平流式沉淀池中离散颗粒的沉降

• 平流式斜管填料沉淀池在运行时，水流受到池身结构和外界影响(如进口处水流惯性、出口处束流、风吹池面、水质的浓差和温差等)，致使孩粒沉降复杂化，为了便于理解。先讨论理想沉淀池中的颗粒沉降规律。所谓理想沉淀池应符合以下假定，即在沉降过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小、形状、密度和沉降速度都不发生变化；在过水断面上，各点水平流速相等，且在流动过程中流速始终不变;颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中等。
• 截留速度与表面负荷
  如图2-16所示，进入沉淀区的水流中有一种颗粒，从斜管填料沉淀池池顶A点开始以水平流速Vsh和沉降速度u的合成速度，一边向前行进一边向下沉降，到达池底最远处D点时刚好沉到池底，AD线即表示这种颗粒的运动轨迹。这种颗粒的沉速表示在池中可以截留下来的临界速度，也称截留速度，用Uj表示。可见，凡是沉降速度大于或等于Uj的颗粒，从池顶A点开始下沉，必然能够在D点以前沉到池底，AE线表示这类颗粒的运动轨迹，所以Uj表示沉淀池中能够全部去除的颗粒中最小颗粒的沉降速度。同样，凡是沉速小于Uj的颗粒，从池顶A点开始下沉，必然不能到达池底而被带出池外，AF表示这类颗粒的运动。

• Uj—截留速度，m/s；
  Ho—沉淀池的水深,m；
  Q—处理水量,m'/s；
  B—沉淀池A-B断面宽度，m；
  L—沉淀池的长度,m；
  t—水在沉淀区中的停留时间,s。
  式中Q/A称为“表面负荷”或“溢流率”，非离子聚丙烯酰胺表面负荷在数值上和量纲上等于截留速度，它在沉淀池设计中是一个重要的公式。
• 沉淀效率
  斜管填料沉淀池的沉淀效率表示沉淀池的沉降没清分离效果，而去除率是表示沉淀效率的一个指标，它是指沉降于池底的悬浮颗粒占水中总悬浮颗粒的百分率。离散颗粒的斜管填料沉淀效率可以通过离散颗粒沉降试验来求得.该试验是在一个有取样口的沉降筒中进行，沉降筒高与沉淀池深度相同，将待测水样充分搅拌均匀并测定起始浓度后，放入沉降筒中静止让水中颗粒自由沉降，每隔一段时间在取样口在取样并测颗拉浓度。当颗粒沉降于筒底时即认为已被去除。
• 按前所述，沉速大于uJ的颗粒可全部沉于底部而去除。而对于沉速小于Uj的某一种颗粒，其沉速为Ui,如从池顶A点下沉，将不能沉到底部，而被带出池外。如果在沉降筒G高度处有一同样具有沉速Ui的颗粒，它在时间t内刚好沉降到筒底，即Uit=GB，仍然无烟煤滤料颗粒沉到底而被去除。因为进水中沉降颗粒的浓度为C且是均匀分布的，沿筒高度上任何位置均有沉速Ui的颗粒存在，因此沉速Ui的颗粒在时间t内也可部分被去除。沉降速度为Ui的颗粒的去除率可用GB/AB的比值来表示，而且碱式氯化铝可以证明:GB/AB=ui/uj
  进而可以证明，沉淀池中各种悬浮颗粒的总去除率P可用下式表示：P=(1-P0)+S P0 0(ui/uj)DPi
  式中:P0--所有能够在沉淀池中沉降的、沉速小于Uj的颗粒质量占进水中全部颗粒质量的百分率；
  dPi--具有沉速为ui的颗粒质量占进水中全部颗粒质量的百分率；
  Pi--所有沉速小于ui的颗粒质量占进水中全部颗粒质量的百分率；
  1-P0--表示沉速大于和等于Uj的颗粒的去除率。