环境工程概论 因此,q和u是数值上相等、物理概念和单位不同的两个参数 从理想沉淀池的基本模型可知:在其它条件和设计参数不变的情况下,将沉淀池沿 深度方向上分成n格变成n个浅层沉淀池,颗粒的沉淀深度变为原来的1/,沉淀池的表 面积增加到原来的n倍,则:在保证沉淀效率不变的情况下,沉淀池的处理流量可以提 高到原来的n倍:在相同的处理流量下,沉淀效率可以提高。也就是说:沉淀池的工作 能力与沉淀池的表面积成正比,与沉淀池的沉淀深度成反比,浅层沉淀池可以获得更高 的处理能力和更好的处理效果,这就是浅层沉淀池概念的本质所在。 (4)沉淀池类型和强化沉淀效率的途径 根据沉淀池内的水流方向,沉淀池通常有:平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池 三种基本型式。如图3-8所示 图 沉淀池的水流方向 )平流 (b)竖流(c)辐流 平流沉淀池和竖流沉淀池一般适用于中小处理水量的场合,其中竖流沉淀池具有占 地少、深度大的特点,应用于地质情况较好、地下水位较低的地区;大中型污水厂则广 泛釆用辐流沉淀池。另外,根据浅层沉淀池的原理在沉淀池内设置斜管或斜板构成斜管 或斜板沉淀池。沉淀池的排泥也有重力排泥、泵吸排泥等不同的方式:有些沉淀池还设 有机械驱动设备(中心驱动和周边驱动)以带动池表面的刮渣板和池底的刮泥板。 图3一9机械刮泥辐流沉淀池 出水管 进水管 图3-10竖流沉淀池 问况 持泥管
环境工程概论 22 因此，q0 和 u0 是数值上相等、物理概念和单位不同的两个参数。 从理想沉淀池的基本模型可知：在其它条件和设计参数不变的情况下，将沉淀池沿 深度方向上分成 n 格变成 n 个浅层沉淀池，颗粒的沉淀深度变为原来的 1/n，沉淀池的表 面积增加到原来的 n 倍，则：在保证沉淀效率不变的情况下，沉淀池的处理流量可以提 高到原来的 n 倍；在相同的处理流量下，沉淀效率可以提高。也就是说：沉淀池的工作 能力与沉淀池的表面积成正比，与沉淀池的沉淀深度成反比，浅层沉淀池可以获得更高 的处理能力和更好的处理效果，这就是浅层沉淀池概念的本质所在。 (4)沉淀池类型和强化沉淀效率的途径 根据沉淀池内的水流方向，沉淀池通常有：平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池 三种基本型式。如图 3－8 所示。 图 3－8 沉淀池的水流方向 (a)平流 (b)竖流 (c)辐流 平流沉淀池和竖流沉淀池一般适用于中小处理水量的场合，其中竖流沉淀池具有占 地少、深度大的特点，应用于地质情况较好、地下水位较低的地区；大中型污水厂则广 泛采用辐流沉淀池。另外，根据浅层沉淀池的原理在沉淀池内设置斜管或斜板构成斜管 或斜板沉淀池。沉淀池的排泥也有重力排泥、泵吸排泥等不同的方式；有些沉淀池还设 有机械驱动设备(中心驱动和周边驱动)以带动池表面的刮渣板和池底的刮泥板。 图 3－9 机械刮泥辐流沉淀池 图 3－10 竖流沉淀池
环境工程概论 设计沉淀池的进水、出水区域时,应该注意防止水的短流、偏流和沉淀池内出现死 角以及防止已经沉降的悬浮颗粒重新泛起,以保证较高的沉淀效率。采取的措施有:对 进水进行导流和整流,如采用淹没潜孔、穿孔墙、导流筒和导流窗进水等;出水采取平 口堰或锯齿堰岀水,加大岀水堰长度,降低堰口单位长度的过流量和过流速度。如池面 有浮渣,在出水堰前通常还需要增加浮渣围挡板,以保证出水质量。进水口和出水口之 间的距离宜尽可能加大,通常采取长宽比(/B)进行控制 图3-11沉淀池溢流堰和淹没潜孔出水示意图 堰板 淹没孔口 集水槽 挡流板 集水槽 (a)平口溢流堰(b)锯齿溢流堰 (c)淹没潜孔 图3-12竖流式初沉池出水平口堰及出水槽 平口出水堰 出水槽 图3-13辐流初沉池淹没挡板式出水槽和排渣口 排渣口 淹没挡板 图3-14沉淀池锯齿溢流堰 (a)辐流二沉池 锯齿堰
