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2-8 Plated sedimentation tank在线视频

下一节:2-9 Clarification pool

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2-8 Plated sedimentation tank课程教案、知识点、字幕

同学们好,在这一讲我们介绍第8节斜板斜管沉淀池

首先我们来看看,斜板斜管沉淀池的原理

前面我们介绍过,当颗粒的沉速小于截留沉速时

颗粒在沉淀池中的沉淀效率,可以用这个式子来表示

从这个式子我们可以看到,沉淀效率只与颗粒的沉淀速度u_i和沉淀池的表面负荷有关

而与沉淀池的深度无关

由此,我们知道,在保持沉淀池容积一定时

如果降低沉淀池水深,增大沉淀池面积,就可以增加处理水量,也就是提高处理能力

这就是哈真在1904年提出的著名的浅层沉淀理论

根据这个浅层沉淀理论,我们把一个池长为L、水深为H的沉淀池

分隔成n个水深为H/n的沉淀池

假设水流速度和颗粒沉淀速度不变,这样的话分层后的颗粒的沉淀轨迹线不变

但是沉淀时间减少为原来的1/n

如果仍保持原有的处理水量,则沉淀池的长度就可以减少为L/n

这说明,减少沉淀池深度,可以缩短沉淀时间

减少沉淀池体积,也就可以提高沉淀效率

同时,沉淀池分层还可以改善水力条件,降低雷诺数,增大弗劳德数

有利于降低水流的紊乱程度,提高水流的稳定性

在哈真浅层理论的指导下,出现了多层沉淀池

但是多层沉淀池在实际工程应用中,由于排泥困难,应用不多

后来进一步发展出了斜板沉淀池,如果各斜板之间进行分格,就成为斜管沉淀池

斜板斜管的断面形状一般有圆形、矩形、方形和多边形

除圆形以外,其它断面均可同相邻断面共用一条边

斜板斜管的材质通常要求轻质、无毒

目前使用较多的是聚氯乙烯或聚丙烯薄塑料波纹板

压合在一起,就形成了多边形断面

根据多边形断面的内切圆直径,我们可以计算水力半径

如果水力半径大于1/3的内切圆直径,通常称为斜板

如果水力半径小于或等于内切圆直径的1/3,则称为斜管

下面介绍斜板斜管沉淀池的分类

在斜板斜管沉淀池中,根据水流和沉降的相对方向

我们把斜板斜管沉淀池分成三类

首先是异向流,或称为逆向流的斜板斜管沉淀池

另外是同向流和横向流斜板斜管沉淀池,横向流也可以称为侧向流

异向流和同向流也可称为斜流式沉淀池

这是异向流斜板斜管沉淀池的工作过程示意

我们可以看到,水流从下往上,而沉淀的泥向下滑动

斜板一般按60度倾斜放置,主要是便于沉淀的泥下滑

水流在通过斜板的过程中,颗粒下沉,水变得澄清

这是同向流斜板斜管沉淀池的工作过程示意

我们可以看到,水流的方向从上往下,和沉淀泥的下滑方向是一致的,因此称为同向流

在同向流斜板斜管沉淀池中,斜板也是呈一定角度斜置

但由于水流向下对沉积污泥的下滑有促进作用

因此,斜板倾斜角可以降低到30-40度

同向流斜板斜管沉淀池的集水装置是设计的关键之一

它既要能收集清水,又不能干扰沉积的污泥,一般设置在斜板的底部

经过沉淀以后的清水在进水、出水的水压差推动下流入集水支渠

然后再汇集到集水渠后,从沉淀池表面的出水系统排出

与异向流相比,同向流斜板斜管沉淀池由于斜板倾角减少

沉淀面积增大,因此沉淀效果可以提高,但构造比较复杂

这个是横向流,也就是侧向流斜板沉淀池的工作过程示意

水流呈水平流动,泥往下滑动

斜板倾角为60度

横向流斜板沉淀池一般容易从平流式沉淀池进行改造

但其水力条件一般比较差,板与板之间难以支撑,在国内应用较少

下面我们来介绍斜板斜管沉淀池的工艺计算

首先介绍异向流的情况

这是异向流斜板斜管沉淀池的结构示意图

我们可以看到,中间是斜板区域,斜板按一定的角度倾斜放置,通常斜角为60度

斜板长一般为1-1.2米,板与板之间的间距一般在50-150毫米之间

原水首先进入进水区,然后进入到斜板底部的布水区

再均匀分配给斜板,由下往上,经过斜板沉淀区

再进入到清水区,经出水堰收集后排出

沉淀在斜板上的污泥下滑到底部排泥区,通过底部的排泥管排出

下面我们来看看,在异向流斜板中,颗粒是如何沉淀的呢?

