污水废水处理设施运营第三章物理化学法

1、第三章第三章 物理化学法物理化学法 第一部分第一部分 物理法物理法 第二部分第二部分 化学法化学法 第三部分第三部分 物理化学法物理化学法废水物理处理法废水物理处理法 通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜、大颗粒油珠）的方法。处理过程中，污染物的化学性质不发生变化。 重力分离法，其处理单元有沉淀、气浮（上浮）等，使用的处理设备是沉淀池、沉砂池、隔油池、气浮池及其附属装置等。 离心分离法，其本身是一种处理单元，使用设备有离心分离机、水力旋转分离器等。 筛滤截留法，有栅筛截留和过滤两种处理单元，前者使用格栅、筛网，后者使用砂滤池、微孔滤机等。注解： 水力旋转分离过程中，

2、悬浮颗粒质量大，受到较大离心力的作用被甩向外侧，废水则留在内侧，各自通过不同的出口排出，使悬浮颗粒从废水中分离出来。 格栅，用以截阻大块固体污染物； 筛网，用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物； 滤布、砂滤设备，用以截留、去除废水中的更为微细悬浮物； 第一部分第一部分 物理法物理法污水物理处理污水物理处理是利用是利用物理作用物理作用分离污水分离污水中呈悬浮状态中呈悬浮状态 的固体污染物质。是污水的固体污染物质。是污水处理的基本方法。处理的基本方法。 污水物理处理法的污水物理处理法的处理对象处理对象主要是主要是漂漂浮物与悬浮物质浮物与悬浮物质 。 采用的处理方法：基于分离原理采用的处

3、理方法：基于分离原理l 筛滤截留法筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤微滤机、砂滤l 重力分离法重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。油池与气浮池。l 离心分离法离心分离法：离心机与漩流分离器。：离心机与漩流分离器。 方法方法功能功能分类分类维护管理维护管理放置在放置在污水流污水流程的程的渠渠道或泵道或泵站集水站集水池池进口进口处处 ，由一组由一组平行金平行金属栅条属栅条或筛网或筛网组成。组成。格格栅栅 截留截留粗大悬粗大悬浮物或漂浮物或漂浮物，浮物， 防止后续防止后续处理构筑处理构筑物或水泵物或水泵机组系统机组系统堵塞，减堵塞，减轻后续处轻

4、后续处理负荷。理负荷。 按栅条净间距分按栅条净间距分：粗粗（5050100mm)100mm)、中中(10 (10 40mm)40mm) 、细细(3 (3 10mm)10mm) ；按清渣方式来按清渣方式来分分 ：人工人工清清渣和渣和机械机械清清渣渣 （1 1）及时清运栅渣；（）及时清运栅渣；（2 2）调节）调节保证过栅流量均匀分布；（保证过栅流量均匀分布；（3 3）及时清除渠道内沉砂；（及时清除渠道内沉砂；（4 4）及时观察格栅除污机异常情及时观察格栅除污机异常情况，定时维护；（况，定时维护；（5 5）注意卫）注意卫生安全：注意通风，及时清生安全：注意通风，及时清运处理栅渣；（运处理栅渣；（6

5、6）分析记录：）分析记录：栅渣量、格栅后浮渣尺寸等栅渣量、格栅后浮渣尺寸等分析拦污效率，及时调整。分析拦污效率，及时调整。筛筛网网仿仿真真去除较去除较细小细小的悬浮物，的悬浮物，作用相当作用相当于初沉池。于初沉池。p63振动筛网、振动筛网、水力筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网转盘式筛网p63（1）筛网材质、尺寸要）筛网材质、尺寸要适应所处理废水；适应所处理废水； （2）合理控制进水流量，）合理控制进水流量，进水均匀；进水均匀；（3）油类废水先除油，定期）油类废水先除油，定期冲洗筛网。冲洗筛网。 一、格栅与筛网一、格栅与筛网自动机械格栅自动机械格栅钢丝绳牵引钢丝绳牵引机械机械格

