污水处理第二章(工业废水的物理处理)

1、第二章第二章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理 第一节第一节 调节池的类型及设计计算调节池的类型及设计计算第二节第二节 离心分离原理与设备离心分离原理与设备第三节第三节 除油装置除油装置第四节第四节 过滤过滤第二章第二章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理 第一节第一节 调节池的类型及设计计算调节池的类型及设计计算一、均量池一、均量池二、均质池二、均质池五、事故池五、事故池三、均化池三、均化池四、间歇均化池四、间歇均化池水量调节池均化水量；实际是一座变水位的贮水池，来水为重力流，出水用泵抽；池中最高水位不高于进水管的设计水位，水深一般为2米左右，最低水位为死水位。 061 21 82 4

2、5 01 0 01 5 06 1 . 0平 均 流 量 曲 线流 量 曲 线 Q = 1 4 6 4 m / d3图 2 - 1 某 厂 废 水 流 量 曲 线某厂废水流量曲线某厂废水流量曲线图解法计算调节池容积：T T小时内所围面积为废水总量小时内所围面积为废水总量W WT T（m m3 3）TtiiTitqW0q qi itti i时段内废水的平均流量，时段内废水的平均流量，m m3 3/h/ht ti i时段时段,h,h周期周期T T内废水平均流量内废水平均流量Q Q（m m3 3/h/h）TtqTWQT0tiiTi某厂废水流量累积曲线某厂废水流量累积曲线061 21 82 4a2 0

3、04 0 06 0 08 0 01 0 0 01 2 0 01 4 0 01 6 0 0Ad6 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00出 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 2 - 1 某 厂 废 水 流 量 累 积 曲 线如图所示：如图所示：（1 1）出水累计曲线）出水累计曲线OAOA，其斜率即为出，其斜率即为出水流量水流量Q Q。（2 2）虚线为调节池中水量变化曲线。）虚线为调节池中水量变化曲线。（3 3）水量调节池的容积确定：）水量调节池的容积确定：V V（m m3 3） V=BD+

4、CEV=BD+CE1.1.普通水质调节池普通水质调节池物料平衡方程物料平衡方程： C C1 1Q QT T+C+C0 0V=CV=C2 2Q QT T+C+C2 2V V式中：式中：QQ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。TT取样间隔时间。取样间隔时间。C C0 0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。VV调节池容积。调节池容积。 假设在一个取样间隔时间内出水浓度假设在一个取样间隔时间内出水浓度

5、C C2 2不变，不变，则每一个取样间隔后的出水浓度为：则每一个取样间隔后的出水浓度为：QVTQVCTCC012 当调节池容积已知时，利用上式可求出各间隔当调节池容积已知时，利用上式可求出各间隔时间的出水污物浓度。参照书中时间的出水污物浓度。参照书中449449页例题。页例题。进水集水出水进水集水出水纵向隔墙横向隔墙配水槽纵向隔墙横向隔墙配水槽穿孔导流槽水质调节池穿孔导流槽水质调节池2.2.穿孔导流槽水质调节池穿孔导流槽水质调节池 同时进入调节池的废水，由同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调于流程长短不同，使前后进入调节池的废水相混合，以均和水质。节池的废水相混合，以均和水质。

6、1.1.原理原理 既均量，又均质；在池中设置搅拌装置，出水泵的流量既均量，又均质；在池中设置搅拌装置，出水泵的流量用仪表控制。如采用表面曝气机或鼓风机曝气时，除可使悬用仪表控制。如采用表面曝气机或鼓风机曝气时，除可使悬浮物不致沉淀和出现厌氧情况外，还可以有预曝气的作用，浮物不致沉淀和出现厌氧情况外，还可以有预曝气的作用，能改进初沉效果，减轻曝气池负荷。能改进初沉效果，减轻曝气池负荷。2.2.相关计算相关计算tiTqiW12tiTqiW12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）方形方形矩形矩形圆形圆形水泵强制循环搅拌水泵强制循环搅拌空气搅拌空气搅

7、拌机械搅拌机械搅拌取有效水深取有效水深1.51.52.0m2.0m，则池面积则池面积有效HWFT可定池宽、池长、可定池宽、池长、分格数、污泥斗分格数、污泥斗尺寸等尺寸等间歇式均化池间歇式均化池 当废水水量规模较小时，可设间歇式贮水池，即间歇贮水、间当废水水量规模较小时，可设间歇式贮水池，即间歇贮水、间歇运行的均化池，池可分为两或三格，交替使用。池中设搅拌装置。歇运行的均化池，池可分为两或三格，交替使用。池中设搅拌装置。这种池型效果最好。这种池型效果最好。事故池事故池 为防止水质出现恶性事故，或发生破坏污水处理厂运行的事故为防止水质出现恶性事故，或发生破坏污水处理厂运行的事故时，设置所谓事故池，