这是两块斜板,斜板的长度是l,板之间的垂直间距是d

假设有一个颗粒从a出发,进入到斜板中,在流动过程中会受到两个速度的作用

一个是随水流的移动速度,另一个是受重力的沉降速度

如果这个颗粒从a点移动到b点,正好被去除,也就是为颗粒的临界沉淀轨迹

此时的沉速为颗粒截留沉速

这个过程我们可以理解为

在水流方向以速度v移动(l+l1)所需要的时间等于在垂直方向以沉速u_0下沉l2所需要的时间

同时,斜板的处理水量可以通过这个式子计算

把两个式子整合,并经推导整理后

得到在异向流斜板中颗粒的截留沉速为这个式子

这个式子的物理意义是什么呢?

我们来看看,分子是处理水量,分母是沉淀面积

第一项是斜板在水平面的投影面积;第二项是沉淀池表面积

因此,与平流式沉淀池相比,由于斜板的采用

带来沉淀面积增加,因此可以提高沉淀效率

进一步,我们可以由这个式子计算异向流斜板斜管沉淀池的设计处理水量

这里A斜为斜板在水平面的投影面积,A原为原来沉淀池面积

η为斜板效率系数,一般为0.6-0.8

对于同向流斜板斜管沉淀池,我们也可以做类似的分析

从a点到b点是颗粒在板内的临界沉淀轨迹

颗粒在垂直方向以沉速u0下沉l2距离所需要的时间等于沿水流方向

以流速v移动(l-l1)的距离所需要的时间

仿照前面介绍的异向流,经进一步推导和整理

得到同向流斜板沉淀池的设计处理水量计算式,如这个公式所示

虽然在这个计算式中,总沉淀面积需要减去沉淀池面积A原

但因为斜板的安装角度可以减少到30-40度,斜板在水平面的投影面积增大

因此与异向流相比,沉淀效率可以得到提高

第三个是横向流斜板沉淀池

在横向流斜板沉淀池中颗粒的临界沉淀轨迹是从a点到b点

颗粒在垂直方向以沉速u0下沉l2距离所需要的时间等于沿水流方向

以流速v移动沉淀池池长L的距离所需要的时间

经推导整理,我们得到横向流斜板沉淀池的设计处理水量计算式,如这个公式所示

最后我们介绍斜板斜管沉淀池的优缺点

首先从优点上来讲,由于沉淀面积增大

斜板斜管沉淀池的处理能力比平流式沉淀池大幅度提高

一般可以提高3倍以上

同时斜板沉淀池的水流状态得到改善,雷诺数一般小于200

而平流式沉淀池中的雷诺数一般大于500

斜板斜管沉淀池也有不足,由于停留时间比较短

对水质水量变化的缓冲能力比较差

有时沉淀的絮体的浓度比较高时,会发生堵塞

斜板斜管在给水处理中常用于混凝矾花的沉淀

在废水处理中常用于隔油池的除油

今天,关于斜板斜管沉淀池就介绍到这儿,谢谢

Water and Wastewater Treatment Engineering: Physicochemical Technology课程列表:

Chapter 0 Introduction

-0-2 Water treatment process

--0-2 Water treatment process

-0-3 Wastewater treatment process

--0-3 Wastewater treatment process

-Chap 0 Homeworks

Chapter 1 Coagulation and flocculation

-1-1 Introduction

--1-1 Introduction

-1-2 Properties of colloids

-- 1-2 Properties of colloids

-1-3 Mechanisms and process of coagulation and flocculation

--1-3 Mechanisms of coagulation and flocculation

-1-4 Coagulant and coagulant aids

-- 1-4 Coagulant and coagulant aids

-1-5 Kinetics of coagulation and flocculation

--1-5 Kinetics of coagulation and flocculation

--Announcement

-1-6 Factors affecting the coagulation performance

--1-6 Factors affecting the coagulation performance

-1-7 Facilities for coagulation and flocculation

--1-7 Facilities for coagulation and flocculation

-Chapter 1 Homeworks

Chapter 2 Sedimentation and clarification

-2-1 Introduction

--2-1 Introduction

-2-2 Discrete particle settling

--2-2 Discrete particle settling

-2-3 Flocculent settling

--2-3 Flocculent settling

-2-4 Zone settling

--2-4 zone settling

-2-5 Rectangular settling tank

--2-5 Rectangular settling tanks

-2-6 Process calculation of rectangular settling tanks

--2-6 Process calculation of rectangular settling tanks

-2-7 Vertical Flow (up-flow ) and radial flow settling tank

--2-7 Vertical Flow (up-flow ) and radial flow settling tank

-2-8 Plated sedimentation tank

--2-8 Plated sedimentation tank

-2-9 Clarification pool

--2-9 Clarification pool

-3D interactive demonstration for settling tanks

--Method for browser setting

--Up-flow settling tank

--Clarification pool

--Circular settling tank

-Chapter 2 Homework (part 1)

