第十六章作業(yè)講解(20220216030913)

1、第十六章沉淀與澄清P314:思考題：1、4、5、6、7、9、10;習(xí)題：1、2、3思考題1、什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮凝沉淀？答：1自由沉淀：指顆粒在沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；2擁擠沉淀：是指顆粒在沉淀過程中，彼此相互干擾，或者受到容 器壁的干擾的沉淀；3絮凝沉淀：是利用絮凝劑使水中懸浮雜質(zhì)形成較粗大的絮凝體， 再通過自由沉淀的沉淀稱為絮凝沉淀。4、理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀條件， 沉淀效率與池子深度、 長度和外表積關(guān)系如何？答：理想沉淀池應(yīng)符合以下三個條件：1顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。即在沉淀過程中，顆粒之間互不干擾， 顆粒的大小、

2、形狀和密度不變。2水流沿著水平方向流動。在過水?dāng)嗝嫔?，各點流速相等，并且在 流動過程中流速始終不變。3顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除，不再返回水流中。根據(jù)去除率公式：E旦可知：Q/A懸浮顆粒在理想沉淀池中的去除率只與沉淀池的外表負(fù)荷有關(guān)。與其他因素如水深、池長、水平流速和沉淀時間均無關(guān)。5、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？答：影響平流沉淀池沉淀效果的主要因素有兩方面：一沉淀池實際水流狀況對沉淀效果的影響，但是在實際沉淀池中， 停留時間總是偏離理想沉淀池，表現(xiàn)在一局部水流通過沉淀區(qū)的時間小于 to, 而另一局部水流大于to,這種現(xiàn)象稱為短流。它產(chǎn)生的原因有以下一些：沉淀池進出水的影響 進水的慣

3、性作用； 出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；異重流的影響異重流：是進入較靜而具有密度相異的水體的一股水流。 異重流之重于水體者，將下沉并以較高的流速沿著底部繞道前 進；異重流之輕于水體者，將沿水面徑流至出水口。 渾水異重流：進水渾濁度與池水濁度不同，其比重不同而引起。 當(dāng)進池渾水的濃度高時異重流的現(xiàn)象就明顯一些，濃度低時不如濃度高 時明顯。 溫差異重流： 進水溫度與池水溫度不同而引起。 當(dāng)進水溫度較池 內(nèi)水溫高時，進水有可能趨向池表流動，形成溫度異重流；低時，將會 加劇渾水異重流。 風(fēng)浪引起的短流； 池內(nèi)存在導(dǎo)流壁和刮泥設(shè)施。二凝聚作用的影響對混凝沉淀池而言雜質(zhì)顆粒的絮凝過程在沉淀池內(nèi)仍繼續(xù)進行。 池內(nèi)水

4、流流速的分布實際上是不均勻的，水流存在的速度梯度 將引起顆粒相互碰撞而促進絮凝。 水中絮凝顆粒的大小也是不均勻的，它們將具有不同的沉速而 引起碰撞和絮凝。 水在池內(nèi)時間愈長，由速度梯度引起的絮凝便進行的愈完善， 說明沉淀時間對沉淀效果是有影響的； 池內(nèi)的水深愈大， 顆粒沉速不同引起的絮凝也進行的愈完善， 所 以沉淀池的水深對混凝效果也是有影響的。 采用導(dǎo)流墻將沉淀池進行縱向分格可減小水力半徑，改善水流條件。6、沉淀池外表負(fù)荷和顆粒截留沉速關(guān)系如何？兩者涵義有何區(qū)別？答：顆粒的截留沉速U0與沉淀池外表負(fù)荷Q/A在數(shù)值上是相等。 兩者含義不同外表負(fù)荷的涵義：是單位沉淀池外表積的產(chǎn)水量；截留沉速uo

5、：反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉降 速度。7、設(shè)計平流沉淀池主要根據(jù)沉淀時間、外表負(fù)荷還是水平流速？為什么？ 答：設(shè)計平流沉淀池的主要控制指標(biāo)是外表負(fù)荷或停留時間， 從理論上說， 采用前者較為合理，但是以停留時間作為指標(biāo)所積累的經(jīng)驗較多。在實際設(shè)計 中應(yīng)兩者兼顧，或者以停留時間控制，以外表負(fù)荷率校核，或相反也可。還應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、沉淀水質(zhì)要求、水溫等設(shè)計資料、運行經(jīng)驗確定。水平流速對 設(shè)計平流沉淀池不是主要根據(jù)。8、平流沉淀池進水為什么要采用穿孔隔板？出水為什么往往采用出水支渠？答：1因為進水區(qū)的作用是使水流均勻分布在整個進水截面上，并盡量 減小擾動。2因為沉淀后的水應(yīng)盡量在出

6、水區(qū)均勻流出，同時緩和出水區(qū)附近的流線過于集中。9、 斜管沉淀池的理論根據(jù)是什么？為什么斜管傾角通常采用60°答：由沉淀池顆粒的去處率公式 E=-U-知：顆粒沉速ui 一定時，增加沉Q/A淀池外表積可以提高去除率。但沉淀池容積一定時，池深淺些那么外表積大些， 去除率可以提高些，即 淺池理論，斜板、斜管沉淀池的開展即基于此理論。 為解決排泥問題，斜板和斜管沉淀池開展起來，淺池理論才得到實際應(yīng)用。斜管傾角愈小，那么沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對排泥不利，根據(jù)生 產(chǎn)實踐，傾角宜為60°。10、澄清池的根本原理和主要特點是什么？答：1澄清池的根本原理：依靠活性泥渣層到達(dá)澄清目的。

