第二章 污水物理处理 (2)

1、水污染控制工程水污染控制工程四川师范大学四川师范大学刘咏刘咏 范璐范璐七、水体的自净作用及水质模型七、水体的自净作用及水质模型1.水体的自净作用 水体的自净作用是指污染物排入水体后，经过物理、化学与生物化学的作用，使污染物的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全地恢复原状的现象。 水体所具备的这种能力称为水体自净能力或者自净容量。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、混合、沉淀、挥发化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用1.水体的自净作用关于物理净化、化学净化和生物净化作用请详见教材P21-23水环境容量（自净容量）水环境容量（自净容量）= 差值容量差值容量+

2、+同化容量同化容量1.水体的自净作用物理净化污水排入河流之后的混合过程，可以将其划分为三个阶段：物理净化污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用横向混合阶段：当深

3、度上达到浓度分布均匀后，在横横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。度将不断减少。持久污染物的稀释扩散 当持

4、久性污染物随污水稳态排入河流后，经过混合过程达到充分混合阶段时，污染物浓度可由质量守恒原理得出河流完全混合模式：式中：C排放口下游河水的污染物浓度；Cw，Qw污水的污染物浓度和流量； Ch，Qh上游河水的污染物浓度和流量。hwhhwwQQQCQCC水质模型的分类方法（按水体运动的空间）： 零维模型 一维模型 二维模型 三维模型水质基本模型简介氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。河流的耗氧速率：菲尔普斯方程LKtL1ddtKLL1e0t河流的复氧速率：DKtD2dd某点处的氧不足量变化速率是该处耗氧速率和复氧速率之和：DKLKtD21dd

5、 求解得某点的亏氧量：DtD0eK2tK1L0K1K2(10K1t10K2t) 到达氧垂点时间dCD /dt=0：tklnK2K11D0K2K1()K1L0K2K1菲尔普斯方程菲尔普斯方程的工程意义菲尔普斯方程的工程意义1、用于分析受有机物污染的河水中溶解氧的变化动态，推求河流的自净过程及其环境容量，进而确定可排入河流的有机物最大限量；2、推算确定氧垂点的位置及到达时间，并依此制定河流水体防护措施；3、可用于确定污水处理厂的处理程度。P40例例【 【2-4】 】：注意：注意：1. DO=4 mg/L为河流允许最低为河流允许最低DO值；值； 2. k1、k2值可通过查表获得；值可通过查表获得；

6、3. 用试算法解方程，用试算法解方程，L0取值取值15 mg/L； 4. Q混混 = Q总总 * 混合系数（混合系数（）; 5. 环境容量环境容量 = 差值容量差值容量+ 同化容量同化容量菲尔普斯方程菲尔普斯方程例题学习例题学习八、污水出路八、污水出路污水的污水的最终出路最终出路排放水体排放水体 工农业利用工农业利用地下水回灌地下水回灌污水综合排放标准GB89781996城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 189182002 海洋水质量标准GB3097地表水环境质量标准GB 38382002 污污水水排排放放水水体体的的限限制制 对人体健康不应产生不良影响； 对环境质量和生态系统不应产生不良影

7、响； 应符合应用对象对水质的要求或标准； 应为使用者和公众所接受； 回用系统在技术上可行，操作简便； 价格应比自来水低廉； 应有安全使用的保障。污水回用应满足的要求污水回用应满足的要求城城市市污污水水回回用用的的几几个个方方面面城市生活用水和市政用水农业、林业、渔业和畜牧业地下水回灌其他方面工 业城市绿地灌溉供 水市政与建筑用水城 市 景 观工艺生产用水冷 却 用 水锅炉补充水其他杂用水九、污水处理基本方法与系统九、污水处理基本方法与系统1. 1. 污水处理方法及分类污水处理方法及分类按作用原理分： 物理处理法：通过物理作用分离、回收不溶解呈悬浮状态的污染物； 化学处理法：通过化学反应去除呈溶