-Chapter 2 Homework (part 2)

Chapter 3 Air floatation

-3-1 Introduction

--3-1 Introduction

-3-2 Theoretical foundation of air floatation

--3-2 Theoretical foundation of air floatation

-3-3 Pressurized dissolved air flotation

--3-3 Pressurized dissolved air flotation

-Chapter 3 Homework

Chapter 4 Filtration

-4-1 Introduction

--4-1 Introduction

-4-2 Structure and process of conventional rapid filter

--4-2 Structure and process of conventional rapid filter

-4-3 Water head loss of filter

--4-3 Water head loss of filter

-4-4 Filtration method of filter

--4-4 Filtration method of filter

-4-5 Filter media

--4-5 Filter media

-4-6 Water distribution system

--4-6 Water distribution system

-4-7 Filter backwashing

--4-7 Filter backwashing

-4-8 Siphon filter

--4-8 Siphon filter

-4-9 Gravity valveless filter

--4-9 Gravity valveless filter

-4-10 Movable hood filter

--4-10 Movable hood filter

-3D interactive demonstration for filtration tanks

--Usage and description for 3-D demonstration

--Method for browser setting

--Conventional rapid filter

--Siphon filter

-Chapter 4 Homework

Chapter 5 Disinfection

-5-1 Introduction

--5-1 Introduction

-5-2 Influence factors of disinfection

--5-2 Influence factors of disinfection

-5-3 Chlorine disinfection

--5-3 Chlorine disinfection

--Correction

-5-4 Chlorine dioxide disinfection

--5-4 Chlorine dioxide disinfection

-5-5 Ultraviolet disinfection

--5-5 Ultraviolet disinfection

-Chapter 5 Homework

Chapter 6 Ion-exchange

-6-1 Ion-exchange resin

--6-1 Ion-exchange resin

-6-2 Properties of ion-exchange reactions

--6-2 Properties of ion-exchange reactions

-6-3 Properties of cation exchange resin

--6-3 Properties of cation exchange resin

-6-4 Properties of anion exchange resin

--6-4 Properties of anion exchange resin

-6-5 Softening system using ion exchange

--6-5 Softening system using ion exchange

-6-6 Desalination system using ion exchange

--6-6 Desalination system using ion exchange

-6-7 Ion-exchange equipment

--6-7 Ion-exchange equipment

-6-8 Treatment of industrial wastewater by ion-exchange method

--6-8 Treatment of industrial wastewater by ion-exchange method

-Chapter 6 Homework

Chapter 7 Membrane separation

-7-1 Introduction

--7-1 Introduction

-7-2 Principle and characteristics of electrodialysis

--7-2 Principle and characteristics of electrodialysis

-7-3 Configuration of electrodialysis unit

--7-3 Configuration of electrodialysis unit

-7-4 Operating parameters for electrodialysis unit

--7-4 Operating parameters for electrodialysis unit

-7-5 Principle and process of reverse osmosis

--7-5 Principle and process of reverse osmosis

-7-6 Operating parameters for reverse osmosis

--7-6 Operating parameters for reverse osmosis

-7-7 Principles and characteristics of UF and MF

--7-7 Principles and characteristics of UF and MF

-7-8 Design of ultrafiltration and microfiltration process

--7-8 Design of ultrafiltration and microfiltration process

-Chapter 7 Homework

Chapter 8 Redox method

-8-1 Fundamental knowledge and classification

--8-1 Fundamental knowledge and classification

-8-2 Ozonation

--8-2 Ozonation

-8-3 Photo-catalytic oxidation

--8-3 Photo-catalytic oxidation

-8-4 Supercritical water oxidation

--8-4 Supercritical water oxidation

-8-5 Electrolysis

--8-5 Electrolysis

-Chapter 8 Homework

Chapter 9 Adsorption

-9-1 Introduction

--9-1 Introduction

-9-2 Adsorption equilibrium and adsorption isotherm

--9-2 Adsorption equilibrium and adsorption isotherm

-9-3 Adsorption breakthrough curve

--9-3 Adsorption breakthrough curve

-Chapter 9 Homework

2-8 Plated sedimentation tank笔记与讨论

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