第4章 水的预处理及深度处理

1、第第4 4章章 水的预处理与深度处理水的预处理与深度处理4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 格栅与筛网格栅与筛网4.3 4.3 水的调节水的调节4.4 4.4 水的预处理技术水的预处理技术4.5 4.5 水的深度处理技术水的深度处理技术4.6 4.6 几种预处理工艺简介几种预处理工艺简介 思考题思考题 习题习题本章目录本章目录 常规给水处理工艺，包括混凝、沉淀、常规给水处理工艺，包括混凝、沉淀、过滤、消毒等。主要以去除水中的悬浮过滤、消毒等。主要以去除水中的悬浮物、胶体和细菌等为目的，它对受污染物、胶体和细菌等为目的，它对受污染水中的有机物、氨氮等污染物去除率很水中的有机物、氨氮等污染物去

2、除率很低。要提高饮用水水质，必须进行水的低。要提高饮用水水质，必须进行水的预处理或者深度处理。预处理或者深度处理。4.1概述概述return本章目录本章目录4.2 4.2 格栅与筛网格栅与筛网 4.2.1 4.2.1 格栅格栅 格栅由金属棒或栅条按一定间距平行排格栅由金属棒或栅条按一定间距平行排列而成。列而成。设置格栅的目的是用以截留较大设置格栅的目的是用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，防止水木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，防止水泵、排水管以及后续处理构筑物的堵塞，泵、排水管以及后续处理构筑物的堵塞，保证处理设施

3、和设备的正常运转。同时，保证处理设施和设备的正常运转。同时，也降低后续构筑物的负荷。也降低后续构筑物的负荷。 return本章目录本章目录格栅分类格栅分类 按形状分类：按形状分类：return本章目录本章目录 按栅条净间隙按栅条净间隙e e来分来分 按清渣方式来分按清渣方式来分 return本章目录本章目录各种格栅及格栅除污机各种格栅及格栅除污机 动画演示动画演示return本章目录本章目录各种格栅及格栅除污机各种格栅及格栅除污机 动画演示动画演示return本章目录本章目录各种格栅各种格栅 及格栅除污机动画演示及格栅除污机动画演示移动臂式格栅初污机移动臂式格栅初污机return本章目录本章目

4、录各种格栅各种格栅自动机械格栅自动机械格栅钢丝绳牵引格栅钢丝绳牵引格栅WGWG型机械格栅型机械格栅本章目录本章目录各种格栅除污机各种格栅除污机弧形格栅除污机弧形格栅除污机进水泵房格栅除污机进水泵房格栅除污机本章目录本章目录栅条形状栅条形状 有圆形、矩形、方形等。其中圆形栅条的水流阻力小，有圆形、矩形、方形等。其中圆形栅条的水流阻力小，刚度较好刚度较好，矩形栅条采用较多。矩形栅条采用较多。表表4-2 格栅栅条断面形式及尺寸格栅栅条断面形式及尺寸本章目录本章目录格栅设计格栅设计 设计参数设计参数 过栅流速：过栅流速：0.60.61.0m/s1.0m/s 栅前渠道内流速：栅前渠道内流速：0.40.4

5、0.9m/s0.9m/s 栅前倾角：栅前倾角：4545 7575，9090 水头损失一般为：水头损失一般为：0.080.080.15m0.15m 栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关 栅条间隙栅条间隙e e 16 1625mm25mm：0.100.100.05m30.05m3渣渣/103m/103m3 3污水污水 303050mm50mm：0.030.030.01 m30.01 m3渣渣/103m/103m3 3污水污水 栅渣含水率栅渣含水率80%80%，容重，容重960kg/m960kg/m3 3 当栅渣量当栅渣量0.2m0.2m3 3/ /日，则应采用机械清渣日

6、，则应采用机械清渣return本章目录本章目录 栅槽宽度栅槽宽度B B B=S B=S（n-1n-1）en (m) en (m) 式中：式中：n n格栅间隙数（个）格栅间隙数（个） e e栅条净间隙，栅条净间隙，m m Qmax Qmax 最大设计流量，最大设计流量，m3/sm3/s 格栅倾角；格栅倾角；h h栅前水深（栅前水深（m m） v v过栅流速，过栅流速，m/sm/s ehVQnsinmax格栅设计格栅设计 设计计算设计计算return本章目录本章目录过栅水头损失过栅水头损失h h1 1（m m） 式中：式中：h h0 0计算出来的水头损失（计算出来的水头损失（m m）k k水头损失

