水处理工程预处理2.ppt

第二章 预处理水质水量调节筛滤 中和水处理工程水处理工程第1节 水质水量调节n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。n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。水处理工程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线外调节线外调节溢流井水处理工程水处理工程1-31-3水处理工程 生产周期生产周期T T内废水总量内废水总量WTWT（m m3 3）式中：式中：qiqititi时段内废水的平均流量，时段内废水的平均流量，m3/hm3/h titi时段时段,h,h 在周期在周期T T内废水平均流量内废水平均流量Q Q（m3/hm3/h）水处理工程废水流量累积曲线如图废水流量累积曲线如图1-41-4所示所示 1-4水处理工程水处理工程n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水处理工程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水处理工程水处理工程废水经过一定调节时间后的平均浓度按下式计算CT小时内的废水平均浓度（mg/L);qT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水处理工程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。n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水处理工程例题：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。水处理工程解：废水流量和浓度较高的时间间段在1218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=1.2qt=1.2289347m3 1.2为保险系数当无废水资料时，调节池容积可按平均流量68h计算。水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程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水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程水处理工程第2节 筛滤n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，格栅安置的倾角，度，一般为6070；h栅前水深，m;v过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.81.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。b栅条净间隙，m，粗格栅b=50100mm,中格栅b=1040mm,细格栅b=310mm。当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。水处理工程一、格栅一、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、细两道格栅第第2 2节节 筛滤筛滤l阻截粗大的漂浮物和悬浮物。l格栅的去除效率与格栅的设计很有关系。水处理工程（一）格栅分类（一）格栅分类l 按形状分按形状分水处理工程 按栅条净间隙按栅条净间隙e e来分来分 按清渣方式来分按清渣方式来分水处理工程粗格栅粗格栅细格栅细格栅平面图平面图剖视图剖视图水处理工程人工清渣格栅适用范围：渣量小的小型污水处理装置。格格栅栅的的分分类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。机械清渣格栅机械清渣格栅人人工工清清渣渣格格栅栅各种格栅各种格栅自动机械格栅自动机械格栅钢丝绳牵引格栅钢丝绳牵引格栅WGWG型机械格栅型机械格栅水处理工程水处理工程第2节 筛滤（二）设计内容 尺寸计算、水力计算、栅渣量计算尺寸计算、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，格栅安置的倾角，度，一般为6070；h栅前水深，m;v过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.81.0m/s,平均设计流量时为0.3m/s。b栅条净间隙，m，粗格栅b=50100mm,中格栅b=1040mm,细格栅b=310mm。当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。水处理工程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/tg L1=(B-B1)/(2 tg1)L2=L1/2,水处理工程n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：水处理工程第3节 中和Neutralizationn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。n使用条件对于浓度较高（达到3%5%）的酸碱废水，首先考虑：能否重复利用能否回收化工原料能否用作水处理中离子交换剂的再生液或水质稳定剂。n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。水处理工程一、酸性废水和碱性废水的来源一、酸性废水和碱性废水的来源 (1)(1)酸性废水的主要来源：酸性废水的主要来源：化化工工厂厂、化化肥肥厂厂、化化纤纤厂厂、钢钢铁铁厂厂、食食品品厂厂、选选矿矿厂厂、酸酸洗洗车车间间及及电电镀镀车车间间等等排排出出酸酸性性废废水水，有有无无机机酸酸，也也有有有有机机酸酸，往往往往同同时时含含有有悬悬浮浮物物、金属盐类和有机污染物等。金属盐类和有机污染物等。(2)(2)碱性废水的主要来源：碱性废水的主要来源：印印染染厂厂、纺纺织织厂厂、皮皮革革厂厂、造造纸纸厂厂、炼炼油油厂厂及某些化工厂等。及某些化工厂等。水处理工程二、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1.11.2；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、湿法水处理工程干法: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。水处理工程n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Qmax950m3/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100700mg/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。水处理工程计算：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：GQC/1000=19000500/1000=9500kg/d 折算成CaO的用量G=G56/747189kg/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=1042.6kg/m3=1.0426t/m3，所以每月平均需用石灰体积：V=G/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=1200950/1000=1140（kgCa(OH)2/h）N=114056/74=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)水处理工程4.石灰消化池容积和尺寸已知最大用水量Wmax10.3 m3/h,停留时间T=5min，所以，消化池的容积 VD=WmaxT=10.35/60=0.86 m3 设存水深度h20.51m，保护高度h1=0.69m，则消化池平均面积 A=VD/h2=0.86/0.51=1.69 m2 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23g/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。水处理工程普通中和滤池：滤料粒径不宜过大，也不得混有粉料杂质，一般采用3050mm；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11.5m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912mm，孔距及孔数根据计算确定；卵石承托层厚度为0.150.2m，粒径为2040mm。滤料粒径一般采用0.53mm。滤层厚度在运转初期采用1m，每班加料24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6070m/h，变速滤柱下部滤速130150m/h，上部4060m/h。水处理工程（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考虑中和过程的不完全系数，一般采用1.52.0,特别是含重金属离子的污水，最好根据现场试验确定。中和池容积V按下式计算：V=（Qj+Qs)T ,T中和时间，一般采用12小时。当量浓度D与其他浓度的换算关系为式中：E-为酸（碱）的当量值，见下表 C-以g/L计的浓度；x以百分数计的浓度。名称H2SO4HClHNO3C2H4O2NaOHKOHCa(OH)2CaONH3E49.0436.4763.0160.040.0156.137.0528.0417.0水处理工程水处理工程n三、碱性废水的中和处理（1）利用废酸性物质中和法含酸废水、烟道气等烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行。出水碱性废水液体再分布板烟道气尾气支撑板填料填料废水从塔顶布水器均匀喷出，烟道气则从塔底鼓入，两者在填料层间进行接触，完成中和过程，使碱性废水和烟道气都得到净化。优点：以废治废、投资省，运行费用低；缺点是出水中硫化物、耗氧量和色度都会明显增加，还需进一步处理。（2）药剂中和法常用药剂是硫酸、盐酸及压缩二氧化碳中和工艺同药剂中和酸性废水相同。水处理工程水处理工程思考题：1.调节池的主要作用是什么？调节池的位置如何确定？2.格栅、筛网的主要功能是什么？各适用于什么场合？3.比较投药中和法和过滤中和法的适用条件。