【正文】 顆粒運動是處于層流狀態(tài)。斯托克斯定律: 由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關：當ρs大于ρL時，ρsρL為正值，顆粒以us下沉；當ρs與ρL相等時，us=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；ρs小于ρL時，ρsρL為負值，顆粒以us上浮，可用浮上法去除。us與μ成反比，μ隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。理想沉淀池的幾個假定： 沉淀區(qū)過水斷面上各點的水流速度均相同，水平流速為v； 懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u； 在沉淀池的進口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個過水斷面上； 顆粒一經(jīng)沉到池底，即認為已被去除。另一方面，顆粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是顆粒的自由沉降速度u。設u0為某一指定顆粒的最小沉降速度。 當顆粒沉速uu0時，位于水面的顆粒不能沉到池底，會隨水流出，如左下圖中軌跡xy″所示；而當其位于水面下的某一位置時，它可以沉到池底而被去除，如圖中軌跡x′y所示。設沉速為u1的顆粒占全部顆粒的dP，其中的顆粒將會從水中沉到池底而去除。上頁圖的運動跡線中的相似三角形存在著如下的關系： 將上式帶入式中 并簡化后得出： qv/A——反映沉淀池效力的參數(shù)，一般稱為沉淀池的表面負荷率，或稱沉淀池的過流率，用符號q表示：理想沉淀池中，u0與q在數(shù)值上相同，但它們的物理概念不同：u0的單位是m/h；q表示單位面積的沉淀池在單位時間內(nèi)通過的流量，單位是m3/（m2故只要確定顆粒的最小沉速u0，就可以求得理想沉淀池的過流率或表面負荷率。沉砂池的作用：從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。沉砂池的幾種形式：平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等。 設計流量應按分期建設考慮：最大時流量、最大組合流量、合流制流量 。 貯砂斗的容積應按2d沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應小于55186。 。 平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù) （1），；（2）最大流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于30s，一般為30~60s；（3），~，；（4）~，當設置除砂設備時，可根據(jù)除砂設備的要求，考慮池底形狀。 （2）水流斷面面積A式中：qvmax——最大設計流量，m3/s。（4）貯砂斗所需容積V式中: X——城市污水的沉砂量,一般采用30m3/(106m3污水）。 kz ——生活污水流量的總變化系數(shù)。；則貯砂斗的上口寬b2為：貯砂斗的容積V1： 式中:h’3 ——貯砂斗高度，m； S1，S2 ——貯砂斗上口和下口的面積。 h3——貯砂斗高度,m。 Amin ——最小流量時沉砂池中的水 流斷面面積，m2。曝氣沉砂池的構造：（1）、曝氣沉砂池是一個長形渠道，沿渠道壁一側的整個長度上，距池底約60~90cm處設置曝氣裝置；（2）、在池底設置沉砂斗，池底有i=~ 坡度，以保證砂?；肷安?；（3）、為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用，在必要時可在設置曝氣裝置的一側裝設擋板。由于曝氣以及水流的螺旋旋轉作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除，沉于池底的砂粒較為純凈，有機物含量只有5%左右，長期擱置也不至于腐化。（2）污水在池內(nèi)的停留時間為4~6min；雨天最大流量時為1~3 min。（3）池的有效水深為2~3m，池寬與池深比為1~，池的長寬比可達5，當池長寬比大于5時，應考慮設置橫向擋板。（5）曝氣沉砂池的形狀應盡可能不產(chǎn)生偏流和死角，在砂槽上方宜安裝縱向擋板，進出口布置，應防止產(chǎn)生短流。（2） 沉淀區(qū)是沉淀進行的主要場所。（4） 緩沖區(qū)避免水流帶走沉在池底的污泥。污水中可沉淀的懸浮物在靜止時完成沉淀過程，由設置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。污水中可沉顆粒的沉淀在流過水池時完成，這時可沉顆粒受到重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用沉淀池特點與適用條件：池型優(yōu)點缺點適用條件平流式1. 對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；2. 施工簡單，造價低采用多斗排泥，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥，機件設備和驅(qū)動件均浸于水中，易銹蝕1. 適用地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；2. 適用于大、中、小型污水處理廠豎流式1. 排泥方便，管理簡單；2. 占地面積較小1. 池深度大，施工困難；2. 