7、增大系数，水头损失增大系数，k=3k=3阻力系数，阻力系数，)(sin2201mgkkhh34es格栅设计格栅设计 设计计算设计计算return本章目录本章目录栅槽总高度栅槽总高度H H（m m） 格栅设计格栅设计 设计计算设计计算H=h+hH=h+h1 1+h+h2 2（m m） 式中式中 h h栅前水深，栅前水深，m m h h2 2栅前渠道超高，栅前渠道超高，m m，一般，一般h h2 2=0.3m=0.3m 栅槽总长度栅槽总长度L L（m m） 式中：式中：l l1 1渐扩部分长度，渐扩部分长度，m m l l2 2渐缩部分长度，渐缩部分长度，m m l l2 2=l=l1 1/2/2

8、 H H1 1栅前槽高，栅前槽高，m m，H1=hH1=hh2h2（m m） )(5 .00 .1121mtgHllLreturn本章目录本章目录栅渣量栅渣量W W（m3/d)m3/d)格栅设计格栅设计 设计计算设计计算max1总864001000QWWK 式中：式中： W W1 1栅渣量标准（栅渣量标准（m3/103 m3m3/103 m3污水）污水） K K总总 总变化系数总变化系数 总Kreturn本章目录本章目录格栅设计注意点格栅设计注意点1. 1. 防止栅前垒水：栅后渠底应比栅前渠底低防止栅前垒水：栅后渠底应比栅前渠底低h h。2. 2. 二个平行格栅的设计。二个平行格栅的设计。3.

9、 3. 栅前渠道的断面尺寸的确定：由栅前流速与栅栅前渠道的断面尺寸的确定：由栅前流速与栅前水深而决定前水深而决定 return格栅设计格栅设计本章目录本章目录筛网的各种形式筛网的各种形式4.2.3 4.2.3 筛网筛网转筒筛网转筒筛网return本章目录本章目录筛网的各种形式筛网的各种形式筛网筛网振动筛网振动筛网return本章目录本章目录筛网的各种形式筛网的各种形式筛网筛网水力筛网水力筛网return本章目录本章目录截留污物的去除截留污物的去除: :填埋、焚烧、堆肥或粉碎机粉碎后填埋、焚烧、堆肥或粉碎机粉碎后返回废水中返回废水中return筛网筛网本章目录本章目录 4.3 4.3 水的调节水

10、的调节水量调节水量调节水质调节水质调节水量水质调节水量水质调节 return本章目录本章目录 水量的调节水量的调节水量调节池水量调节池 水量调节池是一座变水位的贮水池，来水重力流，出水用泵水量调节池是一座变水位的贮水池，来水重力流，出水用泵抽，贮存盈余，补充短缺。抽，贮存盈余，补充短缺。 图图5-1 5-1 水量调节池水量调节池return本章目录本章目录 水量的调节水量的调节对角线出水调节池对角线出水调节池折流调节池折流调节池调节池类型调节池类型return本章目录本章目录废水流量变化曲线废水流量变化曲线061218245010015061.0平均流量曲线流量曲线Q=1464m/d3图5-2

11、 某厂废水流量曲线 水量调节池水量调节池return本章目录本章目录 生产周期生产周期T T内废水总量内废水总量WTWT（m m3 3） 式中：式中：qiqititi时段内废水的平均流量，时段内废水的平均流量，m3/hm3/h ti ti时段时段,h,h 在周期在周期T T内废水平均流量内废水平均流量Q Q（m3/hm3/h） T0tiiTitqWTtqTWQT0tiiTi 水量调节池水量调节池return本章目录本章目录废水流量累积曲线如图废水流量累积曲线如图5-35-3所示所示 06121824a2004006008001000120014001600Ad6004003002001000出

12、水累计曲线220m3废水累积曲线90m3CEb90+220=310m3池中水量变化曲线池中水量(m3)图5-3 某厂废水流量累积曲线 水量调节池水量调节池return本章目录本章目录（1 1）出水累计曲线）出水累计曲线OAOA，其斜率即为出水流量。，其斜率即为出水流量。 （2 2）池中水量变化曲线。）池中水量变化曲线。 （3 3）水量调节池的容积确定：）水量调节池的容积确定：V V（m3m3） V=DB+CEV=DB+CE 水量调节池水量调节池return本章目录本章目录 不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。

