第三章沉淀技术
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第三章分级、沉淀浓缩3-1(A)分级、沉淀、浓缩和澄清的定义是什么?答:固体颗粒在水流中按照其沉降速度的差别分成不同粒级的过程叫水力分级,简称分级;借重力或离心力作用提高煤泥水浓度的作业称为浓缩;从煤泥水中排除固体,以获得固体含量很少的水,这种作业成为澄清;沉淀则是要求煤泥水在容器中停留足够长的时间,使其中固体颗粒近可能全部沉下来,并要求得到比较洁净的溢流水。
3-2(A)分级、澄清、浓缩作业有什么异同?答:相同之处:它们都是在不同程度上的固液分离过程。
其结果都是从设备中排出含有粗粒物料的浓缩底流和含有细粒物料浓度低的溢流产物。
不同之处:A、三个作业之间的差别只是所得到的两个产物,其粒度和浓度不同。
分级作业要求按粒度进行分离,浓缩作业实际也是分级过程,它们之间的差别只是粒度要求不同。
洗水澄清过程实质上亦是浓缩过程,只是溢流水中固体量的控制更加严格,含量要求更低。
B、三个作业的工艺要求不同。
分级作业主要控制粒度;而浓缩作业主要控制底流浓度;澄清作业则控制溢流中的固体含量。
C、三个作业在工艺流程中的位置不同。
分级作业一般处于煤泥水系统的开始阶段;浓缩作业处于系统的中间阶段;澄清作业则处于系统的最后阶段。
3-3(A)分级、沉淀浓缩设备分成哪两大类?答:一类是在重力场作用下的自然分级、沉淀浓缩设备,另一类是离心力场作用下的离心分级、沉淀浓缩设备。
3-4(A)常见的分级、沉淀浓缩设备有哪些?答:分级设备:浓缩漏斗、角锥沉淀池、沉淀塔、倾斜板沉淀池、斗子捞坑。
沉淀浓缩:耙式浓缩机、深锥浓缩机。
澄清设备:厂外沉淀池。
离心沉降设备:沉降式离心脱水机、水力旋流器。
3-6(B)分级设备的工作原理是什么?答:W=A.v m3/h 该式为煤泥水流量、设备面积和分级粒度下沉速度之间的关系。
对于既定的设备,不同的处理量,可求出不同的v值,即有不同的分级粒度。
★当要求的分级粒度一定时,所需分级面积A与煤泥水的流量成正比。
当煤泥水的流量一定时,所需要的分级面积A与分级粒度的下沉速度成反比,即与分级粒度成反比。
第四节沉淀的基本理论一、分类根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能,范围:1.自由沉淀:悬浮物质浓度不高,在沉淀过程中颗粒之间互不碰撞,呈离散状态,各自独立地完成沉淀过程。
颗粒形状、尺寸、质量不变。
如沉砂池中砂粒、浓度低的污水在初沉池。
2.絮凝沉淀(干扰沉淀):悬浮物浓度在50~500mg/l,颗粒间可能互相碰撞产生絮凝作用,使粒径与质量加大,沉速不断加快。
如活性污泥在二沉池。
3.拥挤沉淀(分层沉淀):浓度>500mg/l,沉淀中相邻颗粒互相妨碍、干扰,沉速大的颗粒无法超越沉速小的颗粒,各自保持相对位置不变,并在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀,清水与浑水间形成明显的交界面,沉淀显示为界面下沉。
如二沉池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。
4.压缩沉淀:浓度大。
颗粒间互相支承,上层颗粒在重力作用下,挤出下层颗粒的间隙水,使污泥得到浓缩。
如活性污泥在二沉池的污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程。
活性污泥在二沉池中沉淀实际是依次进行,只是各类沉淀出现时间不同。
二、各种沉淀类型分析(一)自由沉淀低浓度离散性颗粒在水中沉淀,开始时加速下沉,水流阻力不断增加,短暂时间后达到与重力平衡,颗粒开始匀速下沉。
1.公式根据牛顿第二定律,得出d y C g u yg D ρρρ-=34 粒径有关阻力系数,与液体密度颗粒密度----d C D y g Re ρρ 下面表示沉速公式及适用条件2.应用(1)已知d ,推求u=?(2)已知u ,反推d=?3.结论4.沉淀规律(去除率)(二)絮凝沉淀(三)拥挤沉淀1.外观现象和沉淀过程分析基本特征:水沉降过程中出现清浑交界面,整个过程就是界面下沉过程2.界面沉降的重要特性-相似性3.肯奇沉淀理论及应用(压缩沉降的计算)(四)压缩沉淀三、理想沉淀池(一)工作过程分析1.什么是理想沉淀池?符合三个假定:(1)颗粒处于自由沉淀状态。
(2)水流沿水平方向作等速流动。
(3)颗粒沉到池底即认为被去除,不再返回水流中。