6、栅格栅常用机械清渣的格栅：链条式、移动式伸缩臂常用机械清渣的格栅：链条式、移动式伸缩臂(仿真仿真)、圆周回转式、圆周回转式(仿真仿真) 、钢丝绳牵引式钢丝绳牵引式(仿真仿真) 。各种格栅除污机各种格栅除污机（第（第8 8章章p376p376）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筛网的各种形式筛网的各种形式( (仿真仿真) )进水出水渣槽旋转筒蒸汽或高压空气管筛网（一）（一） 转筒式筛网转筒式筛网 ( (仿真仿真) ) 外进水转筒筛网、内进水转筒筛网外进水转筒筛网、内进水转筒筛网（二）（二） 水力筛网水力筛网( (仿真仿真) ) （靠水力作用旋转）（靠水力作用旋转）图

7、图3-3 水力筛网构造示意图水力筛网构造示意图导水叶片教材上需注意的知识点教材上需注意的知识点 P60-61, 物理法，格栅分类、位置及作用；运行管理和设计的主要参数，p63筛网孔径及去除对象;p62维护管理(卫生与安全) P62 栅渣量的概念及计算，影响因素， 栅渣量栅渣量W W（m m3 3/ /d)d)max1总864001000QWWK式中式中：W1栅渣量标准（栅渣量标准（m3/103 m3污水）污水） K总总 废水流量总变化系数废水流量总变化系数 ，K总总=Qmax/Q平均平均 Qmax-废水流量（废水流量（m3/S ？)格栅除污机操作规程1.操作前检查机械部件无卡堵，链条无断裂，限

8、位开关正常；2.耙齿能否吃入栅条，如不能，应检查：格栅下部是否有大量泥砂、杂物堆积；栅条、耙齿是否扭曲变形；两侧链条张紧度是否一致，有无错位；2.操作格栅除污机可实行自动/手动两种运行模式，一般与带式/螺旋输送机、压榨机实行联动操作；自动控制可通过定时或栅前栅后超声波液位计测得的水位差控制；定时控制：如设定间隔时间为每两小时运行1次，运行时间为每次2分钟；液位差控制：格栅前后液位差大于设定值时，如0.5m，自动开始清捞，当液位差小于设定值时，自动停机；3.运行过程中，如遇过载或其它故障，应能报警和自动停机；4.停机耙斗停留位置合适，电机按钮复位，用高压水冲洗干净挂在除污机上的垃圾，在各润滑点加

9、注或涂抹润滑剂；二、均质调节二、均质调节1 功能功能 ：对水量水量进行调节，对水质水质进 行均和（主要作用）主要作用）；为处理设备创造良好的工作条件：为处理设备创造良好的工作条件：降低水温、调整降低水温、调整pHpH值、生物预值、生物预处理（如预曝气）处理（如预曝气），使其稳定运行；使其稳定运行；临时贮存事故排水；临时贮存事故排水；并能减并能减小处理设备容积，降低成本。小处理设备容积，降低成本。 p642 类型及特点类型及特点 ：水量调节池、水质调节池、事故调节池水量调节池、水质调节池、事故调节池 （1）均量池）均量池均化水量均化水量；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

10、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。贮存盈余，补充短缺贮存盈余，补充短缺。 （2）均质池均质池均化水质均化水质；不仅要求有足够的池容，而且要求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不同时段流入池内的废水都能达到完全混合完全混合，取得随机均质的效果。混合方式有动力混合与水力混合。动力混合与水力混合。（5）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。这种池平时保证泄空备用。 水量调节池水量调节池（池中水位应变化（

11、池中水位应变化) )(1)(1)线内调节线内调节（仿真）：（仿真）：进水一般采用重力流，出水用泵提升进水一般采用重力流，出水用泵提升水池水池 泵泵 房房 调节池调节池 去处理去处理 设备设备泵泵废水废水 （2 2）线外调节线外调节： 调节池设在调节池设在旁路旁路上，当废水流量过高时，多上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池回流到集水池。时，再从调节池回流到集水池。水量调节池水量调节池穿孔导流槽穿孔导流槽水质水质调节池调节池(p64)进水进水 集水区集水区 出水出水纵向穿孔隔墙横向穿孔隔墙纵向穿孔隔墙横向穿孔隔墙配水

