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第十六章作业讲解 第十六章 沉淀与澄清 P314：思考题：1、4、5、6、7、9、10；习题：1、2、3 思考题 1、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？ 答：（1）自由沉淀：指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀； （2）拥挤沉淀：是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀； （3）絮凝沉淀：是利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。 4、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？ 答：理想沉淀池应符合以下三个条件： （1）颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状和密度不变。 （2）水流沿着水平方向流动。在过水断面上，各点流速相等，并且在流动过程中流速始终不变。 （3）颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。 根据去除率公式： 可知： 悬浮颗粒在理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关。与其他因素如水深、池长、水平流速和沉淀时间均无关。 5、影响平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？ 答：影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有两方面： （一）沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响，但是在实际沉淀池中，停留时间总是偏离理想沉淀池，表现在一部分水流通过沉淀区的时间小于t0,而另一部分水流大于t0，这种现象称为短流。它产生的原因有以下一些： ⑴ 沉淀池进出水的影响 ① 进水的惯性作用； ② 出水堰产生的水流抽吸； ⑵ 异重流的影响 采用前者较为合理，但是以停留时间作为指标所积累的经验较多。在实际设计中应两者兼顾，或者以停留时间控制，以表面负荷率校核，或相反也可。还应根据原水水质、沉淀水质要求、水温等设计资料、运行经验确定。水平流速对设计平流沉淀池不是主要根据。 8、平流沉淀池进水为什么要采用穿孔隔板？出水为什么往往采用出水支渠？ 答：（1）因为进水区的作用是使水流均匀分布在整个进水截面上，并尽量减小扰动。 （2）因为沉淀后的水应尽量在出水区均匀流出，同时缓和出水区附近的流线过于集中。 9、斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角通常采用60°？ 答：由沉淀池颗粒的去处率公式E=知：颗粒沉速ui一定时，增加沉淀池表面积可以提高去除率。但沉淀池容积一定时，池深浅些则表面积大些，去除率可以提高些，即“浅池理论”，斜板、斜管沉淀池的发展即基于此理论。为解决排泥问题，斜板和斜管沉淀池发展起来，浅池理论才得到实际应用。 斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，根据生产实践，倾角宜为600。 10、澄清池的基本原理和主要特点是什么？ 答：（1）澄清池的基本原理：依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳定杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。 （2）主要特点： ① 将絮凝和沉淀两个过程在一个构筑物内靠活性泥渣完成； ② 澄清池充分利用了活性泥渣的絮凝作用。 ③ 澄清池的排泥措施，能不断排除多余的陈旧泥渣，其排泥量相当于新形成的活性泥渣量。 习 题 1、已知颗粒密度p=2.65g/cm3，粒径d=0.45mm（按球形颗粒考），求该颗粒在200C水中沉降速度为多小？ 解：已知20℃时，水的粘度系数 μ=1.002×10-3Pa?s，水的运动粘度 ⑴ 假定水流处在层流区，用斯托克斯公式计算得： u=118 校核Re值： Re=υ?dv 水流不是层流状态，不符合假设。 ⑵ 假定它属于过渡区 则利用阿兰公式计算： U=[(4225)? =[(4225)? 校核Re值： Re=υ?dv=0.075×0 因此，假设成立，颗粒沉降速度为0.075m/s 2、平流沉淀池设计流量为720m3/h,要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。试按理论沉淀条件，求： （1）所需沉淀池平面积为多小？ （2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？ 解： 设计流量：Q=720m3/h=0.2m 沉淀池表面负荷=QA=u0=0.4mm/s=0.4 因此，所需沉淀池面积为：A=Q/u0=0.2/(0.4×10- 沉速为0.1mm/s的颗粒的去除率为: E=ui 3、原水泥沙沉降试验数据见下表。取样口在水面下180cm处。平流沉淀池设计流量为900m3/h，表面积为500m2。试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥沙颗粒约百分之几？（C0表示泥沙初始浓度，C表示取样浓度）。 沉降试验数据 取样时间(min) 0 15 20 30 60 120 180 C/ C0 1 0.98 0.88 0.70 0.30 0.12 0.08 解：各取样时间沉速计算见下表： 取样时间(min) 0 15 20 30 60 120 180 C/ C0