环境工程概论 23 设计沉淀池的进水、出水区域时，应该注意防止水的短流、偏流和沉淀池内出现死 角以及防止已经沉降的悬浮颗粒重新泛起，以保证较高的沉淀效率。采取的措施有：对 进水进行导流和整流，如采用淹没潜孔、穿孔墙、导流筒和导流窗进水等；出水采取平 口堰或锯齿堰出水，加大出水堰长度，降低堰口单位长度的过流量和过流速度。如池面 有浮渣，在出水堰前通常还需要增加浮渣围挡板，以保证出水质量。进水口和出水口之 间的距离宜尽可能加大，通常采取长宽比(L/B)进行控制。 图 3－11 沉淀池溢流堰和淹没潜孔出水示意图 (a)平口溢流堰 (b)锯齿溢流堰 (c)淹没潜孔 图 3－12 竖流式初沉池出水平口堰及出水槽 图 3－13 辐流初沉池淹没挡板式出水槽和排渣口 图 3－14 沉淀池锯齿溢流堰 (a)辐流二沉池 平口出水堰 出水槽 排渣口 淹没挡板 锯齿堰
环境工程概论 (b)自来水厂斜管沉淀池 锯齿堰 浮上 (1)浮上法的基本概念和原理 在水处理中,往往可借助于水的浮力,使水中不溶态的污染物浮水面,然后予以撇 除,从而达到净化废水、回收有用物质的目的,这种方法称浮力浮上法 根据被分离污染物的亲水性强弱、密度大小,浮力浮上法又可分为自然浮上和气泡 浮上(简称“气浮”)法和药剂浮选法 自然浮上法主要是用于分离粒径大于50μm的油粒,常见的处理装置为隔油池。在 斜板隔油池中,油滴上浮到斜板的内表面并聚结形成油膜,然后在静压的作用下油膜沿 斜板向上运动到出口,达到与水分离的目的。由于斜板的存在缩短了油粒上浮的距离 增加了分离面积(类似于浅层沉淀池原理) 图3-15斜板隔油池 波紋斜板集油管布水板 出水管 穿孔墙 进水管 气泡浮上法(气浮)就是向废水中通入空气,产生足够多、高度分散的细小气泡, 使得水中悬浮颗粒和气泡相结合并强制性上浮而达到净化水质的目的。溶气气浮是气浮 法的重要类型,优质的溶汽水外观如同稀牛奶,是水中悬浮固体上浮的良好载体。气浮 的先决条件是污染物必须是疏水性的,而水中某些悬浮固体属于亲水性的(如重金属絮 体),在气浮之前需要进行必要的预处理,其中亲水性的细小油粒加入如硫酸铝、三氯化 铁等混凝剂来压缩油粒双电层以形成较大的絮体:重金属离子只有在投加浮选药剂把亲 水性污染物变为疏水性污染物后,才能粘附在气泡上,然后浮升至水面加以去除。浮选 剂还有增加气泡密度和稳定性的作用,通常把投加浮选剂与气浮相结合的方法称“药剂 浮选法 浮选剂多数由两亲分子(含有极性基和非极性基)所组成,如硬脂酸、苯磺酸盐等表面 活性剂:松香油、石油和煤油等。 疏水性物质(如乳化油)也会吸引两亲分子,由于双电层的作用以及水化作用而呈现稳 定的体系,被称为乳化现象。此时,应加入破乳剂进行破乳,常用的无机混凝剂可以作
环境工程概论 24 （b）自来水厂斜管沉淀池 3，浮上 (1)浮上法的基本概念和原理 在水处理中，往往可借助于水的浮力，使水中不溶态的污染物浮水面，然后予以撇 除，从而达到净化废水、回收有用物质的目的，这种方法称浮力浮上法。 根据被分离污染物的亲水性强弱、密度大小，浮力浮上法又可分为自然浮上和气泡 浮上（简称“气浮”）法和药剂浮选法。 自然浮上法主要是用于分离粒径大于 50μm 的油粒，常见的处理装置为隔油池。在 斜板隔油池中，油滴上浮到斜板的内表面并聚结形成油膜，然后在静压的作用下油膜沿 斜板向上运动到出口，达到与水分离的目的。由于斜板的存在缩短了油粒上浮的距离、 增加了分离面积(类似于浅层沉淀池原理)。 图 3－15 斜板隔油池 气泡浮上法（气浮）就是向废水中通入空气，产生足够多、高度分散的细小气泡， 使得水中悬浮颗粒和气泡相结合并强制性上浮而达到净化水质的目的。溶气气浮是气浮 法的重要类型，优质的溶汽水外观如同稀牛奶，是水中悬浮固体上浮的良好载体。