12、槽配水槽折流调节池折流调节池同心圆型同心圆型水质水质调节池调节池对角线调节池对角线调节池 事故调节池事故调节池(分流贮水池分流贮水池) ) p65 如果有偶然泄漏或周期性冲击负荷，可设分流贮水池；事故池中水以小流量逐渐排入废水调节池。调节池调节池 某工厂某工厂 废水废水去生物处理去生物处理 分流贮分流贮 水池水池泵泵 3 调节池的运行管理调节池的运行管理： p65 （1）保证池有效容积满足水质水量变化一个周期所排放的全部废水量； （2）及时清除池中沉淀物； （3）经常巡查、观察调节池水位变化情况，定期检测进、出水水质，及时解决异常问题； （4）事故调节池的阀门能够实现自动控制， 事故调节池平常

13、保持排空状态。教材上需注意的知识点教材上需注意的知识点 P 64 调节池的作用、常见类型 P 64 调节池的位置 P 65 调节池运行管理运行管理要点三、沉淀与隔油三、沉淀与隔油1 沉淀的功能、原理与类型沉淀的功能、原理与类型类型类型： 自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、沉淀）、 压缩沉淀。压缩沉淀。1.污水在池内沿水平方向作等速污水在池内沿水平方向作等速流动流动,水平流速为水平流速为v，颗粒的水，颗粒的水平分速度等于平分速度等于v,从入口到出口从入口到出口的流动时间为的流动时间为t，t=L/v。 2.在流入区，颗粒沿截面在流入区，颗粒沿截面AB均均匀

14、分布，并处于自由沉淀状匀分布，并处于自由沉淀状态态，颗粒的自由沉淀速度为颗粒的自由沉淀速度为 u0 ,t=H/u0 3.颗粒沉到池底即认为被去除颗粒沉到池底即认为被去除。 为分析悬浮颗粒在沉淀池为分析悬浮颗粒在沉淀池运动的规律及其效果而提出运动的规律及其效果而提出的一种概念。的一种概念。2 理想沉淀池原理理想沉淀池原理定定义义假假 设设 条条 件件理想沉淀池分析理想沉淀池分析理想沉淀池分析理想沉淀池分析p671. 颗粒随水流进入沉降区后，其运动轨迹为斜率等于颗粒随水流进入沉降区后，其运动轨迹为斜率等于u/ v的直线。的直线。沉速为沉速为u0 的颗粒刚好的颗粒刚好完全沉降完全沉降， t=L/v=

15、H/u0，可得可得u0/v=H/L 。2. 对于对于uu0(动画）动画）的颗粒，有的颗粒，有u/vH/L，因而能全部被除去，因而能全部被除去;对于对于uu0 (动画）动画）的颗粒，的颗粒，一部分被水流带出沉淀池一部分被水流带出沉淀池，一部分颗粒能被完全一部分颗粒能被完全除去除去。3.依据依据假设条件：假设条件：H=u0t，L=vt，如果沉淀池沉降区的表面积为如果沉淀池沉降区的表面积为A，沉淀池宽为沉淀池宽为B，处理水量为，处理水量为Q（m3/h），），V为沉淀池容积，有：沉淀池容积，有： V=HA=HBL，V=Qt，以及假设条件得到以及假设条件得到，式中式中Q/A是沉淀池设计的一个重要参数，称

16、为表面负荷是沉淀池设计的一个重要参数，称为表面负荷（单位时间内通过沉（单位时间内通过沉淀池单位面积的流量）淀池单位面积的流量），以，以q 表示，其单位是表示，其单位是m3/m2h。4.表面负荷表面负荷Q/A (q) =u0意义（意义（数值相同，物理意义不一样数值相同，物理意义不一样）：）： 表面负荷表面负荷q在数值上等于除去的颗粒的沉速在数值上等于除去的颗粒的沉速u0 (临界值）临界值）； 表面负荷表面负荷q值愈小，值愈小， u0越小，具有沉速越小，具有沉速 u u0 的的颗粒占悬浮固体颗粒占悬浮固体总量的百分数越大总量的百分数越大, ,即去除率越高即去除率越高； 解释解释“浅层沉降浅层沉降”