8、贮留事故排水，这是一种变相的均化池。事时，设置所谓事故池，贮留事故排水，这是一种变相的均化池。事故池的进水阀门一般是自动控制，否则无法及时发现事故。这种池故池的进水阀门一般是自动控制，否则无法及时发现事故。这种池平时保证泄空备用。平时保证泄空备用。第二章第二章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理 第二节第二节 离心分离的原理与设备离心分离的原理与设备一、离心分离的原理一、离心分离的原理定义定义原理原理分类分类离心机离心机水力旋流器水力旋流器二、离心分离的设备二、离心分离的设备定义定义：利用高速旋转的物体产生的离心力场以分离废水中的悬浮固体的处理方法。 原理原理：是利用快速旋转所产生的离心力使

9、含有悬浮固体（或乳状油）的废水进行高速旋转，由于悬浮固体和废水的质量不同，因而所受到的离心力也将不同，颗粒受到静离心力，这样悬浮固体和水从各自出口排除，从而使废水得到处理。类型类型：当离心分离设备中分离颗粒密度大于介质密度时，分离颗粒被沉除在离心设备的最外侧 ；而当颗粒密度小于介质密度时，分离颗粒被“浮上”在离心设备最里面，因此离心设备包括离心沉降和离心浮上两种。什么是静离心力？什么是分离因素？什么是静离心力？什么是分离因素？设m和m0分别为废水和固体颗粒的质量，旋转半径为r,角速度为w, 则悬浮固体的净离心力净离心力为：Fc=(m-mFc=(m-m0 0)w)w2 2r r 悬浮固体的净重力

10、为：Fg=(m-mFg=(m-m0 0)g)g 悬浮固体的离心力与重力之比为：a=Fc /Fg =wa=Fc /Fg =w2 2r/gr/g 将w=2n/60代入, 则a=Fc/Fg a=Fc/Fg rnrn2 2/900/900“a”“a”称为分离因素分离因素，其影响因素有： （1）n ，a ，分离效果好； （2）r , a , 分离效果好； （3）密度差（颗粒与水）越大，分离效果越好； （4）颗粒直径与分离效率有关。离心机 是依靠一个可以随转动的圆筒（又称转鼓），在外借传动设备驱动下产生高速旋转，其中液体也随同旋转，由于其中不同密度的组分产生不同的离心力，从而达到分离的目的。 离心机脱水的

11、一般效果见下表。表表4 4 离心机脱水的一般效果离心机脱水的一般效果污泥种类污泥种类原污泥干原污泥干固体浓度固体浓度% %分离液悬分离液悬物浓度物浓度% %泥饼干固泥饼干固体浓度体浓度% %固体回固体回收率收率% %预处理预处理初次沉淀污泥3.830.4935.088.0不需要初次沉淀与活性污泥混合3.610.0620.098.2化学调节初次沉淀与活性污泥混合4.60.2541.395.5热处理初次沉淀与腐殖污泥混合9.570.0522.999.2化学调节初次沉淀与腐殖污泥混合4.80.0858.298.4热处理初次沉淀经消化8.81.4430.088.0不需要初次沉淀与活性污泥经消化3.50

12、.3020.093.0化学调节初次沉淀与腐殖污泥经消化2.790.4422.086.0化学调节初次沉淀与腐殖污泥经消化8.51.1537.989.0化学调节活性污泥2.190.5519.674.2化学调节活性污泥8.20.8438.892.0热处理水力旋流器压压 力力 式式重重 力力 式式 含悬浮物的废水在水泵或其他外加压力的作用下，以切线方向进入旋流器后发生高速旋转，在离心力作用下，固体颗粒物被抛向器壁，并随旋流下降到锥形底部出口。澄清后的废水或含有较细微粒的废水，则形成螺旋上升的内层旋流，由上端中央溢流管排出。 水流在分离器内的旋转靠进出口的水位差压力。废水从切线方向进入器内，造成旋流，在

13、离心力和重力作用下，悬浮颗粒甩向器壁并向器底水池集中，随时水得到净化。第二章第二章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理 第三节第三节 除油装置除油装置一、含油废水的来源及污染特征一、含油废水的来源及污染特征1 1、隔油池、隔油池2 2、除油罐、除油罐二、国内外常见含油废水处理方法二、国内外常见含油废水处理方法三、除油装置三、除油装置四、隔油池的计算四、隔油池的计算一、含油废水的来源及污染特征一、含油废水的来源及污染特征 来源：来源：含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业；肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理车间等废水中都含有很高的油、油脂；在一般的生活污

