水处理工程预处理

水处理工程预处理第1页，共52页，2023年，2月20日，星期六第1节水质水量调节所有进入废水处理系统的废水，其水量水质随时都可能发生变化，对废水处理构筑物的正常运转不利。一、水量调节线内调节全部流量流过调节池对废水成份和流量大幅度调节线外调节只有超过日平均流量的那一部分才进入调节池，对废水的变化起轻微的缓冲作用。第2页，共52页，2023年，2月20日，星期六格栅沉砂池调节池提升泵房一级二级处理原水出水QQtt在线调节格栅沉砂池调节池提升泵房一级二级处理原水出水QQtt线外调节溢流井第3页，共52页，2023年，2月20日，星期六第4页，共52页，2023年，2月20日，星期六1-3第5页，共52页，2023年，2月20日，星期六

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）

第6页，共52页，2023年，2月20日，星期六废水流量累积曲线如图1-4所示

1-4第7页，共52页，2023年，2月20日，星期六第8页，共52页，2023年，2月20日，星期六二、水质调节均和池或匀质池利用外加动力（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）而进行的强制调节，它设备较简单，效果好，但运行费用高利用差流方式使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合，基本没有运行费，但设备结构复杂。进水进水曝气均和池第9页，共52页，2023年，2月20日，星期六折流调节池差流调节池差流调节方式不同时间不同地点的进水,在同一时间同一地点出水第10页，共52页，2023年，2月20日，星期六第11页，共52页，2023年，2月20日，星期六废水经过一定调节时间后的平均浓度按下式计算C—T小时内的废水平均浓度（mg/L);q—T小时内的废水平均流量（m3/h)；C1,C2,‥‥Cn—废水在各时段t1,t2,‥tn内的平均浓度（mg/L)；q1,q2,‥qn—废水在各时段t1,t2,‥tn内的平均流量（m3/h)；t1,t2,‥tn时间间段(h),总和等于T。所需调节池容积：V=qT=q1t1+q2t2+‥+qntn第12页，共52页，2023年，2月20日，星期六浓度对比法确定调节时间设计平均浓度C与任意相邻2时段内的平均浓度相比，均大于各平均值，则需要的调节时间为2ti;反之，则再比较C与任意相邻3时段的平均浓度，若C均大于各平均值，则调节时间为3ti;依此类推，直至符合要求为止。调节池的位置设置在一级处理之后二级处理之前，这样污泥和浮渣的问题会少一些将调节池设置在一级处理之前，在设计中就必须考虑设置足够混合设备以防止悬浮物沉淀和废水浓度的变化，有时还应该曝气以防止产生气味第13页，共52页，2023年，2月20日，星期六例题：已知某化工厂的酸性废水的日平均流量为1000m3/d，废水流量及盐酸浓度如图所示，详见下表。求6小时的平均浓度和调节池的容积。第14页，共52页，2023年，2月20日，星期六解：废水流量和浓度较高的时间间段在12～18时之内。此6h的废水平均浓度为：

5700×37+4700×68+3000×40+3500×64+5300×40+4200×40C=-------------------------------------------------------------=4340.8mg/L

37+68+40+64+40+40调节池的容积：V=1.2×qt=1.2×289＝347m31.2为保险系数当无废水资料时，调节池容积可按平均流量6～8h计算。第15页，共52页，2023年，2月20日，星期六第16页，共52页，2023年，2月20日，星期六第17页，共52页，2023年，2月20日，星期六第18页，共52页，2023年，2月20日，星期六第19页，共52页，2023年，2月20日，星期六需要的的调节池容积4110m3用逐时水量统计资料确定调节池容量第20页，共52页，2023年，2月20日，星期六第21页，共52页，2023年，2月20日，星期六第22页，共52页，2023年，2月20日，星期六第23页，共52页，2023年，2月20日，星期六第24页，共52页，2023年，2月20日，星期六第25页，共52页，2023年，2月20日，星期六第26页，共52页，2023年，2月20日，星期六第27页，共52页，2023年，2月20日，星期六第28页，共52页，2023年，2月20日，星期六第2节筛滤一、格栅阻截粗大的漂浮物和悬浮物。格栅的去除效率与格栅的设计很有关系。设计内容：尺寸计算、水力计算、栅渣量计算1.格栅的间隙数n由下式确定：Qmax—最大设计流量，α—格栅安置的倾角，度，一般为60°～70°；h—栅前水深，m;v—过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.8～1.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。b—栅条净间隙，m，粗格栅b=50～100mm,中格栅b=10～40mm,细格栅b=3～10mm。当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。第29页，共52页，2023年，2月20日，星期六一、格栅

