环境工程概论2010(水处理二)

固体地球及地壳的元素重量百分比固体地球中主要的元素和地壳中含有的绝大多数相似，但固体地球中铁的含量占有很大的比例。地壳的化学元素地壳岩石中元素绝对丰度与人体血液中元素浓度的比较元素的原子序数(N)丰度值氧垂曲线污水自净氧垂曲线按照处理程度划分，城市废水处理技术分为一级处理、二级处理和三级处理。一般进行某种程度处理的废水均需经过前面的处理步骤。预处理的目的是保护废水处理厂的后续处理设备。

防止污染物干扰废水处理厂的运行，包括影响污泥的利用与处置；

防止污染物直接通过处理设备或使这些设备无法运转；

增加城市与工业废水及污泥再循环与利用的机会。第二章水污染与控制

第三节城市废水处理系统工业废水预处理：城市或工业废水中可能含有有毒物质，而废水的收集与处理系统并不是针对这些物质来进行设计的。当这些物质未被去除时则影响出水水质，若被去除则沉积在污泥中，使污泥成为了有害固体废物，影响污泥的进一步处理或资源化利用。一级处理的主要目标是通过沉降或气浮去除水中的固体污染物。

典型的一级处理可去除60%的悬浮固体及35%的BOD5，但无法去除溶解性有机物。二级处理的主要目的是去除一级去除出水中的溶解性BOD5，并进一步去除悬浮固体物质。二级处理主要为生物过程。在合适的天然条件下，在受纳水体中会发生同样的生物过程。

二级处理工艺可在相当短的时间内分解有机污染物，是利用理化原理设计用来加速分解的过程。可以去除：>85%的BOD5和悬浮固体物质。二级处理工艺，无法显著地降低氮、磷或重金属。难以完全去除病原菌和病毒城市废水处理系统当二级处理无法满足要求时，需进行三级处理。

可能使用化学处理或过滤方法(就象在二级处理的末端加上一个水处理厂)，或将二级处理的出水灌入土壤中，利用土壤-作物系统去除污染物,可以去除:

99%的BOD5、磷悬浮固体和细菌，以及95%的含氮物质三级处理过程和土壤处理系统除常用于进一步处理二级处理出水外，也可用于取代传统的二级处理过程。废水中的污染物一部分被分解成无害的二氧化碳和水，而另一部分从废水中去除后成为固体物，即污泥。因此，为控制污染将不得不对污泥进行进一步的处理与处置。城市废水处理系统城市废水处理系统城市污水处理厂第四节物理处理法为保护废水处理厂的设备，将一些设施与构造物放在一级处理操作前，由于通过这些设施降低BOD5的效果很有限，因此称其为预处理,主要采用物理方法，即过滤法、沉淀法、气浮法等。

一、

过滤法一）格栅废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。第四节物理处理法为保护废水处理厂的设备，将一些设施与构造物放在一级处理操作前，由于通过这些设施降低BOD5的效果很有限，因此称其为预处理,主要采用物理方法，即过滤法、沉淀法、气浮法等。

一、

过滤法一）格栅废水进入处理厂遇到的第一个设施通常就是格栅。目的：去除会阻塞或卡住泵、阀及其它机械设备的大颗粒物质，下水道废水中的破布、木材及其它颗粒较大的物质被格栅去除。以机械方式清除格栅上的拦截物。定期填埋。格栅操作平台人工清除栅渣的固定式格栅及布置位置一）格栅格栅的种类有粗栅、细栅，人工清渣格栅、机械清渣格栅。一般，粗栅有35~75mm的较大间隙，在前；细栅有15~35mm的间隙，在后。

人工清渣格栅的间隙为25~50mm，流过渠道的设计速率在0.3~0.6m/s，人工清渣格栅适宜于中、小厂,很少使用。

物理方法-过滤法

一）格栅格栅的种类有粗栅、细栅，人工清渣格栅、机械清渣格栅。

一般，粗栅有35~75mm的较大间隙，在前；细栅有15~35mm的间隙，在后。

人工清渣格栅的间隙为25~50mm，流过渠道的设计速率在0.3~0.6m/s，人工清渣格栅适宜于中、小厂,很少使用。

机械清渣格栅的间隙范围在5~40mm，流过渠道的最大速度在0.6~1.2m/s，最小速度在0.3~0.6m/s，以避免沙砾累积。适宜于大厂。为方便格栅清淤或修理时备用，一般至少设置2个。接下来，介绍几种格栅的工作原理：物理方法-过滤法