17、原理原理:Q/A (q) =u0 =H/t = H v/L。3 实际沉淀池与理想沉淀池的差距实际沉淀池与理想沉淀池的差距 深度方向深度方向水流速度分布不均匀水流速度分布不均匀对去除率没对去除率没有影响。有影响。 宽度方向宽度方向水流速度分布不均匀水流速度分布不均匀是降低沉淀是降低沉淀池去除率的主要原因。池去除率的主要原因。 实际中存在紊流实际中存在紊流对去除率的影响：减慢沉对去除率的影响：减慢沉速，降低去除率；扰动底部沉淀物，降低速，降低去除率；扰动底部沉淀物，降低去除率。去除率。4 沉淀池沉淀池4.1 沉淀池按沉淀池按功能功能分类分类 p694.2 沉淀池按沉淀池按水流方向水流方向分类分类p

18、69斜流斜流沉淀沉淀池池 4.3 沉淀池特点及适用条件沉淀池特点及适用条件，造价高，造价高占地面积大，排占地面积大，排泥困难。泥困难。(1)平流式沉淀池平流式沉淀池(1)平流式沉淀池平流式沉淀池(仿真）仿真）(2)竖流式沉淀池竖流式沉淀池竖流式沉淀池的构造(3)辐流式沉淀池辐流式沉淀池辐流式沉淀池的构造及特点辐流式沉淀池剖面进水进水出水出水排泥排泥(4)斜板（管）沉淀池斜板（管）沉淀池 （仿真）（仿真）由前面理想沉淀池假设得到：Q/A (q) =u0 =H/t = H v/L （a) u0与与 v不变时，不变时， （b) L 不变时，不变时， p71 依据浅池沉降原理设计的浅池沉降原理设计的

19、，具有容积利用率高和沉降效，具有容积利用率高和沉降效率高的优点。率高的优点。 斜板斜管沉淀池的特点斜板斜管沉淀池的特点 在沉淀池里安装斜板或斜管，斜板上面为出流区，斜板区域为沉降区，在沉淀池里安装斜板或斜管，斜板上面为出流区，斜板区域为沉降区，斜板以下依次为入流区和污泥区。斜板以下依次为入流区和污泥区。斜板斜管沉淀池斜板斜管沉淀池沉淀效率高，斜沉淀效率高，斜板上部易引起板上部易引起藻类繁殖，污泥量增加，板间易积泥藻类繁殖，污泥量增加，板间易积泥。 斜板斜管沉淀池的构造斜板斜管沉淀池的构造 沉淀池工作时，水从斜板之间或斜管内流过，沉落在斜板、斜管沉淀池工作时，水从斜板之间或斜管内流过，沉落在斜板

20、、斜管底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜板沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管板沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔式集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多式集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。 根据沉降区内水流与污泥的相对运动方根据沉降区内水流与污泥的相对运动方向，斜板沉淀池分为向，斜板沉淀池分为异向流、同向流和横异向流、同向流和横向流向流三种。三种。 4.4 沉淀池组成分区沉淀池组成分区 p69 流入区：配水流入区：配水 沉降区：可

21、沉颗粒与水分离沉降区：可沉颗粒与水分离 污泥区：污泥区：污泥储存、浓缩、排放污泥储存、浓缩、排放缓冲区缓冲区: 泥水进一步分离泥水进一步分离 流出区：进行集水流出区：进行集水4.5 沉淀池运行方式沉淀池运行方式4.6 沉淀池的沉淀池的选择原则及运行管理（1）废水量大小；）废水量大小；（2）悬浮物质的沉降性能、泥渣性能；）悬浮物质的沉降性能、泥渣性能；（3）总体布置与地质条件；）总体布置与地质条件；（4）造价高低与运行管理水平。）造价高低与运行管理水平。 （1）保证进水流量稳定；）保证进水流量稳定；（2）根据实际情况灵活增减沉淀池数量；）根据实际情况灵活增减沉淀池数量；（3）定期）定期排泥除渣排

22、泥除渣。 5 沉砂池沉砂池5.1 沉砂池沉砂池功能功能 以以重力分离重力分离为基础，去除为基础，去除污水中砂子、煤渣等污水中砂子、煤渣等比重较比重较大大的无机颗粒物；设于泵站倒的无机颗粒物；设于泵站倒虹管前减轻机械、管道的磨损；虹管前减轻机械、管道的磨损；设于初沉池前，减轻沉淀池负设于初沉池前，减轻沉淀池负荷，以及改善污泥处理构筑物荷，以及改善污泥处理构筑物的处理条件。的处理条件。（1 ） 平流式沉砂池平流式沉砂池（仿真）（仿真） 组成组成：入流区、出流：入流区、出流区、区、 闸板、闸板、水流部分水流部分（加宽加深）（加宽加深）及沉砂及沉砂斗斗 特点特点：沉砂效果好、：沉砂效果好、工作稳定、构