13、都能达到完全混合。 混合方式：混合方式： 水泵搅拌混合水泵搅拌混合用动力混合用动力混合 空气搅拌混合空气搅拌混合 机械搅拌混合机械搅拌混合 用水力混合：用水力混合： 水质调节池水质调节池return本章目录本章目录物料平衡：物料平衡： C C1 1QT+CoV=CQT+CoV=C2 2QT+CQT+C2 2V V （5-85-8）式中：式中：Q Q取样间隔时间内的平均流量。取样间隔时间内的平均流量。C C1 1取样间隔时间内进入调节池污物浓度。取样间隔时间内进入调节池污物浓度。T T取样间隔时间。取样间隔时间。CoCo取样间隔开始时调节池内污物浓度。取样间隔开始时调节池内污物浓度。C C2 2

14、取样间隔终了时调节池出水污物浓度。取样间隔终了时调节池出水污物浓度。V V调节池容积。调节池容积。当在一个取样间隔时间内出水浓度当在一个取样间隔时间内出水浓度C2C2不变，则（不变，则（5-85-8）式为：）式为： QVTQVCTCC012而调节池容积而调节池容积V=QV=Q平均平均t t停留停留。 水质的调节池水质的调节池普通水质调节池普通水质调节池本章目录本章目录 穿孔导流槽水质调节池穿孔导流槽水质调节池 如图所示如图所示 同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节池的废水相混合，以均和水质。池的废水相混合，以均和水质。 (

15、1)(1)调节池的容积调节池的容积 实际要求的池容实际要求的池容式中：式中：=0.7=0.7（容积加大系数）（容积加大系数） 从废水的水量水质变化曲线图表上选择其流量和水质浓度较高从废水的水量水质变化曲线图表上选择其流量和水质浓度较高的时段。的时段。 求其该时段的废水平均浓度与废水累计量。求其该时段的废水平均浓度与废水累计量。tiTqiW12tiTqiW12 水质调节池水质调节池return本章目录本章目录 （2 2）调节池工艺尺寸的确定：）调节池工艺尺寸的确定： 先取有效水深先取有效水深1.51.52.0m2.0m，则池面积，则池面积, , 定池宽、池长定池宽、池长 有效HWFT (3) (

16、3)水质调节池的形式水质调节池的形式方形方形圆形圆形 点击看示意图点击看示意图均质沉淀池：当废水中均质沉淀池：当废水中SSSS高时，则可采用均质沉淀池。池侧沿高时，则可采用均质沉淀池。池侧沿程进水，使同时进池的污水转变为前后出水，达到与不同时序程进水，使同时进池的污水转变为前后出水，达到与不同时序的污水混合的目的。的污水混合的目的。 水质调节池水质调节池return本章目录本章目录分流贮水池：如果有偶然泄漏或周期性冲分流贮水池：如果有偶然泄漏或周期性冲击负荷，可设分流贮水池。击负荷，可设分流贮水池。 分流贮水池分流贮水池return本章目录本章目录 均量均量池中水位应变化池中水位应变化V V池

17、池均质均质池中水应混合池中水应混合V V池。池。二者之中取其大者。二者之中取其大者。return 均质均量调节池均质均量调节池本章目录本章目录水泵强制循环搅拌水泵强制循环搅拌return本章目录本章目录 进水集水出水纵向隔墙横向隔墙配水槽进水集水出水纵向隔墙横向隔墙配水槽return穿孔导流槽调节池穿孔导流槽调节池本章目录本章目录同心圆型调节池同心圆型调节池return本章目录本章目录4.4 水的预处理技术水的预处理技术 水的预处理方法主要有物理方法、物理化水的预处理方法主要有物理方法、物理化学和生物方法。预处理方法也可以分为氧化学和生物方法。预处理方法也可以分为氧化法和吸附法等。氧化法又可分