8、解、胶体状态的污染物； 生物处理法：通过微生物的代谢作用，去除呈溶液、胶体及微细悬浮状态的有机物。1. 1. 污水处理方法及分类污水处理方法及分类按对污染物实施的作用分： 分离法：通过各种外力作用，把有害物从废水中分离出来； 转化法：通过化学或生化的作用，使其转化为无害的物质或可分离的物质，后者再经过分离予以除去；污染物存在形式分离法离子态离子交换法、电解法、电渗析法、离子吸附法、离子浮选法分子态萃取法、结晶法、精馏法、吸附法、浮选法、反渗透法、蒸发法胶体混凝法、气浮法、吸附法、过滤法悬浮物 重力分离法、离心分离法、磁力分离法、筛滤法、气浮法表5-1 分离法分类一览表表5-2 转化法分类一览表

9、方法原理转化方法化学转化中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法生物转化活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等 一级处理（预处理）：去除呈悬浮状态的固体污染物，对废水进行调节以便其排入受纳水体或二级处理装置。 二级处理：去除呈溶解、胶体状态的大量有机物或其它污染物。 三级处理：去除二级处理未能去除的污染物。1.21.2污水处理的分级（按废水处理的程度）污水处理的分级（按废水处理的程度）城市污水处理厂的典型流程城市污水处理厂的典型流程污泥回流原废水粗细格栅进水泵房沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池出水泥饼外运集泥井污泥回流泵房污泥浓缩池一级消化池二级消化池污泥脱水机房空气Cl2或其它消毒剂絮凝剂上清

10、液回流二级处理二级处理一级处理一级处理三级处理三级处理第二章第二章 污水的物理处理污水的物理处理四川师范大学四川师范大学范璐范璐城市污水处理厂典型流程城市污水处理厂典型流程去除对象去除对象是漂浮物、悬浮物质。是漂浮物、悬浮物质。处理方法与设备：处理方法与设备：筛滤截留法：筛网、格栅、滤池与微滤机等；筛滤截留法：筛网、格栅、滤池与微滤机等；重力分离法：沉砂池、隔油池与气浮池等；重力分离法：沉砂池、隔油池与气浮池等；离心分离法：离心机与旋流分离器等。离心分离法：离心机与旋流分离器等。第二章第二章 污水的物理处理污水的物理处理第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网1.格g栅zh由一组平行的金属栅条和筛网

11、制成，安装在由一组平行的金属栅条和筛网制成，安装在污水渠道污水渠道/ /泵房集水井的进口处或污水处理厂的泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。格栅的分类格栅的分类第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网按形状按形状平面格栅平面格栅曲面格栅曲面格栅固定曲面格栅固定曲面格栅旋转鼓筒式格栅旋转鼓筒式格栅1. 阅读教材阅读教材54-55页，思考平面格栅的组成、基本形式、页，思考平面格栅的组成、基本形式、基本参数与尺寸、安装方式和尺寸有哪些？基本参数与尺寸、安装方式和尺寸有哪些？2. 阅读教材阅读教材55-56页，思考曲面格栅的分类、构造、和工

12、页，思考曲面格栅的分类、构造、和工作原理分别是什么？作原理分别是什么？第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网平面格栅曲面格栅格栅的分类格栅的分类第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网按格栅栅条按格栅栅条的净间隙的净间隙细格栅：细格栅：310 mm中格栅：中格栅：1040 mm粗格栅：粗格栅：50100 mm格栅的设置一道中格栅一道中格栅一道粗格栅和一道中格栅一道粗格栅和一道中格栅一道中格栅和一道细格栅一道中格栅和一道细格栅一道粗格栅和一道细格栅一道粗格栅和一道细格栅第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网按清渣方式按清渣方式人工清渣格栅人工清渣格栅机械清渣格栅机械清渣格栅（栅渣量（栅渣量0.2m3/d）固定