14、水中，油脂占总有机质的10%，每人每天产生的油脂可按0.015kg估算。 废水中污油的分类：废水中污油的分类：浮油：油珠粒径较大，一般大于100m ，易浮于水面，形成油膜或油层；分散油：油珠粒径一般为10100m ，以微小油珠悬浮于水中，不稳定，静置一定时间后往往形成浮油；乳化油：油珠粒径小于10m ；一般为0.12m ，往往因水中含有表面活性剂使油珠成为稳定的乳化液； 溶解油：油珠粒径比乳化油还小，有的可小到几nm，是溶于水的油微粒。一、含油废水的来源及污染特征一、含油废水的来源及污染特征重力分离法：利用油水两相的密度差及油和水的不互溶性进行分离 聚结法 ( 粗粒化法 ) ：利用油水两相对聚

15、结材料亲和力的不同来进行分离，主要用于分散油的处理。 凝聚法：也就是用絮凝剂除油的方法。 气浮法：通常采用的主要是加压溶气浮选法去除乳化油。 生物法：主要采用活性污泥法和生物滤池法 水力旋流：属于离心沉降，利用不同密度、不互溶的两相在水力旋流器中高速旋转时相对产生的离心力的差异而达到分离的目的。 其它二、国内外常见的含油废水处理方法二、国内外常见的含油废水处理方法三、除油装置三、除油装置隔油池 是利用油类自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油。常用的有平流隔油池和斜板隔油池。除油罐 可去除浮油和分散油。含油废水通过进水管配水室的配水支管和配水头流入除油罐内，在罐内废水自上而下缓慢流动，靠油水的密

16、度差进行油水分离，分离出的废油浮至水面，然后流入集油槽，经过出油管流出。废水则经集水头、集水干管、中心柱管和出水总管流出罐外。平流式隔油池构造：类似于平流式沉淀池。大型隔油池设置刮油刮泥设备，在出水一侧水面上设集油管，上开切口并可转动。池表面覆盖盖板，以防雨、防火和保温。寒冷地区应设加温管。 优点：构造简单，便于运行管理，除油效果稳定。缺点：池体大，占地面积多。 平流式隔油池平流式隔油池构造：采用波纹型斜板，板间距2050mm、倾斜角为450。优点：油水分离效率高，停留时间短，一般不大于30min，占地面积小。所以应用极为广泛。斜板式隔油池斜板式隔油池平流式、平板式和倾斜板式隔油池的特性比较平

17、流式、平板式和倾斜板式隔油池的特性比较项目项目平流式平流式倾斜板式倾斜板式除油效率%60707080占地面积（处理量相同时）11/31/4可能除去的最小油滴粒径m 10015060最小油滴的浮上速度mm/s0.90.2分离油的去除方式刮板及集油管集油集油管集油泥渣除去方式刮泥机将泥渣集中到泥渣斗重力排泥平行板的清洗没有定期清洗防火防臭措施浮油与大气相通，有着火危险，臭气散发有着火危险，臭气比较少附属设备刮油刮泥机没有基建费低较低四、隔油池的计算四、隔油池的计算按油粒上浮速度计算法hmuhmQmAAuQ/6,/32油珠的设计上浮速度，见表动状况有关池容积利用率和水流紊系数，该值与对隔油池表面积的

18、修正废水设计流量，隔油池表面积，hmuhmQmAAuQ/6,/32油珠的设计上浮速度，见表动状况有关池容积利用率和水流紊系数，该值与对隔油池表面积的修正废水设计流量，隔油池表面积，值与速度比（v/u）的关系:v/u201510631.741.641.441.371.28注：V为水流流速；设计上浮速度U可由废水静浮试验确定或按经验公式计算。四、隔油池的计算四、隔油池的计算按油粒上浮速度计算法斯笃克斯公式：LmgSscmgsPacmdcmgscmduduSSOWOWg/95.00.1/./,/)(24241048.010423218废水中悬浮物浓度，值可取，的颗粒碰撞的阻力系数考虑废水悬浮物引起系

19、数，一般取废水油珠非圆形的修正重力加速度，水的绝对粘滞性系数，可上浮最小油珠的粒径，分别为水与油珠的密度的油珠的上浮速度，静止水中，直径为LmgSscmgsPacmdcmgscmduduSSOWOWg/95.00.1/./,/)(24241048.010423218废水中悬浮物浓度，值可取，的颗粒碰撞的阻力系数考虑废水悬浮物引起系数，一般取废水油珠非圆形的修正重力加速度，水的绝对粘滞性系数，可上浮最小油珠的粒径，分别为水与油珠的密度的油珠的上浮速度，静止水中，直径为四、隔油池的计算四、隔油池的计算按油粒上浮速度计算法隔油池的过水断面面积）（一般为但不宜大于一般取流速，废水在隔油池中的水平过水端