7、當(dāng)脫穩(wěn)定雜 質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時，便被泥渣層阻留下來，使水獲得澄清。2主要特點： 將絮凝和沉淀兩個過程在一個構(gòu)筑物內(nèi)靠活性泥渣完成； 澄清池充分利用了活性泥渣的絮凝作用。 澄清池的排泥措施，能不斷排除多余的陳舊泥渣，其排泥量相當(dāng)于 新形成的活性泥渣量。習(xí)題1、顆粒密度，粒徑按球形顆粒考，求該顆粒在200C水中沉降速度 為多?。拷猓?0r時，水的粘度系數(shù)?水的運動粘度2? ?水 的密度： ？?？ 假定水流處在層流區(qū)，用斯托克斯公式計算得：? ?-? ? ? ? X ?-?.? ?X ?cc CC?.? -?殳?=帶Wr“?勿 一?？? - X?X (?X ?) ?校核Re值:? ? X ? -

8、? X ?Re=?=?.?勺？?81.51水流不是層流狀態(tài)，不符合假設(shè)。假定它屬于過渡區(qū)那么利用阿蘭公式計算:U=R?匕罕=? ? (? ? X ?x? ?X?cc=(制?.？?.?？ ？Xx?X?X?1?x?X?=°.°75 m/s校核Re值:? ? X ? -? X ?Re=?=?.?-X?仃 1000因此，假設(shè)成立，顆粒沉降速度為2、平流沉淀池設(shè)計流量為720m3/h,要求沉速等于和大于的顆粒全部去除。 試按理論沉淀條件，求：1所需沉淀池平面積為多??？2沉速為的顆粒，可去除百分之幾？解：設(shè)計流量：Q=720?7s沉淀池外表負(fù)荷=-=? X?m/s? -因此，所需沉淀池

9、面積為：A=Q/? X ? )=500(?)沉速為的顆粒的去除率為：? ?E= ? X ?%X ?%5%?*?.?3、原水泥沙沉降試驗數(shù)據(jù)見下表。取樣口在水面下180cm處。平流沉淀池設(shè)計流量為900m3/h，外表積為500m2。試按理想沉淀池條件，求該池可去除泥 沙顆粒約百分之幾？ C0表示泥沙初始濃度，C表示取樣濃度。沉降試驗數(shù)據(jù)取樣時間(min)015203060120180C/ C01解：各取樣時間沉速計算見下表:取樣時間(min)015203060120180C/ Co1U=h/t cm/min-129631繪制沉速分布圖，如以下圖示:036912151821沉速U=h t 1 cm

10、 mi n)截留沉速在數(shù)值上等于外表負(fù)荷率，那么?十?<=? ? ?從圖上查得uo=3cm/min時，小于該沉速的顆粒組成局部等于。從圖上， 相當(dāng)于積分式 當(dāng)?閔？?的陰影局部面積為附近都可以。因此得到總?cè)コ俜?數(shù)為? ?P=(1-?站+云?？勿？囲+?x=86%第六章沉淀和澄清習(xí)題1、顆粒密度p =2.65g/cm3粒徑按球形顆?？紤]，求該顆粒在20C水中沉降速度為多少?:查水力學(xué)數(shù)據(jù)：尸1.009>0 3Pas，尸1.011 >06m7s。因為不知道雷諾數(shù)Re為多少，所以只能用3個公式分別代入然后反過來驗算雷 諾數(shù)Re。假設(shè)1符合斯篤克斯公式，那么由斯篤克斯公式得:1-

11、gd21u=181=182.651.0091.0010X9.8 0.45 >10 32X1000udRe=:U0.180.45 10 3=1.011 106=80>1不符合假設(shè)2符合牛頓公式，那么由牛頓公式得:=1.832.651.00>310 >9.8 >0.45 耳0udRe=:U0.320.4510 3=1.011 10“ 6 =142>1000不符合假設(shè)3符合阿蘭公式，那么由阿蘭公式得:u=42251223P s p 1g J口 p 142252.65 1.00 2 106 9.821.009 10 3 1.00 103>0.45 >10

12、udRe=_ :U0.0750.45 10 3331.011 10“ 61<Re=33<1000符合 綜上可知：符合阿蘭公式。在20C水中沉降速度為。2、平流沉淀池設(shè)計流量為720m3h。要求沉速等于和大于的顆粒全部去除。 試按理想沉淀條件，求：1所需沉淀池平面積為多少 m2?2沉速為的顆粒，可去除百分之幾？答： 沉淀池平面積 A= =7230=500m2,uo 0.4 10 3 3600u iu i0 i由出去率公式可知：E= =25%。Q/A uo 0.43、 原水泥砂沉降試驗數(shù)據(jù)見下表。取樣口在水面下180cm處。平流沉淀池 設(shè)計流量為900m3h，外表積為500m2試按理想

13、沉淀池條件，求該池可去除泥 砂顆粒約百分之幾？ Co表示泥砂初始濃度，C表示取樣濃度。沉降試驗數(shù)據(jù)取樣時 間min015203060120180C/Co1答：根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)，可得出懸浮顆粒的沉速分布。分析說明，C/Co對h/t作圖可以給出沉速小于h/t的顆粒組成局部的分布。相應(yīng)于各取樣時間的沉速計 算如下：沉降試驗數(shù)據(jù)取樣時 間min015203060120180C/Co1沉速計算表取樣時間min015203060120180u=h/t 值cm/min-129631沉速分布見表。截留沉速在數(shù)值上等于說明負(fù)荷率：900 100uo 3cm/min500 60從表格中可以知道當(dāng)u0=3cm/min時，小于該沉速的顆粒組成局部等于 p。對于點畫圖擬合相應(yīng)曲線： 擬合曲線1沉降速度(an/inin)擬合曲線22r1±4IIO8 6 4-2 0