污水的物理处理ok.ppt

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1水质工程学（下）水质工程学（下）陈志强陈志强第第3章章污水的物理处理污水的物理处理生活污水和工业废水中含有大量的悬浮物质和漂浮物质，当然这些悬浮物和漂浮物包括无机性的和有机性的。

不同类别的污水，含有的悬浮物和漂浮物量不同，城市污水中的SS一般200300mg/L，工业废水的SS和生产工艺有关，乳品废水含有的量较少，而屠宰、制药及玉米加工等的SS较多污水处理，首先考虑去除水中的悬浮物质和漂浮物质？

1）悬浮物质和漂浮物质的存在会影响后续的处理设施，如含有大量泥沙、毛发、编织物，如果不先去除会影响泵提升设备的寿命；2）相比于溶解性物质和胶体物质，颗粒性物质含有的污染物的总量较高（如果都是有机物计算）；3）悬浮物质和漂浮物质较为容易去除。

悬浮物和漂浮物质的去除主要采用物理方法，采用的处理方法有：

1筛滤拦截作用格栅、筛网、滤池及微滤机等2重力作用沉砂池、沉淀池、隔油池和气浮池等3离心分离作用离心机和旋流分离器城市污水处理章节将讨论城市污水处理常使用的格栅、沉砂池、沉淀池等，其余设备将在工业废水处理部分讲解。

6滤池格栅、筛网、滤池及微滤机沉砂池、沉淀池、隔油池和气浮池旋流分离器离心机离心机和旋流分离器3.13.1格栅格栅在排水工程中，格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。

格栅倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。

回转式格栅（工作示意图）回转式格栅（工作示意图）钢丝绳牵引格栅钢丝绳牵引格栅伸缩臂格栅伸缩臂格栅设置在污水处理厂处理系统前的格栅，应考虑到使整个污水处理系统能正常运行，对处理设施或管道等均不应产生堵塞作用。

城市污水处理厂一般设置粗细两道格栅，城市污水处理厂一般设置粗细两道格栅，分别在提升水泵分别在提升水泵前后，前后，粗栅条间距一般采用粗栅条间距一般采用25mm25mm，细的一般，细的一般10mm10mm。

工业废水一般设一道格栅。

所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道系统的类型，污水流量以及栅条的间距等因素有关。

一、格栅分类：

1）格栅的效率取决于栅条的间距，按照栅条间距大小可分细格栅（310mm）、中格栅（1040mm）、粗格栅（50100mm）。

2）按照形状可分平面格栅和曲面格栅，其中平面格栅最常用。

二、安装倾角人工格栅（很少采用）一般3045度倾角。

机械格栅一般6075度倾角n设置格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥砂不至于沉积在沟渠底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。

n为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间距的流速一般采用0.61.0m/s，最大流量时可高于1.21.4m/s。

为了防止格栅前渠道出现阻流回水现象，一般在污水渠道与栅前渠道之间设置开角=30的渐扩段。

三、格栅功能：

截留较大的悬浮物或漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷保护后续处理构筑物或水泵机组四、栅渣及清除方式栅渣：

格栅截留的物质。

栅渣量取决于栅条间距、污水性质含水率：

70%80%容重：

750kg/m3清除方式a.人工清除：

只适合小型工程b.机机械械去去除除：

适适合合大大水水厂厂、卫生条件好，（当产生的栅渣量0.2m3/d时，都应该机械清除）平面格栅（最常用）平面格栅（最常用）五、格栅的选型：

计算栅槽尺寸，过栅水头损失，产生栅渣量，选型六、设计参数：

1）机械清除栅条间距1025mm为宜，人工清除2540mm为宜2）大型污水处理厂应设粗细两道格栅3）格栅间距1625mm时，栅渣量为0.1-0.05m3/m3污水格栅间距3050mm时，栅渣量为0.03-0.01m3/m3污水4）城市污水处理厂每道机械格栅时，不宜少于两台。