20、面面积，smmsmmuvhmvmAAcvQc/52/15,15,/2）（一般为但不宜大于一般取流速，废水在隔油池中的水平过水端面面积，smmsmmuvhmvmAAcvQc/52/15,15, /2隔油池每个格间的有效水深和池宽比（h/b），宜取0.3-0.4。有效水深一般为1.5-2.0M,隔油池的长度L 为hLuv)(隔油池每个格间的长宽比L/b，不宜小于4.0。四、隔油池的计算四、隔油池的计算按废水停留时间计算法mmhhhHHvtLLmhmbnnsmmvAAhhthmQQtWWhbAvQccc4 . 06 . 32,:/,0 . 25 . 1/.6 . 33超高，一般不小于池水面以上的池壁

21、：隔油池建筑高度：隔油池的有效长度。数不得小于按规定，隔油池的格间隔油池工作水深隔油池每个格间的宽度隔油池格间数流速废水在隔油池中的水平：隔油池的过水面积，一般取停留时间，废水在隔油池内的设计隔油池设计流量，：隔油池的总容积第二章第二章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理 第四节第四节 过滤过滤一、过滤的作用一、过滤的作用1 1、迁移机理、迁移机理2 2、附着机理、附着机理3 3、脱落机理、脱落机理二、滤池的构造与工作过程二、滤池的构造与工作过程三、滤料与承托层三、滤料与承托层四、过滤机理四、过滤机理一、过滤的作用一、过滤的作用进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质，显著降低出水的悬浮

22、物含量和浊度，能使出水晶莹透明，为出水的安全回用提供保证。进一步降低出水的BOD、COD值，对重金属、细菌、病毒有很高的去除率。去除化学絮凝过程产生的铁盐、铝盐、石灰等沉积物。去除化学法除磷时水中不溶性磷。在活性炭吸附或离子交换之前，作为预处理设施，可提高后续处理装置的安全性和处理效率。在深度处理厂中，过滤能克服生物和化学处理的不规则性，从而提高回用的连续性和可靠性。通过进一步去除废水中污染物质，可以减少后续的消毒费用。二、滤池的构造与工作过程二、滤池的构造与工作过程普通快滤池构造普通快滤池构造 快滤池一般用钢筋混凝土建造，它内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；它外有集中管廊，配有进水管、出

23、水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。二、滤池的构造与工作过程二、滤池的构造与工作过程普通快滤池工作过程普通快滤池工作过程 过滤时，加入凝聚剂的浑水自进水管经集水渠、排水槽进入滤池，自上而下穿过滤料层、垫料层，由配水系统收集，并经出水管排出此时开F1、F2，关F3、F4、F5。经过一段时间过滤，滤料层截留的悬浮物数量增加；滤层孔隙率减小，使孔隙水流速增大，其结果一方面造成过滤阻力增大，另一方面水流对孔隙中截留的杂质冲刷力增大，使出水水质变差。当水头损失超过允许值，或者出水的悬浮物浓度超过规定值，过滤即应终止，进行滤他反冲洗。反冲洗时，开F3、F4，关F1、F2。反冲洗水由冲洗水管经配水系统

24、过入滤池，由下而上穿过垫料层，滤料层，最后由排水槽经集水渠排出。反冲洗完毕，又进入下一过滤周期滤料滤料1、要求：（1）粒径是影响滤料过滤操作的基本特征，不宜过大也不宜过小；（2）滤料耐腐蚀性强；滤料必须具有较高的耐腐蚀性，这样能减少滤料在反冲洗后期或挂膜量少时的磨损程度； （3）滤料的机械强度好，成本低。2、种类： 石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石、聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料等，其中以石英砂使用最广。三、滤料与承托层三、滤料与承托层作用：阻挡滤料进入配水系统；均匀配水（反冲洗时）；主要配合大阻力配水系统而使用。要求承托层是一种反滤料层结构承托层承托层大理石无烟煤石英砂石榴石发泡塑料纤维球四、过滤机理四、过滤机理 1.1.迁移机理迁移机理筛滤 比滤层孔隙大的颗粒被机械筛分，截留于过滤表面上，然后这些被截留的颗粒形成孔隙更小的滤饼层，使过滤水头增加，甚至发生堵塞。拦截 随流线流动的小颗粒，在流线会聚处与滤料表面接触。其去除概率与颗粒直径的平方成正比，