第4章 水的预处理及深度处理

第4章水的预处理与深度处理4.1概述4.2格栅与筛网4.3水的调节4.4水的预处理技术4.5水的深度处理技术4.6几种预处理工艺简介

思考题

习题

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低。要提高饮用水水质，必须进行水的预处理或者深度处理。4.1概述return4.2格栅与筛网

4.2.1格栅

格栅由金属棒或栅条按一定间距平行排列而成。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、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，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。

return格栅分类按形状分类：return

按栅条净间隙e来分按清渣方式来分

return各种格栅及格栅除污机动画演示return各种格栅及格栅除污机动画演示return各种格栅及格栅除污机动画演示移动臂式格栅初污机return各种格栅自动机械格栅钢丝绳牵引格栅WG型机械格栅各种格栅除污机弧形格栅除污机进水泵房格栅除污机栅条形状

有圆形、矩形、方形等。其中圆形栅条的水流阻力小，刚度较好，矩形栅条采用较多。表4-2格栅栅条断面形式及尺寸格栅设计

设计参数

过栅流速：0.6～1.0m/s

栅前渠道内流速：0.4～0.9m/s

栅前倾角：45°～75°，90°

水头损失一般为：0.08～0.15m

栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关

栅条间隙e16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水

30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水

栅渣含水率80%±，容重960kg/m3

当栅渣量>0.2m3/日，则应采用机械清渣return

栅槽宽度BB=S（n-1）＋en(m)

式中：n—格栅间隙数（个）

e—栅条净间隙，mQmax—最大设计流量，m3/sα—格栅倾角；h—栅前水深（m）

v—过栅流速，m/s

格栅设计

设计计算return过栅水头损失h1（m）

式中：h0—计算出来的水头损失（m）k—水头损失增大系数，k=3ε—阻力系数，格栅设计

设计计算return栅槽总高度H（m）

格栅设计

设计计算H=h+h1+h2（m）式中h—栅前水深，mh2—栅前渠道超高，m，一般h2=0.3m

栅槽总长度L（m）

式中：l1—渐扩部分长度，ml2—渐缩部分长度，ml2=l1/2H1—栅前槽高，m，H1=h＋h2（m）return栅渣量W（m3/d)格栅设计

设计计算

式中：

W1—栅渣量标准（m3/103m3污水）

K总

—总变化系数return格栅设计注意点1.防止栅前垒水：栅后渠底应比栅前渠底低h。2.二个平行格栅的设计。3.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return格栅设计筛网的各种形式4.2.3筛网转筒筛网return筛网的各种形式筛网振动筛网return筛网的各种形式筛网水力筛网return截留污物的去除:填埋、焚烧、堆肥或粉碎机粉碎后返回废水中return筛网

4.3水的调节水量调节水质调节水量水质调节

return

水量的调节水量调节池

水量调节池是一座变水位的贮水池，来水重力流，出水用泵抽，贮存盈余，补充短缺。

图5-1水量调节池return

水量的调节对角线出水调节池折流调节池调节池类型return废水流量变化曲线

水量调节池return

生产周期T内废水总量WT（m3）

式中：qi——ti时段内废水的平均流量，m3/hti——时段,h

在周期T内废水平均流量Q（m3/h）

水量调节池return废水流量累积曲线如图5-3所示

水量调节池return（1）出水累计曲线OA，其斜率即为出水流量。

（2）池中水量变化曲线。

（3）水量调节池的容积确定：V（m3）

V=DB+CE

水量调节池return

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。混合方式：

水泵搅拌混合用动力混合空气搅拌混合机械搅拌混合

用水力混合：

水质调节池return物料平衡：C1QT+CoV=C2QT+C2V（5-8）式中：Q——取样间隔时间内的平均流量。C1——取样间隔时间内进入调节池污物浓度。T——取样间隔时间。Co——取样间隔开始时调节池内污物浓度。C2——取样间隔终了时调节池出水污物浓度。V——调节池容积。当在一个取样间隔时间内出水浓度C2不变，则（5-8）式为：

而调节池容积V=Q平均·t停留。

水质的调节池普通水质调节池

穿孔导流槽水质调节池如图所示

同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节池的废水相混合，以均和水质。

(1)调节池的容积实际要求的池容式中：η=0.7（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的时段。求其该时段的废水平均浓度与废水累计量。

水质调节池return

（2）调节池工艺尺寸的确定：

先取有效水深1.5～2.0m，则池面积,定池宽、池长(3)水质调节池的形式方形圆形点击看示意图均质沉淀池：当废水中SS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，达到与不同时序的污水混合的目的。

水质调节池return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。

分流贮水池return

均量——池中水位应变化→V池均质——池中水应混合→V池。二者之中取其大者。return

均质均量调节池水泵强制循环搅拌return

１－进水２－集水３－出水４－纵向隔墙５－横向隔墙６－配水槽return穿孔导流槽调节池

同心圆型调节池return4.4水的预处理技术

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，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处理污染物负荷，提高整体工艺对污染物的去除效率。return4.4.1氯化预氧化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。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，有的甚至可导致水的致突变活性增高。return4.4.2.吸附预处理

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中污染物的技术，常用的吸附剂主要有粉末活性炭、粘土等。return4.4.3.生物预处理

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、生物流化床等。目前，生物接触氧化和曝气生物滤池应用较普遍。return4.4.4.强化常规工艺

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、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。return4.5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，对不能有效去除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。return4.5.1臭氧氧化

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消毒后，醛、酮、醇、过氧化物氯化可能产生三卤甲烷（THMs）等“三致”物质。4.5.2活性炭吸附和臭氧活性炭

臭氧活性炭联用深度处理技术，先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化的方法，在炭层中投加臭氧，可使水中的大分子转化为小分子，改变其分子结构形态，增加了有机物进入较小孔隙的可能性，使大孔内与炭表面的有机物得到氧化分解，充分发挥活性炭的吸附作用，实现水质深度净化。return4.5.3膜处理技术

膜法不仅去除污染物范围广，且不需要投加药剂，设备紧凑，容易实现自动控制。反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（