在静水中悬浮颗粒开始沉淀时，
F2 浮 力
因受重力作用而产生加速运动，同
Hale Waihona Puke F3 阻 力时水的阻力也逐渐增大。
经一很短时间后，当阻力F3增大
到与颗粒的“重力F1和浮力F2之差”
相等时，颗粒作等速下沉运动。
F1 重 力
等速沉淀的速度常称沉淀末速度，
简称沉速。
第3章沉淀法-水质处理方法
(3)颗粒沉淀速度
在等速沉淀情况下，F1-F2=F3，即:
1 6d3Sg1 6d3gA u 2 2
水流状态：
层流状态：Re<1时， 24
——Stokes 式
Re
过渡状态：1<Re<103
时，24 Re
—— 3 0.34
Re
Fair式
紊流状态：103<Re<105时，λ=0.44 ——Newton式
层流状态下： 24
1 d 2
Re
4
1d3
6
第3章沉淀法-水质处理方法
/长度(L)
高H
理想平流式沉淀池示意图 ◆ 在沉淀区的每个颗粒一面下沉，一面随水流水平运动， 其轨迹是向下倾斜的直线。 ◆ 沉速大于u0的颗粒可全部除去；沉速<u0的颗粒因处 于水面以下，也可以除去一部分。例如：沉速为u的颗粒 被除去率为h/H或u第/3u章0沉。淀法-水质处理方法
第3章沉淀法-水质处理方法
第三节 絮凝沉淀
由于原水中含絮凝性悬浮物（如投加混凝剂后形 成的矾花、生活污水中的有机悬浮物、活性污泥等）， 在沉淀过程中大颗粒将会赶上小颗粒，互相碰撞 凝聚，形成更大的絮凝体，因此沉速将随深度而 增加。
悬浮物浓度越高，碰撞机率越大，絮凝的可能 性就越大。
第3章沉淀法-水质处理方法
第3章沉淀法-水质处理方法
2、沉淀去除的对象及构筑物
① 砂粒
沉砂池
② 化学沉淀
③ 混凝絮体
沉淀池
④ 生物污泥
⑤ 污泥浓缩
浓缩池
第3章沉淀法-水质处理方法
3、位置及作用
A、作为处理系统的主体； B、工艺流程主体处理单元之前——预处理； C、工艺流程主体处理单元之后； D、污泥处置。
（1）城市污水处理工艺:
Sg1 6d3
g Au2
第3章沉淀法-水质2 处理方法
Stokes公式
u g(s )d2 18
(4)影响沉淀速度的因素
由stocks公式 u118s可 g知d2：
A．与颗粒、水的密度差成正比； B当．ρ与s>颗ρ粒时直，径u>平0方,颗成粒正下比沉；； 当C一ρ.s般<与ρ沉水时淀的，只粘u能度<0去μ,成颗除反粒d比上>2；浮0；μm的颗粒。 当对ρs于因=ρ粒粘时径度，较与u小=水0的温,颗颗成粒粒反悬，比浮可，。以故通提过高混水凝温增有大利颗于粒加速 粒径沉，淀促。进沉淀；
例如：二沉池； 混凝沉淀。
第3章沉淀法-水质处理方法
(3)拥挤沉淀(分层沉淀)
水中悬浮物浓度较高，颗粒 下沉受到周围其它颗粒的干扰， 沉速降低，颗粒碰撞互相 “凝 聚”而共同下沉，形成一明显 的泥、水界面。沉淀过程实质 是泥、水界面下降的过程，沉 淀速度为界面下降速度。
如：二沉池的上部； 污泥浓缩池上部。
为了解颗粒在水中自由沉降过程的动力学本质，进行 如下假定：
① 颗粒为球形，沉淀过程中大小、形状和质量均不发
生变化；
② 液体为静止状态； ③ 颗粒沉淀不受容器器壁影响；
作用方式？
④ 颗粒沉淀仅受重力和水的作用。
第3章沉淀法-水质处理方法
二、自由沉淀速度
F2 浮 力
(1) 颗粒在静水中的受力情况
重力： F1 16d3Sg
