课程名称：《水质工程学I》第周，第11讲次摘要83—4澄清池授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】3-4澄清池将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理构筑物。一、特点：1、澄清池：将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理构筑物。2、特点：利用悬浮泥渣层作为一种接触介质，按接触凝聚原理，滤水，使水得到澄清，凝聚效果好。混凝反应，沉淀在一个构筑物中完成，构造简单，造价低。二、分类：泥渣悬浮型（泥渣循环型（一）泥渣悬浮型澄清池1、廊道式悬浮澄清池：（1）构造流程：加药原水→气水分离器→向池中配水→向上进入悬浮泥渣区→清水室→清水+泥渣浓缩（接触凝聚）1排泥（2）原理：接触凝聚
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 11 讲次 摘 要 授课题目（章、节） §3─4 澄清池 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 3-4 澄清池 将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理构筑物。 一、特点： 1、澄清池：将混凝和沉淀去除合并在一个水处理设施中的水处理 构筑物。 2、特点：利用悬浮泥渣层作为一种接触介质，按接触凝聚原理， 滤水，使水得到澄清，凝聚效果好。 混凝反应，沉淀在一个构筑物中完成，构造简单，造价低。 二、分类： 泥渣悬浮型 泥渣循环型 （一）泥渣悬浮型澄清池 1、 廊道式悬浮澄清池： （1）构造流程：加药原水→气水分离器→向池中配水→向上进入 悬浮泥渣区→清水室 → 清水 泥渣浓缩 （接触凝聚） 排泥 （2）原理：接触凝聚
浓度大的悬浮物处于拥挤沉淀状态。原水通过悬浮层，相当于泥渣在静水中的拥挤沉淀，拥挤沉速与泥渣体积浓度Cv有关。u'=u(1-c,)"u'一拥挤沉速u一自由沉速n一指数Cv一体积浓度浓度的平衡调节：当上升流速大u'Cvu'Cv?进水X澄清室爱清室图16-19浸浮澄湾热流程1一穿孔配水管，2泥渣悬浮层：3—穿孔集水槽，4一爱制出水管：5—排泥离口，6—气水分离器（3）优缺点：i构造简单；i水处理效果好；i造价低；iv对水质、水温、水量的变化敏感（受冲击负荷能力差）；v处理效果不稳定。最高水位盘低水位2、脉冲式澄清池：（1）特点：澄清池中，水流.上升流速发生周期性变化。悬洋鹰上开流速小时：泥渣层收缩：上开流速大时：泥渣层膨胀。图16-20采用真空泵脉冲发生器的澄游池的韵面阁脉冲作用：1一进水享，2一真空系，一进气一进水管5水位电极，6一条水箱：7一冠流板；8一配水货
浓度大的悬浮物处于拥挤沉淀状态。 原水通过悬浮层，相当于泥渣在静水中的拥挤沉淀，拥挤沉速 与泥渣体积浓度 Cv 有关。 ( ) n u = u −Cv 1 u′—拥挤沉速 u—自由沉速 n—指数 Cv—体积浓度 浓度的平衡调节：当上升流速大 u′↗Cv↘ u′↘Cv↗ （3）优缺点： ⅰ构造简单； ⅱ水处理效果好； ⅲ造价低； ⅳ对水质、水温、水量的变化敏感（受冲击负荷能力差）； ⅴ处理效果不稳定。 2、脉冲式澄清池: （1）特点：澄清池中，水流 上升流速发生周期性变化。 上开流速小时：泥渣层收缩； 上开流速大时：泥渣层膨胀。 脉冲作用:
①微絮体与活性泥渣接触絮凝池内悬浮层浓度均匀。②防止颗粒在池底沉淀。（2）构造：（电磁阀，真空泵多了一个脉冲发生器：（钟罩式（3）原理：悬浮层上下运动（膨胀、收缩）便于絮体絮凝。（4）优缺点：i效果好；i配水均匀；ii混合效果好；iv清水区断面积大；V底部无沉泥；vi脉冲器易损，使用寿命短。（5）脉冲发生器i电磁阀真空泵脉冲发生器：a充水过程：真空泵造成进水室负压，进水管进水慢慢充满进水室达最高水位。b放水过程：进气阀开，进水室进入空气，水位自动下降水进入澄清池。水位下降达最低水位，进气阀闭。i钟罩式脉冲发生器：利用虹吸造成脉冲，现脉冲澄清池已用的不多，脉冲发生器易损。（二）泥渣循环形澄清池：使泥渣在池中循环，接触絮凝。1、机械搅拌澄清池：
①微絮体与活性泥渣接触 絮凝池内悬浮层浓度均匀。 ②防止颗粒在池底沉淀。 （2）构造： 电磁阀，真空泵 多了一个脉冲发生器： 钟罩式 （3）原理：悬浮层上下运动（膨胀、收缩） 便于絮体絮凝。 （4）优缺点： ⅰ效果好； ⅱ配水均匀； ⅲ混合效果好； ⅳ清水区断面积大； ⅴ底部无沉泥； ⅵ脉冲器易损，使用寿命短。 （5）脉冲发生器 ⅰ电磁阀真空泵脉冲发生器： a 充水过程：真空泵造成进水室负压，进水管 进水慢慢充满进水室达最高水位。 b 放水过程：进气阀开，进水室进入空气，水位自动下降水进入 澄清池。 水位下降达最低水位，进气阀闭。 ⅱ钟罩式脉冲发生器：利用虹吸造成脉冲，现脉冲澄清池已用的 不多，脉冲发生器易损。 （二）泥渣循环形澄清池： 使泥渣在池中循环，接触絮凝。 1、机械搅拌澄清池：
火文.推图16-21机城扑及聘治创可限示套司3一气管一好的5提年禁，一提开计%1一期一家联室，1一期二素检全，至一导进出。对一分对发（1）构造：第一絮凝室，第二絮凝室、导流室和分离室（2）流程：原水进入，加药，进入三角配水槽，→进入第一絮凝室，（搅拌）与回流泥渣絮凝，→由提升叶轮，提升至第二絮凝室，接触絮凝，→水流进入导流室，（导流板，消除水的旋转，）→进入（→上部清水区→上部集水槽→流出。→分离室（→一部分进主泥斗→排除。（→下部泥渣层（→一部分进入第一絮凝室。（3）原理：利用回流泥渣与源水中的悬浮物接触凝聚，然后沉降分离。（4）优缺点：利用了活性强的泥渣；可调节（搅拌转速）提升量（回流量）。管理水平要求高，不能停止运行（沉泥）。设计计算：一、计算内容：1、进水管配水槽；2、反应室；（I，II反应室）3、分离室；4、集水槽；5、泥渣浓缩室；6、搅拌提升设备；二、设计参数选择1、清水区上升流速一般采用0.8～1.1mm/s。2、水在澄清池内总停留时间可采用1.2~1.5h
（1） 构造：第一絮凝室，第二絮凝室、导流室和分离室 （2）流程： 原水进入，加药，进入三角配水槽，→进入第一絮凝室，（搅 拌）与回流泥渣絮凝，→由提升叶轮，提升至第二絮凝室，接触絮 凝，→水流进入导流室，（导流板，消除水的旋转，）→进入 →上部清水区→上部集水槽 →流出。 →分离室 →一部分进主泥斗→排除。 →下部泥渣层 →一部分进入第一絮凝室。 （3）原理：利用回流泥渣与源水中的悬浮物接触凝聚，然后沉降 分离。 （4）优缺点：利用了活性强的泥渣；可调节（搅拌转速）提升量 （回流量）。 管理水平要求高，不能停止运行（沉泥）。 设计计算： 一、计算内容： 1、进水管配水槽； 2、反应室；（I，II 反应室） 3、分离室； 4、集水槽； 5、泥渣浓缩室； 6、搅拌提升设备； 二、设计参数选择 1、清水区上升流速一般采用 0.8～1.1mm／s。 2、水在澄清池内总停留时间可采用 1.2～1.5h