對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；3. 造價較高；4. 池徑不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式1. 采用機械排泥，運行較好，管理較簡單；2. 排泥設備已有定型產(chǎn)品1. 池水水流速度不穩(wěn)定；2. 機械排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求較高1. 適用于地下水位較高的地區(qū)；2. 適用于大、中型污水處理廠沉淀池的一般設計原則及參數(shù)： 沉淀池的設計流量與沉砂池的設計流量相同。在合流制系統(tǒng)中,應按降雨時的設計流量校核，但沉淀時間應不小于30min。 對于城市污水處理廠，如無污水沉淀性能的實測資料時，可參照教材表108的經(jīng)驗參數(shù)選用。 ；~；貯泥斗斜壁的傾角，方斗不宜小于60186。；排泥管直徑不小于200mm。出水堰的負荷:對初沉池, (s 對二次沉淀池, ~ L/(s亦可采用多槽出水布置，以提高出水水質(zhì)。對二次沉淀池，按貯泥時間不超過2h計。一、平流式沉淀池平流式沉淀池的構造及工作特點l 進水區(qū)有整流措施，保證入流污水均勻穩(wěn)定地進入沉淀池。l 沉淀池應沿整個出流堰的單位長度溢流量相等，對于初沉池一般為250m3/（md）。l 為適應水流的變化或構筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設置能使堰板上下移動的調(diào)節(jié)裝置，使出口堰口盡可能水平。l 多斗式沉淀池，不設置機械刮泥設備。平流式沉淀池的設計（1）.沉淀池的表面積A式中：qvmax ——最大設計流量,m3/s；q ——表面水力負荷, m3/(m2h)，二沉池一般取1~2m3/(m2（2）.沉淀區(qū)有效水深h2式中：t ——沉淀時間,h,初沉池一般取1~2h,~。（3）.沉淀區(qū)有效容積V1或（4）.沉淀池長度L式中：v ——最大設計流量時的水平流速, mm/s。（5）.沉淀池總寬度b（6）.沉淀池的個數(shù)n式中: b′——每個沉淀池寬度。（7）.污泥區(qū)容積對于生活污水，污泥區(qū)的總容積V： 式中：S ——每人每日的污泥量，L/(d（8）.沉淀池的總高度h式中：h1 ——沉淀池超高, m。（9）.污泥斗的容積V1式中:S1 ——污泥斗的上口面積,m2； S2 ——污泥斗的下口面積，m2。二、豎流式沉淀池豎流式沉淀池的工作原理在豎流式沉淀池中，污水是從下向上以流速v做豎向流動，廢水中的懸浮顆粒有以下三種運動狀態(tài)：當uv時，顆粒將以uv的差值向下沉淀，顆粒得以去除； 當u=v時，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，不下沉也不上升； 當uv時，顆粒將不能沉淀下來，會被上升水流帶走。當顆粒屬于絮凝沉淀類型時，由于在池中的流動存在著各自相反的狀態(tài)，就會出現(xiàn)上升著的顆粒與下降著的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。 豎流式沉淀池的深、寬（徑）比一般不大于3，通常取2。三、輻流式沉淀池輻流式沉淀池的構造及特點l 輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達100m,~。l 沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機刮除，對輻流式沉淀池而言，目前常用的刮泥機械有中心傳動式刮泥機和吸泥機以及周邊傳動式的刮泥機與吸泥機等。l 進水擋板的下沿深入水面下約2/3深度處，距進水孔口有一段較長的距離，這有助于進一步把水流均勻地分布在整個入流渠的過水斷面上，而且廢水進入沉淀區(qū)的流速要小得多，有利于懸浮顆粒的沉淀。它由斜板（管）沉淀區(qū)、進水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。污水處理中常采用升流式異向流斜流沉淀池。角，斜板凈距（或斜管孔徑）一般為80~100mm。斜流式沉淀池在廢水處理中的應用斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地少等優(yōu)點，在給水處理中得到比較廣泛的應用，在廢水處理中應用不普遍。 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池的作用和目的：作用: 調(diào)節(jié)水量、均和水質(zhì)、貯存事故水目的: 防止沖擊負荷：生物處理設備控制pH：有利于中和處理減小波動：物化處理系統(tǒng)藥劑投加與廢水進入同步連續(xù)處理：工廠間斷排水，廢水連續(xù)處理保護城市管網(wǎng)：處理符合均勻減小毒物沖擊：生物處理設備一、水量調(diào)節(jié)池變?nèi)菟空{(diào)節(jié)池：Qout = constant ；Qin變化調(diào)節(jié)池容積的求法（一）——流量曲線圖解法（1）. 以時間t為橫坐標，流量Q為縱坐標作圖；（2）. 曲線圍成的面積為廢水總量WT；（3）. 計算平均流量（4）. 計算出調(diào)節(jié)池容積V。粒徑：60μm以上平流分離100～150μm；斜板60μm以上。乳化油經(jīng)過破乳之后，就能用沉淀法分離。c) 呈溶解狀態(tài)的溶解油：油品在水中的溶解度非常低，只有幾個毫克每升。