格栅的工作原理（1）物理方法-过滤法

一）格栅回转格栅格栅的工作原理（2）物理方法-过滤法

一）格栅格栅的工作原理（2）一）格栅图2-6曲面格栅物理方法-过滤法

二）筛网

（孔径一般小于5mm）

某些悬浮物用格栅不能截留，也难通过重力沉降去除，常给后续处理构筑物或设备带来麻烦，可采用筛网过滤来分离和回收。去除对象：纺织、造纸、制革、洗毛等一些工业废水中含有细小纤维状的悬浮物质，如棉布毛、化学纤维、纸浆纤维、禽羽兽毛、藻类等稍细小的杂物和残渣，粒径几~几十毫米。

结构形式：筛网由金属丝织物或穿孔板构成。孔径小于5mm的筛网主要用于工业废水的预处理，它可将大于3mm的漂浮物截留在网上。孔径小于0.2mm的细筛网则用于处理后出水的最终处理或用于回用前装置类型：转鼓式、旋转式、转盘式、水力筛网、振动筛网和微滤机等。物理方法-过滤法

物理方法-过滤法

振动网筛导水叶片靠水力作用旋转物理方法-过滤法

二）筛网转筒式筛网，分为外进水转筒筛网、内进水转筒筛网。进水出水渣槽旋转筒蒸汽或高压空气管筛网物理方法-过滤法

二）筛网栅/槽渣的处理

格栅截留的污物称为栅渣，含水率70%-80%。栅渣应妥善处理：

（1）如填埋、焚烧、堆肥或与其它污泥混合后进行消化处理，或城市垃圾一起处理；（2）将污染物粉碎后送回污水处理厂进口；（3）当有回收利用价值时，有的可直接回用（如纸浆纤维）、有的可送至粉碎机或破碎机磨碎后再用；（4）对于大型系统，可采用焚烧彻底处理。物理方法-过滤法

三）粒状介质过滤(P52，2.2.1之2)沉淀池的出水中仍含有絮体颗粒，且出水的浊度在1~10NTU之间。为了将浊度降低到0.3NTU，一般使用过滤方法。1NTU相当于1L水中含1mg的SiO2时,所产生的浑浊程度,为1度。水的过滤是利用沙或其它多孔介质，将流经的水与悬浮状或胶体状物质分开的过程。水充满沙粒之间的空隙，水中杂质因阻塞在空隙中或附着在沙粒表面而与水分离。过滤机理：

1.阻力截留：筛滤2.重力沉降：无数小的沉淀池3.接触絮凝：滤料有巨大的表面能，与悬浮物间发生物理吸附作用，滤料在水中，其表面带负电荷，吸附带正电的铁铝胶体而形成双电层结构,在滤料颗粒上发生接触絮凝。悬浮液(滤浆)滤饼过滤介质滤液物理方法-过滤法

按照不同的负荷率，分为慢砂滤池(2.9~7.6m3/(d.m2))、快砂滤池(7.6~120m3/(d.m2))、高速砂滤池。物理方法-过滤法

三）粒状介质过滤(P52，2.2.1之2)快砂滤池的简化图如下。来自沉淀池的水进入滤池，渗过沙层和砾石床，经过隔板而流入过滤水储存槽。过滤时滤床越来越被堵塞，因水难以通过滤床而使水位上升到砂层以上。

最后水位将上升到一个定点，此时滤床已完全堵塞,必须加以清理，此点叫做终端水头损失。此时，关闭阀门A和C，以停止进水并防止水流入过滤水储槽。然后打开阀门E和B，让大量的冲洗水从滤床的底部流入。冲洗水促使砂床膨胀，原来陷在胶体颗粒间的胶体杂质释放出来并进入冲洗水中。几分钟后，冲洗过程结束，而过滤过程重新开始。物理方法-过滤法

三）粒状介质过滤(P52，2.2.1之2)

