污水处理常规工艺 第二章水的物理化学处理方法.ppt

1、污水处理常规工艺,第二章水的物理化学处理方法,水体污染物的物理化学特征,水中杂质分类,废水预处理,废水预处理: 属纯物理性质或机械性质的，其目的在于去除那些在性质上或大小上不利于后续处理工程的物质。 预处理方式：物理处理（机械处理）调节,物理处理法,污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态 的固体污染物质。是污水处理的基本方法。 生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，来源：水流夹带 物理处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质,尺度：0.1-1mm以上 采用的处理方法： 1.筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤 2.重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。 3.离心分离法：离心

2、机与漩流分离器。,2.1 隔栅与筛网,一、隔栅 作用：拦截污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物，保护后续处理设施 安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑物之前，或设在泵站之前。 去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。 结构形式：平面格栅和曲面格栅,1、隔栅的类型及应用 （1）人工清渣的隔栅 一般采用直栅条平行焊制而成，栅条间距2040mm，安装倾角4560度，隔栅间应设置操作平台。,（2）机械清渣的隔栅SCLLX移动伸缩臂式格栅除污机.,下图为用于预处理的HUBER ROTAMAT隔栅，废水从固定栅鼓内流出鼓外时，超过缝宽的悬浮物被截留，刮刀将悬浮物刮到渣

3、槽，由螺旋推进器卸走，形成干渣运走,回转式隔栅,回转格栅,2、隔栅的计算 隔栅本身水流阻力很小，主要是由截留物堵塞栅条造成的。 隔栅水头损失达到1015厘米时就该清捞。 隔栅后渠底应比栅前低1015厘米。避免造成回水 根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅流速取0.7米/秒）,二、筛网 作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、纸浆等，可选择不同材质金属丝网和不同孔径的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可做深度处理。 种类： 1、振动式 2、回转式,2.2 沉淀,沉淀法是水处理的最基本方法之一。 利用水中悬浮颗粒可沉降性能，在重力作用下下沉，达到固液分离的一种过程。,在环境领域沉降原理如何利用？,应

4、用 水与废水处理： 各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体）的沉降 比重较小絮体的上浮 油珠的上浮 气体净化： 粉尘、液珠,沉 淀,沉淀处理应用的位置,用于废水的预处理沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离二次沉淀池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩污泥浓缩池,一、沉淀基本理论 1、沉淀类型 （1）自由沉淀：离散颗粒、沉速不变 （沉砂池、初沉池前期） （2）絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）,（3）拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）,（4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水 在上层颗粒

5、的重力下挤出，污泥得到浓缩。,2、自由沉淀基本理论 假设沉淀的颗粒是球形 重力： F1= 1/6 d3 (p - l ) g 阻力： Fd=CD l u2/2 d2/4 CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。,流体阻力,当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会受到来自流体的阻力。 该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。 流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小与流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、粘度以及颗粒物的大小、形状有关。 对于一般非球形的颗粒物，这种关系非常复杂。,对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：,颗粒的雷诺数,CD:阻力（曳力）系数，是雷诺数的

6、函数。 AP：颗粒的投影面积,重力沉降,一、重力场中颗粒的沉降过程,浮力Fb,重力Fg,假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算？,根据牛顿第二定律，颗粒将产生向下运行的加速度,阻力（曳力）FD,达到平衡时：,ut颗粒终端沉降速度（terminal velocity ）,（1）层流区：ReP2 CD=24/ReP,（2）过渡区：2ReP103,艾仑(Allen)公式,3、理想沉淀池 1）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，速度为u。 2）水流水平流动，在过水断面上，各点流速相等，水平流速为v。 3）进口区域，悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上 4）颗粒到底就被去除。,水平流速 v=Q/(H B) B

7、: 池宽 流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留速度。 uu0的颗粒可以全部去除 uu0的颗粒只能部分去除,去除率 Eui/u0 = ui/(Q/A) q=Q/A =u0 表面负荷或溢流率 对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为 Eui/u0 = ui/(Q/A),理想沉淀池中： E与表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。,1）E一定，ui越大，表面负荷越大； 或q不变但E增大。ui与混凝效果有关，应重 视加强混凝工艺。 2）ui一定，增大A，可以增加Q或增大E。 当容积一定时，增加A，可以降低水深“浅层理论”。,二、沉淀实验 1、