23、造简单工作稳定、构造简单 ，沉砂中有机物含量较沉砂中有机物含量较高，增加后续处理难高，增加后续处理难度。度。5.2 沉砂池分类沉砂池分类（2） 曝气沉砂池曝气沉砂池 （仿真）（仿真）曝气沉砂池工作原理曝气沉砂池工作原理 （3） 旋流（钟式）沉砂池旋流（钟式）沉砂池原理：原理：对曝气沉砂池的发展，对曝气沉砂池的发展，污水由入口沿切线方向进入污水由入口沿切线方向进入沉砂区。叶片旋转作用产生沉砂区。叶片旋转作用产生离心力，砂粒被甩向池壁并离心力，砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剥落下来的有下落到砂斗，剥落下来的有机物则回到污水中。通过调机物则回到污水中。通过调节转盘和叶片的转速可调节节转盘和叶片的转速可

24、调节沉砂效果。沉砂效果。特点特点：池型简单、占地小、池型简单、占地小、运行费用低、沉砂效果好运行费用低、沉砂效果好5.3 沉砂池的运行管理沉砂池的运行管理p69（1）及时清捞浮渣挡板；）及时清捞浮渣挡板；（2）及时排砂；）及时排砂；（3）每日检查调节曝气沉砂池的曝气量；）每日检查调节曝气沉砂池的曝气量；（4）对排出水闸门定期保养维护；）对排出水闸门定期保养维护；（5）定期化验沉渣含水率、灰分，记录沉渣）定期化验沉渣含水率、灰分，记录沉渣量；量；（6）注意安全卫生，定期消毒堆砂处。）注意安全卫生，定期消毒堆砂处。油的状态呈悬浮状态的可浮油呈乳化状态的乳化油呈溶解状态的溶解油油滴的粒径较大，可以依

25、靠油水密度差而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的60%80%左右。粒径：60m以上平流分离100150m；斜板60m以上非常细小的油滴，由于其表面有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。细分散油粒： 1060m乳化油：粒径 10m油品在水中的溶解度非常低，只有几个毫克每升。溶解油：515mg/L（仿真）（仿真） 滤速的滤速的控制，控制，工作周工作周期的控期的控制，冲制，冲洗效果洗效果 的控制的控制 。（1）定期放空滤池进行全面检查

26、；）定期放空滤池进行全面检查；（2）对表层滤料定期进行大强度表）对表层滤料定期进行大强度表 面冲洗或更换；面冲洗或更换；（3）定期检查闸、阀、喷头等；）定期检查闸、阀、喷头等；（4）保持滤池池壁及排水槽清洁，）保持滤池池壁及排水槽清洁， 并及时清除生长的藻类；并及时清除生长的藻类；（5）出现不能排除的故障）出现不能排除的故障 ，应停池，应停池 大修。大修。 工艺工艺控制控制日常维护日常维护p80l 酸性废水使用的中和剂主要有：酸性废水使用的中和剂主要有：石灰、石灰石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠石、白云石、苏打、苛性钠等；等；l 碱性废水的中和剂通常采用碱性废水的中和剂通常采用盐酸和硫酸盐酸

27、和硫酸。1.4 常用的中和剂常用的中和剂（2）中和方法的选择应考虑）中和方法的选择应考虑：l含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化 规律；规律；l首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；l本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；l接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（如生物处理）对（如生物处理）对pH值的要求等。值的

28、要求等。（1）常用中和方法）常用中和方法（a a）全溶气流程全溶气流程p106全流程溶气气浮法是将全流程溶气气浮法是将全部废水全部废水用水泵加压，用水泵加压，在泵前或泵后注在泵前或泵后注入空气。入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将通过减压阀将废水送人气浮池废水送人气浮池。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排或悬浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽入浮渣槽,经浮渣管排出池外经浮渣管排出池外,处理后的废水通过溢流堰和出水处理后的废水通过溢流堰和出水管排出。管排出。 特点特点：溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，从而减少了基建投资。气浮池小，从而减少了基建投资。 但由于全部废水经过压但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动