设在废水处理构筑物前，或泵站集水池进口处的渠道中，用以拦截水中粗大的悬浮物及其他杂质，以防堵塞构筑物的孔、洞、闸门和管道，或堵塞、损坏水泵等机械设备根据栅条间距分为：细格栅.中格栅.粗格栅一般污水处理厂应设中、细两道格栅第2节筛滤阻截粗大的漂浮物和悬浮物。格栅的去除效率与格栅的设计很有关系。第30页，共52页，2023年，2月20日，星期六（一）格栅分类

按形状分

第31页，共52页，2023年，2月20日，星期六

按栅条净间隙e来分

按清渣方式来分

第32页，共52页，2023年，2月20日，星期六粗格栅

细格栅

平面图剖视图第33页，共52页，2023年，2月20日，星期六人工清渣格栅适用范围：渣量小的小型污水处理装置。格栅的分类机械清渣格栅优点：格栅运行安全度高。固定式清渣机的宽度与格栅宽度相等。机械清渣格栅人工清渣格栅第34页，共52页，2023年，2月20日，星期六各种格栅自动机械格栅钢丝绳牵引格栅WG型机械格栅第35页，共52页，2023年，2月20日，星期六第36页，共52页，2023年，2月20日，星期六第2节筛滤（二）设计内容

尺寸计算、水力计算、栅渣量计算1.格栅的间隙数n由下式确定：Qmax—最大设计流量，α—格栅安置的倾角，度，一般为60°～70°；h—栅前水深，m;v—过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.8～1.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。b—栅条净间隙，m，粗格栅b=50～100mm,中格栅b=10～40mm,细格栅b=3～10mm。当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。第37页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.格栅的建筑宽度B由下式决定：B=S(n-1)+bn(m)3.通过格栅的水头损失h1由下式决定：4.栅后槽的总高度由下式决定：H=h+h1+h2h2栅前渠道超高，一般取0.3m5.栅槽总长度计算公式：L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tgαL1=(B-B1)/(2tgα1)L2=L1/2,第38页，共52页，2023年，2月20日，星期六二、筛网一些工业废水含有细小的悬浮物，它们不能被格栅截留，也难以用沉淀法驱除。用筛网。装置种类：振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、微滤机等。根据具体情况选定。细筛网：给水取水口，防止鱼类进入捞毛机：纺织、制革废水转盘式微滤机：给水除藻，造纸废水纸浆回收6.每日栅渣量计算：第39页，共52页，2023年，2月20日，星期六第3节中和

Neutralization使用情况：废水排入受纳水体前，pH值超标。工业废水排入城市下水道系统前，以免对管道系统造成腐蚀。化学处理或生物处理前，为防止对后续生物处理单元冲击。使用条件对于浓度较高（达到3%～5%）的酸碱废水，首先考虑：①能否重复利用②能否回收化工原料③能否用作水处理中离子交换剂的再生液或水质稳定剂。方法：酸性废水：酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和及过滤中和三种方法碱性废水：碱性废水与酸性废水相互中和、药剂中和两种。第40页，共52页，2023年，2月20日，星期六一、酸性废水和碱性废水的来源

(1)酸性废水的主要来源：化工厂、化肥厂、化纤厂、钢铁厂、食品厂、选矿厂、酸洗车间及电镀车间等排出酸性废水，有无机酸，也有有机酸，往往同时含有悬浮物、金属盐类和有机污染物等。