13、式固定式清渣机清渣机活动清活动清渣机渣机回转耙式回转耙式清渣机清渣机第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网 粗格栅粗格栅第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网 细格栅细格栅第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网 弧形格栅除污机弧形格栅除污机第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网格栅的设计参数污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：(1)污水处理系统前，采用机械清除时为污水处理系统前，采用机械清除时为16100mm，采，采用人工清除时为用人工清除

14、时为25100mm；(2)水泵前，应根据水泵要求确定；水泵前，应根据水泵要求确定；3. 污水过栅流速宜采用污水过栅流速宜采用0.61.0m/s。除转鼓式格栅外，。除转鼓式格栅外，机械清除格栅倾角宜采用机械清除格栅倾角宜采用6090；人工清除宜采；人工清除宜采用用3060。4 4. . 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。，工作平台上应有安全和冲洗设施。5. 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时

15、不应小于面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除，采用人工清除时不应小于时不应小于1.2m。6. 栅渣通过机械破碎输送，压榨脱水后外运。栅渣输送宜采栅渣通过机械破碎输送，压榨脱水后外运。栅渣输送宜采用螺旋输送机，输送距离大于用螺旋输送机，输送距离大于8.0m 宜采用带式输送机。宜采用带式输送机。格栅的设计参数第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网7 7. . 格栅除污机、输送机与压榨脱水机的进出料口宜采用密格栅除污机、输送机与压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。8 8. . 格栅间应设置通风设施及有

16、毒有害气体的检测与报警装格栅间应设置通风设施及有毒有害气体的检测与报警装置。置。9 9. . 栅渣量栅渣量1 10.0. 过栅水头损失过栅水头损失格栅的设计参数第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网格栅的计算通过格栅的水头损失h1的计算：h1h0kh0 xv22gsina h0-计算水头损失，m； v-污水流经格栅的速度，m/s； -阻力系数，其值与格栅栅条的断面几何形状有关， =（S/e）4/3；-格栅的放置倾角； g-重力加速度，m/s2； k-考虑到由于格栅受污染物堵塞后，格栅阻力增大的系数。第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网 1.格栅的间隙数量n可由下 式

17、决定： 式中：qvmax-最大设计流 量，m3/s； d-栅条间距，m； h-栅前水深，m； v-污水流经格栅的速 度，m/s 2.格栅的建筑宽度B由下式决定 式中：B-格栅的建筑宽度，m s-栅条宽度，m 3.栅后槽的总高度H由下式决定 式中：h-栅前水深，m； h2-格栅的水头损失，m； h1-格栅前渠道超高。)(/sinmax个vhdqvnaBs(n1)dn(m)Hhh1h2第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网 4.格栅的总建筑长度L由下式决定 式中：l1-进水渠道渐宽部位的长度，m； 其中：B-进水渠道宽度m； 1-进水渠道渐宽部位的展开角度； l2-格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长

18、度； H1-格栅前的渠道深度，m。5.每日栅渣量W由下式决定 式中： W1-栅渣量，m3/103m3污水； KZ-生活污水流量总变化系数。Ll1l21.00.5H1/tg a(m)l1BB12tg a1WQvmaxW186400KZ1000(m3/d)第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网格栅的设计格栅的设计例题学习例题学习重要参数的取值依据：安装倾角()一般取6070栅前水深(h)一般取0.30.5 m栅条间距宽(e)：粗：50100 mm; 中：1040 mm; 细：310 mm水流过栅流速(v)一般取0.61.0m/s格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数(k)一

19、般采用3栅前渠道超高(h2)一般采用0.3m进水渠道渐宽部分的展开角度(1)一般为20阻力系数计算公式中，当为矩形断面时，=2.42，栅条厚度(S)=10 mm栅渣量(W1)：0.1-0.01 m3/103m3污水第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网2. 筛网筛网作用：作用：主要去除废水中的细小纤维、藻类等。主要去除废水中的细小纤维、藻类等。种类：种类：振动筛网、水力筛网、转盘式筛网等。振动筛网、水力筛网、转盘式筛网等。第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网振动筛网振动筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网水力筛网水力筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网转筒筛网转筒筛网第一节第一节 格栅与筛网格栅