18、为化学氧化法法和吸附法等。氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。利用强氧化剂的氧化能力，和生物氧化法。利用强氧化剂的氧化能力，去除水中的有机物，提高混凝沉淀效果称为去除水中的有机物，提高混凝沉淀效果称为化学预氧化，它可以大大降低后续传统工艺化学预氧化，它可以大大降低后续传统工艺处理污染物负荷，提高整体工艺对污染物的处理污染物负荷，提高整体工艺对污染物的去除效率。去除效率。return本章目录本章目录4.4.1 氯化预氧化氯化预氧化 常用的氧化剂有氯气、臭氧和高锰酸钾等。常用的氧化剂有氯气、臭氧和高锰酸钾等。可以用于控制因水源污染产生的微生物和藻可以用于控制因水源污染产生的微生物和藻类在管道或构

19、筑物内的生长，也可以氧化一类在管道或构筑物内的生长，也可以氧化一些有机物，提高混凝效果并减少混凝剂用量些有机物，提高混凝效果并减少混凝剂用量。 但预氯化可能造成出水的毒理学安全性下降，但预氯化可能造成出水的毒理学安全性下降，有些氧化产物不易被常规处理去除，有的甚有些氧化产物不易被常规处理去除，有的甚至可导致水的致突变活性增高。至可导致水的致突变活性增高。return本章目录本章目录4.4.2. 吸附预处理吸附预处理 吸附预处理指利用物质的吸附性能或交吸附预处理指利用物质的吸附性能或交换作用，或改善混凝沉淀效果来去除水换作用，或改善混凝沉淀效果来去除水中污染物的技术，常用的吸附剂主要有中污染物的

20、技术，常用的吸附剂主要有粉末活性炭、粘土等。粉末活性炭、粘土等。return本章目录本章目录4.4.3. 生物预处理生物预处理 生物预处理是利用微生物的生物氧化作生物预处理是利用微生物的生物氧化作用，达到去除水中的有机物、氨氮等污染用，达到去除水中的有机物、氨氮等污染物的目的。生物预处理工艺主要有生物接物的目的。生物预处理工艺主要有生物接触氧化、曝气生物滤池、生物转盘、生物触氧化、曝气生物滤池、生物转盘、生物流化床等。目前，生物接触氧化和曝气生流化床等。目前，生物接触氧化和曝气生物滤池应用较普遍。物滤池应用较普遍。return本章目录本章目录4.4.4. 强化常规工艺强化常规工艺 强化常规工艺

21、是指在传统工艺流程中，强化常规工艺是指在传统工艺流程中，对其中任一工艺环节进行强化或优化，进对其中任一工艺环节进行强化或优化，进一步提高它对水中有机污染物的去除效果。一步提高它对水中有机污染物的去除效果。在常规给水处理工艺的混凝、沉淀、过滤、在常规给水处理工艺的混凝、沉淀、过滤、消毒单元中，主要采用强化混凝技术、强消毒单元中，主要采用强化混凝技术、强化过滤技术、改进消毒方法等。化过滤技术、改进消毒方法等。return本章目录本章目录4.5 水的深度处理技术水的深度处理技术 深度处理技术通常指在常规处理工艺后，深度处理技术通常指在常规处理工艺后，对不能有效去除的污染物或消毒副产物的对不能有效去除

22、的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高饮用水的质量。应前体物加以去除，提高饮用水的质量。应用较为广泛的有臭氧氧化、活性炭吸附、用较为广泛的有臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧活性炭、膜技术、光催化氧化技术等。臭氧活性炭、膜技术、光催化氧化技术等。return本章目录本章目录4.5.1 臭氧氧化臭氧氧化 臭氧是一种强氧化剂，在给水处理中应臭氧是一种强氧化剂，在给水处理中应用历史悠久，最初用作消毒剂，控制色度用历史悠久，最初用作消毒剂，控制色度或嗅味，现在又用于去除水中有机物。由或嗅味，现在又用于去除水中有机物。由于臭氧浓度的限制，不能将水中有机物全于臭氧浓度的限制，不能将水中有机物全部无机化，但可将大分子有机物分解成小部无机化，但可将大分子有机物分解成小分子的中间产物。臭氧预处理的水经氯化分子的中间产物。臭氧预处理的水经氯化消毒后，醛、酮、醇、过氧化物氯化可能消毒后，醛、酮、醇、过氧化物氯化可能产生三卤甲烷（产生三卤甲烷（THMs）等）等“三致三致”物质。物质。本章目录本章目录4.5.2 活性炭吸附和臭氧活性炭活性炭吸附和臭氧活性炭 臭氧活性炭联用深度处理技术，先臭氧臭氧活性炭联用深度处理技术，先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