(2)碱性废水的主要来源：印染厂、纺织厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂及某些化工厂等。第41页，共52页，2023年，2月20日，星期六二、酸性废水的中和处理（1）药剂中和法主要药剂包括石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石、电石渣等。最常用的是石灰（CaO)。中和药剂的投加量：Ga—药剂总耗量，kg/d;Q—酸性废水流量，m3/d;C1、C2—废水中酸的浓度和酸性盐的浓度，kg/m3;a1、a2—中和1kg酸和酸性盐所需的碱量，kg/kg;K-反应不均匀系数，一般采用1.1～1.2；α—中和剂的纯度，%。确定投加量的比较准确的方法是通过试验绘制的中和曲线确定。投加方法：分干法、湿法第42页，共52页，2023年，2月20日，星期六干法:利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加,以保证投加均匀。设备简单，但反应慢，而且不易彻底，投药量大。湿法：将石灰在消解槽内消解成45%～50%浓度后，投入乳化液，经搅拌配成5%-10%浓度氢氧化钙乳液然后投加。运行方式：间歇运行，设置2-3个池子进行交替工作；废水量大时，可采用连续流处理，多级串联方式。第43页，共52页，2023年，2月20日，星期六例题：药剂中和处理系统的计算已知条件：某炼油厂酸性废水平均流量Q=19000m3/d，最大时流量Qmax＝950m3/h。为将其pH调整到8.5,经试验需加熟石灰量C[以Ca(OH)2]为100～700mg/L,平均500mg/L。若调整到pH=9，石灰需用量cmax为1200mg/L,长期平均最大需用量为1000mg/L。要求确定：（1）石灰贮存量V,按平均每月贮存量或最大两周需用量计。并设所用的石灰小块CaO的密度ρ为1042.6kg/m3。（2）石灰消化设备及石灰输送设备所需的能力（按最大计算用量计）。（3）平均和最大消化用水量W（设配制成10%质量比的石灰浆）。（4）按最小停留时间为5min计的石灰浆池的容积和尺寸。第44页，共52页，2023年，2月20日，星期六计算：1.石灰石的贮存量（1）按调整至pH=8.5计，平均每月Ca(OH)2需用量G’为：G’＝QC/1000=19000×500/1000=9500kg/d折算成CaO的用量G=G’×56/74＝7189kg/d（56及74为CaO及Ca(OH)2的分子量(2)按pH调整至9.0计算最大两周CaO用量(3)需用的石灰体积V已知石灰的密度ρ=1042.6kg/m3=1.0426t/m3，所以每月平均需用石灰体积：V=G/ρ＝215.67/1.04261=207m32.消化及运输能力N设备能力应按最大负荷计算，即按最大流量时石灰加量计，所以消化及运输能力：N=CmaxQmax=1200×950/1000=1140（kgCa(OH)2/h）N=1140×56/74=862.7（kgCaO/h）3.石灰消化用水量W要求配成10%（质量比）的石灰浆，所以，平均消化用水量W=G’×（0.9/0.1）×1/1000=85.5（m3/d)最大消化用水量Wmax=N×（0.9/0.1）×1/1000=10.3（m3/h)第45页，共52页，2023年，2月20日，星期六4.石灰消化池容积和尺寸已知最大用水量Wmax＝10.3m3/h,停留时间T=5min，所以，消化池的容积VD=WmaxT=10.3×5/60=0.86m3设存水深度h2＝0.51m，保护高度h1=0.69m，则消化池平均面积A=VD/h2=0.86/0.51=1.69m2设消化池长宽相等，其边长为b，则b=Sqrt(A)=1.3m消化池总深度＝H=h1+h2=0.69+0.51=1.2m（2）过滤中和法

选用碱性滤料填充成一定形式的滤床，酸性废水流过此滤床即被中和。过滤中和法适于处理含硫酸浓度不大于2～3g/L,易生成溶解盐，且比较洁净的各种酸性废水，当废水中含有大量悬浮物、油脂、重金属盐和其它毒物时，不宜采用。中和滤池主要有普通中和滤池、升流式滤池和滚筒式三种。第46页，共52页，2023年，2月20日，星期六普通中和滤池：滤料粒径不宜过大，也不得混有粉料杂质，一般采用30～50mm；过滤速度一般不宜大于1.4mm/s；接触时间不小于10min；滤床厚度一般为1～1.5m进水放空管受水槽带孔底版出水升流式中和滤池：底部配水装置，当采用大阻力穿孔管布水系统时，孔径为9～12mm，孔距及孔数根据计算确定；卵石承托层厚度为0.15～0.2m，粒径为20～40mm。滤料粒径一般采用0.5～3mm。滤层厚度在运转初期采用1m，每班加料2～4次，最终换料时一般不小于2m。滤料膨胀率采用50%，顶部清水层一般为0.5m；滤柱总高3m左右，直径不大于2m，至少应设一个备用柱以备倒床换料；恒速滤柱的滤速为60～70m/h，变速滤柱下部滤速130～150m/h，上部40～60m/h。第47页，共52页，2023年，2月20日，星期六（3）利用碱性废水中和法利用厂内碱性废水，以废治废。欲使酸性和碱性两种污水中和后呈中性，根据等当量原则，必须满足下列公式：式中：Qj,Qs—碱性和酸性废水的流量，

cj,cs—碱性和酸性废水的浓度，；a—中和剂的比耗量，即中和1kg酸所需的碱量，kg，可由反应式计算得出。K—