20、与筛网3. 栅（筛）渣的处置方法栅（筛）渣的处置方法填埋填埋焚烧焚烧堆肥堆肥粉碎后返回污水处理系统，作为可沉固定粉碎后返回污水处理系统，作为可沉固定进入初沉池进入初沉池第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网3. 调节池调节池 第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网调节池的作用调节池的作用 提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化； 控制pH值，以减小中和作用的化学品的用量； 减小对物理化学处理系统的流量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额； 当工厂停产时，仍能对生物处理系统继续输入废水； 防止高浓度有毒物质进入生物处理系统。调节池的分类调节池的分类调节池根据功能分：水量调节池水质

21、调节池综合调节池事故调节池第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网水量调节水量调节均量池均量池线内调节线内调节水量调节水量调节均量池均量池线内调节线内调节第一节第一节 格栅与筛网格栅与筛网水量调节水量调节均量池均量池线外调节线外调节水量调节水量调节均量池均量池两种调节方式的优缺点：两种调节方式的优缺点：水质调节的任务： 对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀。水质调节的基本方法：（1）利用外加动力强制调节（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）（2）利用差流方式进行自身水力混合水质调节水质调节均质池均质池水质调节水质调节均质池均质池水质调节水质调节均质池均质池第第二二节节 沉淀的基础理论沉

22、淀的基础理论沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀的作用： 废水的预处理 污水进入生物处理构筑物前的初步处理 生物处理后的固液分离 污泥浓缩自由沉淀悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度较高（50

23、00mg/L以上）；颗粒的沉将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。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。 式中：A运动方向的面积运动方向的面积 牛顿无因次阻力系数：牛顿无因次阻力系数： =f(Re) s颗粒沉降速度颗粒沉降速度 当受力平衡时，沉速变为当受力平衡时，沉速变为s（最终沉降速度）（最终沉降速度）gVmgFsggVFlf22slduAF沉降动力学 :颗粒

24、受力情况分析2/13)(4llssdg对于球形颗粒：对于球形颗粒： 层流区（层流区（stokes区）区）: sg(sl)18d2dAV32Re24lsdRe沉降试验和沉降曲线沉降试验和沉降曲线自由沉降试验及沉降曲线自由沉降试验及沉降曲线絮凝沉降试验及沉降曲线絮凝沉降试验及沉降曲线沉降曲线沉降曲线：根据废水沉淀试验的结果，绘制出各种参数间的关系曲线，它们能够比较具体和形象地反映废水的沉淀性能，是沉淀处理构筑物设计的基本资料。自由沉降试验及沉降曲线自由沉降试验及沉降曲线 1.1 试验装置试验装置1.3 Camp图解积分法及沉降曲线图解积分法及沉降曲线 1.2 常规计算法及沉降曲线常规计算法及沉降曲

25、线 H H0 0=1.5=1.52.0m2.0m100mm100mm试验装置示意图试验装置示意图常规计算法常规计算法( (数据记录与处理数据记录与处理) )tt0t1t2t3titnHH0H0H0 h1H0 hi-1 CC0C1C2C3CiCnEEC0CiC0100%iHti常规计算法常规计算法( (由数据绘制沉降曲线由数据绘制沉降曲线) )E沉降时间，t (min)图图3-1 E-t曲线曲线最小沉速，uE图图3-2 E- u曲线曲线Camp图解积分法图解积分法 给定的沉降时间给定的沉降时间t内：内： 对于对于0的的颗粒全部除去颗粒全部除去 对于对于0的颗粒可被部分去除。的颗粒可被部分去除。对