3、叶轮提开流量可为进水流量的3～5倍。叶轮直径可为第二架凝室内径的7080%，并应设调整叶轮转速和开启度的装置。4、原水进水管、配水槽：原水进水管的管中流速一般在1m/s左右。进水管进入环形配水槽后向两侧环流配水，故三角配水槽的断面应按设计流量的一半确定。配水槽和缝隙的流速均采用0.4m/s左右。5、絮凝室：目前在设计中，第一絮凝室、第二絮凝室（包括导流室）和分离室的容积比一般控制在2：1：7左右。第二絮凝室和导流室的流速一般为40～60mm/s。6、集水槽：集水槽用于汇集清水。集水均匀与否，直接影响分离室内清水上升流速的均匀性，从而影响泥渣浓度的均匀性和出水水质。因此，集水槽布置应力求避免产生局部区域上升流速过高或过低现象。在直径较小的澄清池中，可以沿池壁建造环形槽；当直径较大时，可在分离室内加设辐射形集水槽。辐射槽数大体如下：当澄清池直径小于6m时可用4～6条，直径大于6m时可用6~8条。环形槽和辐射槽的槽壁开孔。孔径可为20～30mm。孔口流速一般为0.5～0.6m/s。穿孔集水槽的设计流量应预留远期增加流量的余地，一般取为1.21.5倍。即穿孔集水槽的超载系数β=1.2～1.5。三、穿孔集水槽计算：（一）集水槽：池D6m辐0. 070. 1m射式集不水槽6~8条。Vh=?（二）断面尺寸：图
3、叶轮提升流量可为进水流量的 3～5 倍。叶轮直径可为第二架 凝室内径的 70～80％，并应设调整叶轮转速和开启度的装置。 4、原水进水管、配水槽： 原水进水管的管中流速一般在 1m／s 左右。 进水管进入环形配水槽后向两侧环流配水，故三角配水槽的断面 应按设计流量的一半确定。 配水槽和缝隙的流速均采用 0.4m／s 左右。 5、絮凝室： 目前在设计中，第一絮凝室、第二絮凝室（包括导流室）和分离 室的容积比一般控制 在 2：1：7 左右。第二絮凝室和导流室的流 速一般为 40～60mm/s。 6、集水槽：集水槽用于汇集清水。 集水均匀与否，直接影响分离室内清水上升流速的均匀性，从 而影响泥渣浓度的均匀性和出水水质。因此，集水槽布置应力求避 免产生局部区域上升流速过高或过低现象。 在直径较小的澄清池中，可以沿池壁建造环形槽；当直径较大 时，可在分离室内加设辐射形集水槽。 辐射槽数大体如下：当澄清池直径小于 6m 时可用 4～6 条，直 径大于 6m 时可用 6～8 条。 环形槽和辐射槽的槽壁开孔。孔径可为 20～30mm。孔口流速一 般为 0.5 ～ 0.6m／s。 穿孔集水槽的设计流量应预留远期增加流量的余地，一般取为 1.2～1.5 倍。即穿孔集水槽的超载系数β＝1.2～1.5。 三、穿孔集水槽计算： （一）集水槽：池 D6m 辐 射式集不水槽 6～8 条。 (二)断面尺寸:图 0.1m 0.05—0.07m 0.07—0.1m h=? b
(三)分类：底坡i=0i+0(四)计算：1、i=0如端部为矩形断面。次浓尚线qha为临界水深；h=Vgb2BOb一槽宽；q=ng一槽出水量；n一池集水槽条数；Q一澄清池总水量。β一超载系数（预留远期增加水量）β=1.2~1.5利用动量定律：列出动量方程单位时间动量的变化，等于液体所受外力P1-P2=E1-E211P, =-yo,h,P==roh2'2E, =pQyE, =PQ2V211yoh,ya,h,=p,-pQ,222O,=hb , =hb=pgq=Q2集水槽设计流量；Qi=0*-h3=21.9h2 gb?