一）沉淀的定义当悬浮物密度大于水时，悬浮颗粒在重力作用下，悬浮物下沉,从水中分离的过程称为沉淀。实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池或澄清池沉淀池中，在一定时间内沉淀下来的颗粒可以被去除。沉淀池通常为矩形或圆形，水流可以是辐流式或上流式。尽管沉淀池的形式不同，但是其设计上一般分成四个区域：进水区、沉淀区、出水区和污泥储存区。设置进水区的目的是使水流均匀分布，且使悬浮颗粒通过截面进入沉淀区。进水区包括一系列进水管和挡板。挡板设置在沉淀池1m以下并延伸到池底。在挡板系统后面，水流依进水构造的不同，呈现不同的流动形式，在某些点水流呈均匀分布且水的流速减慢到沉淀区的设计流速。在这些点，进水区终止，沉淀区开始。

二、沉淀法物理方法

二）沉淀去除的对象及构筑物

①砂粒②化学沉淀③混凝絮体④生物污泥⑤污泥浓缩沉砂池浓缩池沉淀池物理方法-沉淀法

三）沉淀池的位置及作用

A、作为处理系统的主体；B、工艺流程主体处理单元之前——预处理；C、工艺流程主体处理单元之后；D、污泥处置。（1）城市污水处理工艺:（2）高浓度有机废水处理工艺:（3）含铬废水处理工艺：物理方法-沉淀法

颗粒的沉淀类型通常分为以下四种①分离沉淀/I型沉淀：颗粒以一定的沉降速率独立地沉淀。这些颗粒在沉淀过程中互不干扰，其形状、尺寸和质量均不会改变，下降速率也不改变。即颗粒以单一的形态沉降且在沉降期间不会发生絮凝或被其它颗粒粘附。离散性颗粒,沉速不变。例如沙与砾石的沉淀，常见于沉沙池、预沉池中。②混凝沉淀/II型沉淀：沉淀过程中颗粒会发生絮凝作用，其形状、尺寸和质量会不断地改变，下降速率也会变化。絮凝性颗粒，沉速增大。常见于铝、铁的混凝过程、初级沉淀池、二沉池等。物理方法-沉淀法

四）沉淀类型物理方法-沉淀法

③区域沉淀/III型沉淀：/拥挤或分层沉淀颗粒在区域沉淀中具有较高的密度(大于1000mg/L)，沉淀中颗粒间相互干扰，沉速降低，颗粒碰撞互相“凝聚”而共同下沉，形成一明显的泥、水界面。清楚地呈现出澄清区和污泥区。沉淀过程实质是泥、水界面下降的过程。如：二沉池的上部；污泥浓缩池上部。④压缩沉降/Ⅳ型沉淀：当悬浮物浓度很高、颗粒互相接触、互相支撑，挤成团块状结构。在上层颗粒的重力作用下将下层颗粒间的水挤出，使颗粒群浓缩。例如：二沉池污泥斗;浓缩池底部。四）沉淀类型五）沉淀法的应用物理方法-沉淀法

给水处理：经混合、絮凝之后的原水进入沉淀池中除去大部分悬浮物和胶体物质。废水处理：预处理：如沉砂池，去除沙砾、果壳等颗粒物。初沉池：去除相当一部分悬浮物。二沉池：去除生物膜、活性污泥。浓缩池：使污泥进一步浓缩。六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

1、沉砂池沉砂池的作用：去除污水中的沙子、煤渣等颗粒物，以免这些杂影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的分类-有三

平流式沉砂池：竖流式沉砂池:

曝气沉砂池:平流式沉砂池物理方法-沉淀法

六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

沉砂池的分类

平流式沉砂池：

构造：入流渠、出流渠、

水流部分和沉砂斗组成。

两端应设有闸门，以控制

水流;由于污水流量在

运行时变化较大，为

了调节流速，设计时

一般采用2座或以上的平流式沉砂池，在不同水量时组合

使用。

在池的底部设置1～2个贮砂斗，下接排砂管。

优点：截留效果好,工作稳定,构造简单,排砂方便。

缺点：不适应流量变化,较少使用

六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

竖流式沉砂池:

竖流式沉淀池示意图进水排泥出水六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

曝气沉砂池六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

曝气沉砂池:

构造:

长型渠道，在一侧设置曝气管。

优点:

对沙砾有淘洗作用,沉砂中有机物含量低于5%；具有预曝气、脱臭等作用；适应水量变化。

缺点:

能耗大、气味大。六）沉淀/砂池简介物理方法-沉淀法

1、沉砂池

平流式沉砂池：竖流式沉