26、于对于0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是的颗粒，可去除部分所占比例是多少？去除率是多少？多少？Camp图解法基本依据：对于一个指定的沉降时间图解法基本依据：对于一个指定的沉降时间t，可由，可由u=H/t求得相应得沉降速度求得相应得沉降速度0。对于具有沉速。对于具有沉速0的固体颗粒，的固体颗粒，在在t时间内能全部被除去；对于沉速时间内能全部被除去；对于沉速0的颗粒，则只能部分被的颗粒，则只能部分被除去。总沉降效率除去。总沉降效率ET为上述两种颗粒的去除率之和。为上述两种颗粒的去除率之和。 H H h hCampCamp图解积分法图解积分法设设 0的某一微小粒径范围的颗粒所占的某一微小粒

27、径范围的颗粒所占SS总量的百分率用总量的百分率用dp表示。表示。对于对于 0的颗粒，其中可去的颗粒，其中可去除部分所占比例为：除部分所占比例为：hHh/tH/tt0则这种粒径范围的颗粒中能被除去的部分占则这种粒径范围的颗粒中能被除去的部分占SS总总量的分率为：量的分率为：dp0对于全部对于全部0颗粒群体，可去除部分为：颗粒群体，可去除部分为：1u0u 0 p0tdpCamp图解积分法图解积分法%10000CCCEi0部分颗粒所占百分率为部分颗粒所占百分率为1 p0 则，总沉降效率为则，总沉降效率为ET ： dpuupEpT0 0 00)1 (同常规计算法公式比较同常规计算法公式比较Camp图解

28、积分法图解积分法(由数据绘制沉降曲线由数据绘制沉降曲线) )E沉降时间，t (min)E-t曲线曲线最小沉速，EE- u曲线曲线ET-tE-tET- E- 例、某废水静置沉淀试验数据如下表所示。试验有效水深H=1.2m。试求各沉淀时间的颗料去除率。沉淀时间沉淀时间t/min01530456090180Pi=ci/c010.960.810.620.460.230.06表观去除率表观去除率E=1-pi00.040.190.380.540.770.94u=H/t/(cm/min)842.6721.330.67(ET)0.3440.5760.7470.8160.9090.976絮凝沉降试验及沉降曲线絮

29、凝沉降试验及沉降曲线 絮凝沉降的特点：颗粒的形状颗粒的形状d d、在沉降过程中改变；、在沉降过程中改变；浓度上稀下浓；浓度上稀下浓；SSSS浓度随水深度变化而变浓度随水深度变化而变化，且呈现非线性变化。化，且呈现非线性变化。u随随d 而增大。而增大。絮凝沉降试验絮凝沉降试验 装置：装置：140150mm H=2.02.5m 45个取样口，间距个取样口，间距500mm 取样：取样：C0由由t=0时中间取样口采集时中间取样口采集t1、t2、ti、tn时，同时从各取样口取水样（两份，时，同时从各取样口取水样（两份，求平均浓度），用以确定不同时间、不同水深处残留的求平均浓度），用以确定不同时间、不同水

30、深处残留的SS浓度浓度C1、C2、Ci、Cn。 绘图：绘图：例如：例如：0.5m、1.0m、1.5m处各有一取样口，按设定的处各有一取样口，按设定的时间序列同时取样，并计算时间序列同时取样，并计算Et。 沉降时间， t (min)0.5m1.5m工 作 水 深 (m)沉降时间， t (min)10 20 30 40 50 60Et- -t 曲线曲线SS等去除率曲线等去除率曲线Et1.0m理想沉淀池理想沉淀池 1、Hazen和和Camp提出这一概念。其假设条件是：提出这一概念。其假设条件是：（ （1） ）在沉淀池各过流断面上，各点处水都以流速在沉淀池各过流断面上，各点处水都以流速V作水平运动作水