5）过栅流速一般为0.6-1.0m/s。

（过小杂物沉积在渠内，过大则一些小的悬浮物不能截留）工程设计（考虑高度，宽度，前后启闭机）工程设计（考虑高度，宽度，前后启闭机）失败设计失败设计（栅渣没在一层，需要吊车）（栅渣没在一层，需要吊车）合理设计合理设计（栅渣在一层，清运及时）（栅渣在一层，清运及时）3.23.2沉砂池沉砂池沉砂池：

一般放置在提升泵、细格栅后，放置在初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。

一、沉砂池分类：

平流式沉砂池（常用）、曝气沉砂池（常用）和钟式沉砂池二、沉砂池功能从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的工作。

三、沉砂池的工作原理三、沉砂池的工作原理:

是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。

四、沉砂池设计参数1）城市污水厂一般应设置沉砂池，工业废水一般不用，设计时池子的只数或分格数应不少于2，并按照并联运行。

2）设计流量应该按照分期建设考虑。

污水自流时按照最大流量设计；水泵抽水时按照水泵最大组合量；合流制处理系统，应按照降雨时设计流量，按照截留倍数考虑，如污水厂设计流量为5万吨，截留倍数为1，则截留雨水也是5万吨，沉砂池可按照10万吨设计；3）设计流量时流速过大砂可能沉不下，过小时有机颗粒会下沉。

4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约60%，容重约1500kg/m3。

5）贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55。

排砂管直径不应小于200mm。

沉砂池的超高不宜小于0.3m。

五、平流沉砂池平流式沉砂池是最常用的一种型式，它的截留效果好，工作稳定，构造亦较简单。

所示的是平流式沉砂池的一种。

池的上部，实际是一个加宽了的明渠，两端设有闸门以控制水流。

在池的底部设置12个贮砂斗，下接排砂管。

n平流式沉砂池的设计参数平流式沉砂池的设计参数

（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15ms；

（2）最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为3060s；（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251.Om，池宽不小于0.6m；（4）池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求考虑池底形状。

n设计？

六、曝气沉砂池一、曝气沉砂池作用：

平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15的有机物，使沉砂的后续处理增加难度。

故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10，称为清洁砂，再外运。

曝气沉砂池可克服这一缺点。

二、曝气作用：

1、池内水流作旋流运动，使污水中有机颗粒经常处于悬浮状态；使砂粒相互摩擦并承受曝气剪切力，去除砂粒上附着的有机物，有利于获得洁净的砂粒；2、由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心并随水带走；可使沉砂中的有机物含量低于5；3、由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、防泡作用及加速污水中油类的分离等作用。

三、排砂方法：

刮砂，空气提升，吸砂机31吸砂过程示意曝气沉砂池四、曝气沉砂池设计参数：

水平流速0.08-0.12m/s。

最大时流量停留时间：

13min；有效水深23m宽深比11.5，长宽比约为5多采用穿孔管曝气，孔径2.5-6mm，距池底0.6-0.9米，每m3污水所需曝气量0.10.2m3或每m2池表面积35m3/h。

五、设计计算流量停留时间总有效容积根据水平流速确定池截面积一、概述一、概述沉淀法是水处理中最基本的方法之一。

它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力的作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。

按照废水的性质与所要求的处理程度的不同，沉淀工艺可以是整个水处理过程中的一个工序，也可以作为唯一的处理方法。

在典型的污水处理厂中有以下四种用法：

3.33.3沉淀理论沉淀理论一、沉淀理论一、沉淀理论利用颗粒与水的密度之差，比重利用颗粒与水的密度之差，比重11，下沉，下沉比重比重15000mg/L）以上，颗粒的沉降受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个形成一个整体共同下沉，整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。

二次沉淀池沉淀池下部及二次沉淀池沉淀池下部及浓缩池开始阶段属于区域浓缩池开始阶段属于区域沉淀沉淀。

4）压缩沉淀压缩沉淀发生在高浓度在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤压成团块结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下挤出，使得污泥浓缩。

二沉池污泥斗及污泥浓缩池中的污泥浓缩过程都存在压缩沉淀。

自由沉淀：

自由沉淀：

离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变（沉砂池、初沉池前期）（沉砂池、初沉池前期）絮凝沉淀：