气浮 的先决条件是污染物必须是疏水性的，而水中某些悬浮固体属于亲水性的(如重金属絮 体)，在气浮之前需要进行必要的预处理，其中亲水性的细小油粒加入如硫酸铝、三氯化 铁等混凝剂来压缩油粒双电层以形成较大的絮体；重金属离子只有在投加浮选药剂把亲 水性污染物变为疏水性污染物后，才能粘附在气泡上，然后浮升至水面加以去除。浮选 剂还有增加气泡密度和稳定性的作用，通常把投加浮选剂与气浮相结合的方法称“药剂 浮选法”。 浮选剂多数由两亲分子(含有极性基和非极性基)所组成，如硬脂酸、苯磺酸盐等表面 活性剂；松香油、石油和煤油等。 疏水性物质(如乳化油)也会吸引两亲分子，由于双电层的作用以及水化作用而呈现稳 定的体系，被称为乳化现象。此时，应加入破乳剂进行破乳，常用的无机混凝剂可以作 锯齿堰
环境工程概论 为破乳剂。 应用实例:某机床厂排放大量乳化液,COD高达5000mgL左右,采用盐析一混凝 法破乳,药剂有氯化钠、氯化铝和氯化钙,单独使用氯化钠、氯化铝和氯化钙时出水COD 分别为1057mgL、524mgL和1070mg/L,而采用复合混凝剂(碱式氯化铝+明矾+PAM 后可以将出水COD降低到400mg/L以下,并且混凝剂用量大大减少 乳化液配方越来越复杂,除润滑油外还含有防锈、防腐与增溶等成分,因此选用复 合混凝剂效果更佳 (2)气浮法类型和系统 气浮根据气泡的产生方式可以分为电解气浮、分散空气气浮和溶气气浮三种 电解气浮:通过电解作用在两极产生大量的气泡(氧气、氢气等)。电解气浮具有气泡 细小、水力状态稳定的特点,特别适用于结构松散的污泥絮体的气浮(如金属氢氧化物的 矾花) 分散空气气浮:通过微孔板将空气分散于水中,优点是装置简单、维护容易,但 气泡较大、上升速度快(与固体颗粒的接触时间短、接触面积小)、水力紊动大,不适用于 结构松散的絮体分离。 溶气气浮是将空气在一定压力下溶解于水,并达到过饱和的状态,然后让其减压释 放出来,形成气泡。此类气浮使用极为广泛,是目前采用的主要方法。优点:气泡微小、 大小均匀、密度高;气泡上升速度慢,水力状况稳定,特别适用于松散和细小的悬浮颗 粒分离。 图3-16电解气浮装置 儿排泥 ①进水②整流③电极④出渣⑤分离⑥集水⑦出水⑧排泥⑨刮渣⑩水位调节 图3-17分散空气气浮装置 ①入流;②空气;③分离 ④微孔扩散设备;⑤浮渣;⑥出流
环境工程概论 25 为破乳剂。 应用实例：某机床厂排放大量乳化液，COD 高达 5000 mg/L 左右，采用盐析－混凝 法破乳，药剂有氯化钠、氯化铝和氯化钙，单独使用氯化钠、氯化铝和氯化钙时出水 COD 分别为 1057 mg/L、524 mg/L 和 1070 mg/L，而采用复合混凝剂(碱式氯化铝＋明矾＋PAM) 后可以将出水 COD 降低到 400 mg/L 以下，并且混凝剂用量大大减少。 乳化液配方越来越复杂，除润滑油外还含有防锈、防腐与增溶等成分，因此选用复 合混凝剂效果更佳。 (2)气浮法类型和系统 气浮根据气泡的产生方式可以分为电解气浮、分散空气气浮和溶气气浮三种。 电解气浮：通过电解作用在两极产生大量的气泡(氧气、氢气等)。电解气浮具有气泡 细小、水力状态稳定的特点，特别适用于结构松散的污泥絮体的气浮(如金属氢氧化物的 矾花)。 分散空气气浮：通过微孔板将空气分散于水中，优点是装置简单、维护容易，但： 气泡较大、上升速度快(与固体颗粒的接触时间短、接触面积小)、水力紊动大，不适用于 结构松散的絮体分离。 溶气气浮是将空气在一定压力下溶解于水，并达到过饱和的状态，然后让其减压释 放出来，形成气泡。此类气浮使用极为广泛，是目前采用的主要方法。优点：气泡微小、 大小均匀、密度高；气泡上升速度慢，水力状况稳定，特别适用于松散和细小的悬浮颗 粒分离。 图 3－16 电解气浮装置 ①进水 ②整流 ③电极 ④出渣 ⑤分离 ⑥集水 ⑦出水 ⑧排泥 ⑨刮渣 ⑩水位调节 图 3－17 分散空气气浮装置