31、平运动。 。（ （2） ）进水中进水中SS颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速等于水的水颗粒沿水深呈均匀分布，其水平分速等于水的水平流速，并从竖直分速平流速，并从竖直分速u匀速下沉；匀速下沉；（ （3） ）颗粒一经沉到水底再不重新浮起（即认为沉到底部即颗粒一经沉到水底再不重新浮起（即认为沉到底部即视为被去除）视为被去除）入 流 区出 流 区污泥区理想沉淀池示意图理想沉淀池示意图 沉降线为未被去除颗粒沉降线为未被去除颗粒； ； 为刚好为刚好100%去除颗粒；去除颗粒； 为可部分去除颗粒；为可部分去除颗粒； 为可全部去除颗粒为可全部去除颗粒。 。沉淀区同样地有：ET(1p0)hHdp 0 P0(1p0

32、)uu0dp 0 P0可见，静沉试验所得到的沉降规律也可适用于理想沉淀池。可见，静沉试验所得到的沉降规律也可适用于理想沉淀池。表面负荷表面负荷qAQBHLQHLvHtHu.0 q在数值上等于最小沉降速度；在数值上等于最小沉降速度； q，ET； 在离散型沉降中，当处理水量为定值时，处理效率在离散型沉降中，当处理水量为定值时，处理效率ET 仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。仅是沉降区表面积的函数，而与水深无关。A，q0， 则则ET。 实际沉淀池实际沉淀池 在实际沉淀池，理想沉淀池的假设是不存在的，颗粒在实际沉淀池，理想沉淀池的假设是不存在的，颗粒的运动是不规则运动。的运动是不规则运动。 q(1

33、1.2511.75)u00)0 . 25 . 1 (tt对于絮凝沉降对于絮凝沉降颗粒之间并聚变大，或颗粒之间并聚变大，或s变大，变大，u u也会之变大。也会之变大。其运动轨迹发生其运动轨迹发生变化：变化： 入 流 区出 流 区污泥区絮凝沉降颗粒运动轨迹絮凝沉降颗粒运动轨迹但是，为保守起见，沉降效率依然按照：但是，为保守起见，沉降效率依然按照：进行计算。进行计算。 0 0 00)1 (PTdpuupE沉砂池的作用：利用自然沉降作用，去除水中砂粒或其他比较重的无机颗粒的构筑物，以避免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的原理：以重力分离或离心分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋转流速，使相对

34、密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水带走。沉砂池的分类：平流式沉砂池，曝气沉砂池，多尔沉砂池和旋流沉砂池第四节第四节 沉砂池沉砂池平流沉砂池平流沉砂池设计参数平流沉砂池的设计，应符合下列要求：流量流量Q：按：按Qmax设计；自流时，按最大流量；泵输送时，按泵的设计；自流时，按最大流量；泵输送时，按泵的最大组合流量最大组合流量分格数分格数n：n2水平流速水平流速v：0.150.3m/s停留时间：停留时间：t3060s有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。平流沉砂池的设计计算平流沉砂池的设计计算设计参数平流沉砂池的设计，应符合下列要求：砂斗的设计容积：排砂量周期为砂斗的设计容积

35、：排砂量周期为2d，斗壁与水平的倾角为，斗壁与水平的倾角为55-60，斗高不超过斗高不超过0.3m;生活污水每人每天按生活污水每人每天按0.010.02L计算，城市污水按每计算，城市污水按每1m3的污水砂的污水砂量量0.03L，沉砂含水率约为，沉砂含水率约为60%。容重为。容重为1.5t/m3;贮泥斗下底宽贮泥斗下底宽b1=0.5m贮砂斗池底坡度为贮砂斗池底坡度为0.06贮砂斗高为贮砂斗高为0.35m平流沉砂池的设计计算平流沉砂池的设计计算 3.池总宽度b 式中： h2设计有效水深。 4.贮砂斗所需容积V式中: X城市污水的沉砂量, 一般采用30m3/ (106m3污水）; T排砂时间的间隔,