污 水格 栅沉 砂 池初 沉 池好 氧二 沉 池排 水
消 化 浓 缩 池
第3章沉淀法-水质处理方法
（2）高浓度有机废水处理工艺:
废 水沉 淀 调 节 池厌 氧沉 淀 池好 氧沉 淀 池排 水 脱 水 浓 缩 池
（3）含铬废水处理工艺：
药剂
废水 混合反应池 沉淀池 排水 脱水 浓缩池
第3章沉淀法-水质处理方法
4、沉淀类型
根据悬浮颗粒的性质及其浓度的高低，沉淀可分为四种 类型：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀
(1)自由沉淀
水中悬浮物颗粒浓度低， 呈离散状态；互不干扰，各 自完成沉淀过程。颗粒在下 沉过程中的形状、尺寸、密 度等不发生变化。
例如：沉砂池
第3章沉淀法-水质处理方法
(2)絮凝沉淀
水中悬浮物浓度不高，但 有絮凝性能。在沉淀过程中 互相碰撞发生凝聚，其粒径 和质量均随沉淀距离增加而 增大，沉淀速度加快。
第3章沉淀法-水质处理方法
(4)压缩沉淀
当悬浮物浓度很高、颗粒 互相接触、互相支承，在上 层颗粒的重力作用下将下层 颗粒间的水挤出，使颗粒群 浓缩。 例如：二沉池污泥斗;
浓缩池底部。
第3章沉淀法-水质处理方法
第二节 自由沉淀
一、自由沉淀的假定条件
实际中水流状态、悬浮物的大小、形状、性质是十分 复杂的，影响颗粒沉淀的因素很多。
可见，悬浮物的去除率不仅取决于沉淀速度， 而且与深度有关。
絮凝沉淀的效率通常由试验确定。鉴于以上原 因，试验用的沉淀柱的高度应当与拟采用的实际 沉淀池的深度相同，而且要尽量避免矾花因剧烈 搅动造成破碎，影响沉淀效果。
第3章沉淀法-水质处理方法
第四节 理想沉淀池
前面所述沉淀曲线是静止沉淀试验的结果，虽然它比较 真实地反映了废水中不同的悬浮颗粒沉降的特性，但是 并不能反映实际沉淀池中水流运动对悬浮颗粒沉降的种 种复杂影响。
浮力：
F2
1d3g
6
阻力：
F3
A u2
2
F3 阻 力 F1 重 力
式中：ρs,ρ―表示颗粒及水的密度 g―重力加速度
A―颗粒在沉淀方向上的投影面积，对球形颗粒，A=лd2/4
u―颗粒沉速 λ―阻力系数，它是雷诺数（ Re u）d 和颗粒形状的函数。 μ—水的粘度
第3章沉淀法-水质处理方法
(2)颗粒在静水中的运动情况
第3章 沉淀法
Sedimentation
第3章沉淀法-水质处理方法
第一节 概 述
1、沉淀的定义
悬浮颗粒在重力作用下，从水中分离的过程称为沉淀。 实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。
(1) 当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。 ——沉 淀
(2) 当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。 ——上 浮
为了分析悬浮颗粒在沉淀池内运动的普遍规律及分离 结果，哈增和坎普提出了一种概念化的沉淀池——理想 沉淀池。
第3章沉淀法-水质处理方法
理想沉淀池的假定条件：
① 进出水均匀分布在整个横断面，亦即沉淀池中各进 水断面上各点流速均相同；
② 悬浮物在沉淀过程中以等速下沉； ③ 悬浮物在沉降过程中的水平分速度等于水流速度， 水流是稳定的。 ④ 悬浮物落到池底污泥区，不再上浮，即被除去。