為： （ 18） 按穩(wěn)態(tài)考慮，即 ，于是： （ 19） 設(shè)為一級反應(yīng)， r（ Ci） =kCi，則 因， 故 （ 110） 0iiidCV Q C Q C V r ( C )dt ? ? ? ? ? ?0?dtdCi 0 0iQ C Q C V r ( Ci )? ? ?0 0iiQ C Q C V k C? ? ?tQV ? t001111iiCCt ( )k C C k t? ? ? ? ?例 2：條件同例 1，采用 CSTR。 即為了便于研究，將反應(yīng)器理想模型化。 2）分子擴散傳遞 在溶液中，如存在濃度梯度時 ，則由于分子作無規(guī)則運動，高濃度區(qū)內(nèi)的組分將向低濃度區(qū)擴散直至趨于均勻分布狀態(tài)。設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)某一指定部位，任選某一物組分 i，可寫出如下物料平衡式： 單位時間變化量 = 單位時間輸入量 單位時間輸出量 +單位時間反應(yīng)量 （ 11） 當(dāng)變化量為零時（組分的濃度不隨時