36、d; kz 生活污水流量的总 变化系数。平 流 式 沉 砂 池 的 计 算 公 式 1.长度L 式中：v最大设计流量时 的速度，m/s； t最大设计流量时 的停留时间, s。 2.水流断面面积A式中：qvmax最大设计流 量，m3/s。vtL=vqA/=maxv2hAb/=610k86400XTqVzvmax= 7.池总高度h式中: h1超高，m； h2有效水深,m; h3贮砂斗高度,m。8.核算最小流速vmin 式中:qvmin 设计最小流量， m3/s； n1最小流量时工作 的沉砂池数目; Amin 最小流量时沉砂 池中的水 流断面 面积，m2。平 流 式 沉 砂 池 的 计 算 公 式

37、5.贮砂斗个部分尺寸计算 设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为60；则贮砂斗的上口宽b2为： 贮砂斗的容积V1： 式中:h3 贮砂斗高度，m； S1，S2 贮砂斗上口和下口 的面积。6.贮砂室的高度h3 设采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，则132b60h2b+=tg)+(=21213311SSSShV321hhhh+=minminmin/=Anqv1v2/) -2-(06.006.023233bbLhlhh控制设计简介 例题 已知某城市污水处理厂的最大设计污水量为qvmax=0.2m3/s,最小设计流量为qvmin=0.1m3/s ，Kz=1.50，求沉砂池各部分尺寸。解

38、决沉砂池存在的问题：解决沉砂池存在的问题：砂中含有机物；对砂中含有机物；对被有机物包覆的砂粒截留效率不高。被有机物包覆的砂粒截留效率不高。 曝气的作用曝气的作用是使有机物处于悬浮；砂粒摩擦及是使有机物处于悬浮；砂粒摩擦及在气体剪切力和紊动条件下，去除其附着的有机在气体剪切力和紊动条件下，去除其附着的有机污染物。污染物。曝气沉砂池曝气沉砂池阅读教材P74，思考下列问题 1、与平流式沉砂池相比，曝气沉砂池在构造上有什么特点？ 2、水在曝气沉砂池中的运动形式有几种？ 3、旋流是由什么形成的？ 4、曝气沉砂池中通过什么作用来分离无机砂粒的？ （2）设计计算）设计计算 A、设计参数、设计参数 1水平流速

39、为水平流速为0.1m/s； 2 最高时流量的停留时间为最高时流量的停留时间为13min； 3 有效水深为有效水深为2.03.0m，宽深比为，宽深比为11.5； 4处理每处理每m3污水的曝气量为污水的曝气量为0.10.2m3空气；空气； 5 进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向竖直并宜设置挡板。水方向竖直并宜设置挡板。 （3）计算公式）计算公式旋流沉砂池 离心力的作用实现砂水分离。 阅读教材P77思考下列问题 1、钟式沉砂池由哪几部分组成？ 2、钟式沉砂池的除砂原理是什么？ 3、沉下来的砂是通过什么方式排走的？ 4、钟式沉砂池各部分的尺寸

40、可由什么来确定？按工艺布置分生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分初次沉淀池二次沉淀池第五节第五节 沉淀池沉淀池沉淀池的分类按水流方向分平流式辐流式竖流式池型：长方形一端进水,另一端出水贮泥斗在池进口池内水流由下向上池内水流向四周辐流池型:多为圆形, 有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央沉淀池的分类沉淀池三种流态沉淀池三种流态池型池型优点优点缺点缺点适用条件适用条件平流式平流式1. 对冲击负荷和温对冲击负荷和温度变化的适应能度变化的适应能力较强；力较强；2. 施工简单，造价低施工简单，造价低采用多斗排泥，每个泥斗采用