(三)分类:底坡 i=0 i≠0 (四)计算: 1、i=0 如端部为矩形断面。 h2为临界水深; 2 2 3 2 gb q h = b—槽宽; n Q q = q—槽出水量; n—池集水槽条数; Q—澄清池总水量。 β—超载系数（预留远期增加水量） β=1.2～1.5 利用动量定律:列出动量方程 单位时间动量的变化,等于液体所受外力 P1-P2=E1-E2 1 1 1 2 1 P = h 2 2 2 2 1 P = h 1 1 1 E = Q v 2 2 2 E = Q v ∴ 1 1 2 2 1 1 2 2 h Q v Q v 2 1 h 2 1 − = − 1 = h1b 2 = h2b = g q=Q2 集水槽设计流量； Q1=0 ∴ 2 2 2 2 2 2 1 1 2 gb q h h − h =
h.:gbb值按经验选值一般选b=hl（取整）q2. h=hV3=/3.,Vgb2q3.029:. h=32h°=329-ghgh = 0.9g0.42、i0选定：槽末端流速v=0.4~0.6m/s槽宽：b=h~0.9g04（取整）坡降：i1=0.1~0.2m（取整数）q求h2: h =-vb2hGi）2hi: h =Vh（"23)3hk一槽临界水深，自由出流时的h24h,=Vgb1一槽长3、穿孔计算f=_B（1）孔口总面：u/2ghu一流量系数，薄壁孔口，取μ=0.62(2)孔口：选定孔口直径一→计算孔口单个面积f→计算孔口总数nVn=-
∵ 2 2 3 2 gb q h = b 值按经验选值 一般选 b=h1(取整) ∴ 2 2 3 1 2 3 3 gb q h = h = ∴ 2 1 2 2 3 3 1 3 gh q h = g q h 2 2 3 5 1 = 3 0.4 h1 0.9q 2、i≠0 选定：槽末端流速 v=0.4～0.6m/s 槽宽: 0.4 b = h1 0.9q (取整) 坡降:il=0.1～0.2m(取整数) 求 h2: vb q h2 = h1: il il h h h h k 3 2 3 2 2 2 2 3 1 − = + − hk—槽临界水深，自由出流时的 h2 2 2 3 gb q hk = l—槽长 3、 穿孔计算 （1）孔口总面： gh Q f 2 = μ—流量系数，薄壁孔口， 取μ=0.62 (2)孔口: 选定孔口直径→计算孔口单个面积 f→计算孔口总数 n f n f = h
还可以按孔口流速计算：孔口面积七孔口上作用水头选定孔口流速V→计算孔口面积→求孔口上作用水头→定孔口直径→单孔面积f→计算孔口总面积n7、泥渣浓缩室：据池的大小可设1～4个容积为总容积的1%～4%→→浓度低时浓度高时2、水力循环澄清池原理：利用射流泵，将一部分回流泥渣与原水混合。本*水呢排观进永排空图16-23水力循环澄消池示意图1一进水管：2喷嘴：3一喉管，4刺叭口：5一第一紫凝，6一第二紫避室，7一龙浓端室：8一分离室原水（加药后）由池底1进入→喷嘴2→喉管3（低压）1吸入回流泥渣→混合→第一絮凝室（5）→第二絮凝室（6）清水→集水槽一回流→分离室、1泥渣→泥渣浓缩室（7）特点：（与絮凝→沉淀工艺相比）絮凝效果好，结构简单，无机械设备。泥渣回流量难控制
还可以按孔口流速计算: 孔口面积 孔口上作用水头 选定孔口流速 v →计算孔口面积→求孔口上作用水头→定孔口直 径→单孔面积 f→计算孔口总面积 n 7、泥渣浓缩室： 据池的大小可设 1～4 个 容积为总容积的 1% ～ 4% ↓ ↓ 浓度低时 浓度高时 2、水力循环澄清池 原理：利用射流泵，将一部分回流泥渣与原水混合。 原水（加药后）由池底 1 进入→喷嘴 2→喉管 3（低压） ↑ 吸入回流泥渣 →混合→第一絮凝室（5）→第二絮凝室（6） 清水→集水槽 →分离室 回流 泥渣→泥渣浓缩室（7） 特点：（与絮凝→沉淀工艺相比）絮凝效果好，结构简单，无机械 设备。 泥渣回流量难控制
与机械加速澄清池比：药量大。对原水水量、水质、水温变化适应性较差适用中小水厂（如果水量大、池太高）。现已少用。【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】作业：P314习题
与机械加速澄清池比：药量大。 对原水水量、水质、水温变化适应性较差。 适用中小水厂（如果水量大、池太高）。 现已少用。 【本讲课程的小结】 【本讲课程的作业】作业：P314 习题