絮凝沉淀：

絮凝性颗粒，沉淀过程中沉速增加絮凝性颗粒，沉淀过程中沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）拥挤沉淀：

拥挤沉淀：

颗粒浓度大，相互间干扰，分层颗粒浓度大，相互间干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）压缩沉淀：

压缩沉淀：

下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。

到浓缩。

三、自由沉淀三、自由沉淀11）斯托克斯公式）斯托克斯公式层流水中的颗粒物受到水中的颗粒物受到重力重力F1F1、浮力浮力F2F2及水对颗粒产生及水对颗粒产生的的阻力阻力F3F3的作用。

的作用。

假设以下条件1）颗粒为球形2）沉淀过程中颗粒大小、形状、重量不变3）颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其它颗粒的影响。

根据牛顿第二定律F=ma可得出：

静水中颗粒开始沉淀时，因受到重力和浮力差的作用产生加速运动，经过很短时间后，颗粒的沉淀力（重力和浮经过很短时间后，颗粒的沉淀力（重力和浮力差）与水对其产生的阻力平衡时，颗粒呈等速下沉力差）与水对其产生的阻力平衡时，颗粒呈等速下沉。

代入各项参数后可得斯托克斯公式斯托克斯公式颗粒沉速表示为：

局限性假设与实际差太大，考虑的目的在于了解各影响沉淀的考虑的目的在于了解各影响沉淀的因素因素。

由于污水中颗粒非球形，故上式不能直接用于工艺计算，需要加非球形修正。

2）沉淀池最小颗粒沉速）沉淀池最小颗粒沉速对某沉淀池而言，某颗粒在沉淀对某沉淀池而言，某颗粒在沉淀对某沉淀池而言，某颗粒在沉淀对某沉淀池而言，某颗粒在沉淀时间时间时间时间tt内，能从水面恰巧沉淀到池内，能从水面恰巧沉淀到池内，能从水面恰巧沉淀到池内，能从水面恰巧沉淀到池底，该颗粒称为沉淀池设计沉淀底，该颗粒称为沉淀池设计沉淀底，该颗粒称为沉淀池设计沉淀底，该颗粒称为沉淀池设计沉淀颗粒，其沉速为沉淀池的最小颗颗粒，其沉速为沉淀池的最小颗颗粒，其沉速为沉淀池的最小颗颗粒，其沉速为沉淀池的最小颗粒沉速，也称沉淀池设计颗粒沉粒沉速，也称沉淀池设计颗粒沉粒沉速，也称沉淀池设计颗粒沉粒沉速，也称沉淀池设计颗粒沉速。

速。

速。

速。

右图特定的沉淀桶，沉淀右图特定的沉淀桶，沉淀右图特定的沉淀桶，沉淀右图特定的沉淀桶，沉淀titi时，哪时，哪时，哪时，哪个球是设计的最小颗粒？

个球是设计的最小颗粒？

个球是设计的最小颗粒？

个球是设计的最小颗粒？

t=tiCiht=0C0u（u0），全部沉淀，去除率p1uu0，部分沉淀，去除率p2总去除率=去除率p1+去除率p2PP00uU0uU0的颗粒占悬浮颗粒总量的比；的颗粒占悬浮颗粒总量的比；uu0的颗粒全部可去除，为1P0;uu0部分可沉淀去除t=tCH在时间在时间t1时时沉速沉速uu0的颗粒全部去除的颗粒全部去除沉速沉速uu0的颗粒部分去除（蓝球为的颗粒部分去除（蓝球为例）例）去除比例去除比例h1/H=ut1/（u0t1）=u/u0h1颗粒全部去除率颗粒全部去除率沉速沉速u0颗粒颗粒的去除率的去除率P0为为u0颗粒颗粒占全部百分数。

占全部百分数。

沉速沉速u0颗粒的去除率颗粒的去除率piui3.43.4沉淀池沉淀池沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。

用于生物处理法中作预处理的称为初次沉淀池。

对于一般的城市污水，初次沉淀池可以去除20-30的BOD5与40-60的悬浮物。

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