41、多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械操作工作量大，采用机械排泥，机件设备和驱动件排泥，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀均浸于水中，易锈蚀1. 适用地下水位较高适用地下水位较高及地质较差的地区；及地质较差的地区；2. 适用于大、中、小适用于大、中、小型污水处理厂型污水处理厂竖流式竖流式1. 排泥方便，管理简排泥方便，管理简单；单；2. 占地面积较小占地面积较小1. 池深度大，施工困难；池深度大，施工困难；2. 对冲击负荷和温度变化对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；的适应能力较差；3. 造价较高；造价较高；4. 池径不宜太大池径不宜太大适用于

42、处理水量不大适用于处理水量不大的小型污水处理厂的小型污水处理厂辐流式辐流式1. 采用机械排泥，运采用机械排泥，运行较好，管理较简单；行较好，管理较简单；2. 排泥设备已有定型排泥设备已有定型产品产品1. 池水水流速度不稳定；池水水流速度不稳定；2. 机械排泥设备复杂，对机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高施工质量要求较高1. 适用于地下水位较适用于地下水位较高的地区；高的地区；2. 适用于大、中型污适用于大、中型污水处理厂水处理厂 沉淀池由五部分组成： 流入区、流出区、沉淀区、缓冲区和污泥区连续式 污水中可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成，这时可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作

43、用污水连续不断地流入与排出 污水中可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程，由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作过程：进水、静止、沉淀、排水间歇式 1.设计流量 当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量。在合流制系统中,应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。 2.沉淀池的个数 对于城市污水厂，沉淀池的个数不应少于2个。 3.沉淀池的经验设计参数 对于城市污水处理厂，如无污水沉淀性能的实测资料时，可参照表10-8的经验参数选用。 4.沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系沉淀池的一般设计原则及参数若无沉淀数

44、据可选取手册设计参数。若无沉淀数据可选取手册设计参数。 5.沉淀池的几何尺寸 池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m（若有刮泥板，则应高出刮泥板0.3m）；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60，圆斗不宜小于55；排泥管直径不小于200mm。 6.沉淀池出水部分 一般采用堰流, 在堰口保持水平。出水堰的负荷:对初沉池, 应不大于2.9L/(sm); 对二次沉淀池, 一般取1.52.9 L/(sm)。 亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。 7.贮泥斗的容积 一般按不大于2d的污泥量计算。对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2h计。 8.排泥部分 沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初

45、次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83 kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池应不小于11.77 kPa（1.2mH2O）。沉淀池的一般设计原则及参数沉淀池的一般设计原则及参数1. 平流式沉淀池平流式沉淀池 平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一端流平流式沉淀池是废水从池的一端进入，从另一端流处，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长方形，可处，水流在池内作水平运动，池平面形状呈长方形，可以是单个或多个串联。以是单个或多个串联。构造和工作原理构造和工作原理 进水区、出水区、沉淀区、缓冲区、污泥区进水区、出水区、沉淀区、缓冲区、污泥区优缺点及其

46、适用条件优缺点及其适用条件 进水区进水区 进水区的作用进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上，是使水流均匀分布在整个断面上，尽可能减少扰动。尽可能减少扰动。 入口流速小于入口流速小于25mm/s25mm/s。 为了保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流入为了保证不冲刷已有的底部沉积物，水的流入点应高出污泥层面点应高出污泥层面0.5m0.5m以上。以上。 水流入沉淀池后应尽快消能，防止在池内形成水流入沉淀池后应尽快消能，防止在池内形成短流或股流。短流或股流。设置整流装置。设置整流装置。 沉淀池进口整流沉淀池进口整流多采用穿孔槽外加挡板（或穿多采用穿孔槽外加挡板（或穿孔墙）的方法，沉淀池进水口布置形式如图示孔墙）的方法，沉淀池进水口布置形式如图示： 沉沉淀区淀区沉淀区的高度沉淀区的高度（有效水深有效水深H）与其前后有关处理构）与其前后有关处理构筑物的高程布置有关，一般约筑物的高程布置有关，一般约3-4m。 沉淀区的长、宽、深之间相互关联，应综合考沉淀区的长、