b) 水體：含油廢水排入水體后將在水面上產(chǎn)生油膜，阻礙大氣中的氧向水體轉移，使水生生物處于嚴重缺氧狀態(tài)而死亡。c) 溝道：含油廢水排入城市溝道，對溝道、附屬設備及城市污水處理廠都會造成不良影響。隔油池的出水端設置集油管。隔油池的池底構造與沉淀池相同。d) 特點：構造簡單，便于運行管理，油水分離效果穩(wěn)定。f) 平流式隔油池的設計與平流式沉淀池基本相似，按表面負荷設計時，（m2斜板式隔油池：斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為60μm。三、乳化油及破乳方法當油和水相混，又有乳化劑存在時，乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時油和水就不會分層，而呈一種不透明的乳狀液。乳化油的主要來源：a) 根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要而人為制成b) 以洗滌劑清洗受油污染的機械零件、油槽車等而產(chǎn)生乳化油廢水c) 含油（可浮油）廢水在溝道與含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動而形成破乳方法簡介:a) 破乳的基本原理：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。c) 投加鹽類、酸類：可使乳化劑失去乳化作用。e) 攪拌、振蕩、轉動：通過劇烈的攪拌、振蕩或轉動，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。g) 改變溫度：改變?nèi)榛旱臏囟葋砥茐娜榛旱姆€(wěn)定。 浮上法水和廢水的浮上法處理是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水氣顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。污水處理技術中，浮上法固液或液液分離技術應用的幾方面：a) 石油、化工及機械制造業(yè)中的含油污水的油水分離。c) 污水中有用物質(zhì)的回收。e) 剩余活性污泥的濃縮。電解浮上法是將正負極相間的多組電極浸泡在廢水中，當通以直流電時，廢水電解，正負兩級間產(chǎn)生的氫和氧的細小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達到分離的目的。電解浮上法的表面負荷通常低于4m3/(m2電解浮上法主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在10~20m3/h。分散空氣浮上法 微氣泡曝氣浮上法：壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細小氣泡。溶解空氣浮上法 從溶解空氣和析出條件來看：真空浮上法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放，優(yōu)點：無壓力設備，缺點：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設備維持真空，運行維護困難。二、加壓溶氣浮上法的基本原理空氣在水中的溶解度與壓力的關系：空氣在水中的溶解度的表示：單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)；單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關。一定溫度下，溶解度與壓力成正比。氣泡核的形成過程起決定性作用，有了相當數(shù)量的氣泡核，就可以控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。水中的懸浮顆粒與微小氣泡相粘附的原理（1）、氣泡與懸浮顆粒粘附的條件界面能E與界面張力的關系如下：式中：σ ——界面張力系數(shù)； S ——界面面積。 水中的懸浮顆粒是否能與氣泡粘附，與水、氣、顆粒間的界面能有關。帶入上式得： 上式表明，并不是水中所有的污染物質(zhì)都能與氣泡粘附，是否能粘附，與該類物質(zhì)的接觸角有關。b) 當θ→180176。 微細氣泡與懸浮顆粒的粘附形式有氣顆粒吸附、氣泡頂托以及氣泡裹夾三種形式。上述公式表明，v上取決于水與復合體的密度差與復合體的有效直徑。（3）、化學藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。浮選劑：浮選劑大多數(shù)由極性非極性分子組成。浮選劑的種類有松香油、石油、表面活性劑、硬脂酸鹽等。抑制劑：作用是暫時或永久性地抑制某些物質(zhì)的浮上性能，而又不妨礙需要去除的懸浮顆粒的上浮，如石灰、硫化鈉等。三、壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成壓力溶氣系統(tǒng)加壓水泵：加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。溶氣罐的形式有多種，如下圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高。溶氣釋放裝置的功能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。 氣浮池 氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。b) 廢水在反應池中的停留時間與混凝劑種類、投加量、反應形式等因素有