8、静置沉淀实验,1、在ti时，从底部取样，测定Ci 2、计算 ti ui = h/ti Ci pi = Ci/C0 pi：沉速小于ui的颗粒占全部颗粒的比重 3、pu 曲线（颗粒粒度分布曲线）,p,u=h/t,4.颗粒去除率 在t0 时， uu0 的颗粒全部去除 uu0 的颗粒部分去除 hi/h = uit0/(u0t0) = u/u0,通过实验可绘制以下曲线：,E-t 曲线,Eu曲线（与水深无关）,2、絮凝沉淀实验 在沉淀过程中，颗粒变大，沉淀变大。 悬浮物的去除率不仅与沉速有关，而且与深度、时间有关。 无理论描述公式，只能通过沉淀实验预测沉淀效果。,沉淀柱高度实际沉淀池深度 1）在时间ti，

9、不同深度测Ci 2) 计算各深度处的颗粒去除百分率 p=(C0Ci)/C0100% 3）绘制去除百分率等值线,4）计算颗粒去除率 方法1：按自由沉淀来类推（参考图169） 方法2：中部取样法 P（C0-C）/C0*100% C：h/2处的浓度,5）沉淀效率、表面负荷和停留时间之间的关系 要求一定的去除率- 设计停留时间和表面负荷 假定不同的水力停留时间t-计算总去除率 P 得出相应的表面负荷 q 绘制三者之间的关系曲线 注意：曲线与水深有关。,三、沉淀池 分类 平流式 竖流式 辐流式 斜流式,平流式沉淀池,竖流式沉淀池,（一）平流式沉淀池,池型呈长方形，废水从池的一端流人，水平方向流过池子，从

10、池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。,1、构造 （1）流入装置 流量均匀分布 可采用配水孔或者缝 给水中，通常采用穿孔花墙 v0.15-0.2 m/s,（2）流出区装置 出水均匀。通常采用：溢流堰（施工难） 三角堰（对出水影响不大 淹没孔口（容易找平） 控制单位堰长的出水量： 给水：500 m3/(m d) 初沉：2.9L/（m） 二沉：1.5- 2.9 L/(m s),（3）排泥装置 水力条件要求： 减少紊动性：紊动性指标Re = vR/ ：运动粘度 提高稳定性：弗劳德数Fr v2/Rg （Fr高，表明对温差、密度差异重流和风浪的抵抗能力强。 同时满足的

11、只能降低水力半径R，措施是加隔板 L/B4, L/H10,水流速度的控制也很重要 适宜范围：1025 mm/s（给水） 57mm/s（污水） 泥斗排泥： 靠静水压力 1.5 2.0m，下设有排泥管 多斗形式，可省去机械刮泥设备（池容不大时） 机械排泥： 带刮泥机，池底需要一定坡度 虹吸吸泥车,2.3调节,一、调节池的作用 1、调节水质水量 2、平衡水温 调节池其它作用： 调整pH值； 降低水温； 临时贮存事故排水。 生物预处理（如预曝气）,调节池的分类与特征 1、形式：圆形、方形、（自然）多边形等，可建在地下或地上。 2、结构：混凝土、钢筋混凝土、石结构和自然体等。 3、位置：前置原废水集中调

12、节池 分流调节地 处理后水调节池。 4、功能：水量调节池 水质水量调节池 具预处理作用的调节池,水质调节池 水质调节的任务是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。 （一）水质调节的基本方法 利用外加动力强制调节（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）。 利用差流方式进行自身水力混合。,二、调节池构造 1、对角线出水的调节池 调节池构造：出水槽沿池的对角线方向设置。 池内设有若干纵向隔板。 废水走向：经左右两侧的水槽进入池内。同时进入池内的废水，停留时间不同。 出水槽内，同一废水不同时刻流入池内的，在槽中相遇并混合，实现水质均一。,调节池液面可上下自由波动以此实现水量调节。池底设置沉渣斗，通过排渣管定期排渣。,2、折流式调节池,3、线内水量调节池,4、强制式调节池,三、调节池的设计计算 调节池的容积 调节池的容积主要根据废水流量、浓度变化及均和程度决定。 设计时应考虑几种情况： 水质变化不大，仅调节水量的调节池; 水质和流量变化均不规则变化。 当无流量变化资料时，调节池可按平均时流量的6-8小时计算。（停留时间6-8小时）,池容积的计算 Vqt 式中 V调节池容积； t废水在调节池内的停留时间； qt小时内废水平均流量； 对角线式调节池： Vqt1.4 式中 1.4经验参数。,确定调节池的均衡