污水的物理处理.ppt

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1、第三章 污水的物理处理重点重点：污水的基本物理处理工艺，格栅，沉淀污水的基本物理处理工艺，格栅，沉淀池，沉砂池。池，沉砂池。难点难点：沉淀池的基本理论，各个基本工艺的常见沉淀池的基本理论，各个基本工艺的常见类型。类型。（课件不得复制）（课件不得复制）3.0概述概述3.1格栅格栅3.2破碎机破碎机3.3沉淀理论沉淀理论3.4沉砂池沉砂池3.5沉淀池沉淀池3.0概述概述污水物理处理污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态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。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，生活污水和工业废水

2、含有大量的漂浮物与悬浮物质，污水处理法的污水处理法的处理对象处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质。就是这些漂浮物与悬浮物质。采用的处理方法：采用的处理方法：1.筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤筛滤截留法：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。重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。3.离心分离法：离心机与漩流分离器。离心分离法：离心机与漩流分离器。返回返回3.1格栅格栅 3.1.1格栅与及其功能格栅与及其功能格栅格栅放置在污水流程的渠道或泵站集放置在污水流程的渠道或泵站集水池进口处，由一组平行金属栅水池进口处，由一组平行金属栅条或筛网组成。条或

3、筛网组成。格栅的功能格栅的功能1.截留较大的悬浮物或漂浮物截留较大的悬浮物或漂浮物2.减轻后续处理构筑物的负荷减轻后续处理构筑物的负荷3.保护后续处理构筑物或水泵机组保护后续处理构筑物或水泵机组 栅渣及清除方式栅渣及清除方式1.栅渣量栅渣量取决于栅条距离、污水性质取决于栅条距离、污水性质删渣含水率：删渣含水率：70%80%，容重：，容重：750kg/m32.清除方式清除方式a.人工清除：只适合小型工程人工清除：只适合小型工程b.机械去除：适合大水厂、卫生条件好，机械去除：适合大水厂、卫生条件好，栅渣量栅渣量 0.2m33.1.2格栅种类格栅种类平面格栅平面格栅：栅条：栅条+框架框架1.格栅间隙

4、格栅间隙据据e的大小可分为：的大小可分为：细格栅细格栅e500mg/L 互相干扰互相干扰沉速下降，颗沉速下降，颗粒分层粒分层二沉池后期二沉池后期压缩沉淀压缩沉淀很高很高互相接触支撑互相接触支撑上压，下承上压，下承二沉池池底，二沉池池底，污泥浓缩池污泥浓缩池3.3.2个体自由沉淀规律个体自由沉淀规律 斯托克斯公式斯托克斯公式 讨论讨论2.1.d，u 提高沉淀效率；提高沉淀效率；3.T，有利于沉淀。，有利于沉淀。3.3.3沉淀实验，沉淀曲线（沉淀实验，沉淀曲线（自由沉淀自由沉淀）第一种实验第一种实验1.污水搅拌均匀注入污水搅拌均匀注入n个沉淀筒（沉淀筒的大小个沉淀筒（沉淀筒的大小d=80mm，2.

5、h=15002000mm），测量悬浮物浓度），测量悬浮物浓度C0；2.经过经过t1、t2tn-1、tn沉淀时间后，分别从各沉淀筒的一沉淀时间后，分别从各沉淀筒的一定高度定高度H处（处（1200mm）取同样样品，分别测）取同样样品，分别测C1、C2Cn-1、Cn；3.计算各沉淀时间的沉淀效率和沉淀速度计算各沉淀时间的沉淀效率和沉淀速度u 第二种实验第二种实验1.污水搅拌均匀后注入污水搅拌均匀后注入n个沉淀筒，经过个沉淀筒，经过t1、t2tn-1、tn时后取时后取H段以上的全部水样，测水样中悬浮物浓度段以上的全部水样，测水样中悬浮物浓度C1、C2Cn-1、Cn；2.utu0=H/t，去除率，去除率

6、1utu0，但取样面附近，但取样面附近2=1+2令令u0某一特定沉速某一特定沉速P0utu0时，颗粒与悬浮颗粒总量之比，即悬浮物剩余量时，颗粒与悬浮颗粒总量之比，即悬浮物剩余量P03.对对utu0的每一种颗粒，去除的每一种颗粒，去除各种不同粒经各种不同粒经 P0 且且絮凝沉淀的沉淀曲线絮凝沉淀的沉淀曲线1.污水搅匀后注入设有一系列取样口的沉淀筒（污水搅匀后注入设有一系列取样口的沉淀筒（h=150200mm，H=15002000mm），测出悬浮物浓度），测出悬浮物浓度C0；2.经不同时间经不同时间t，在不同深度取一定量污水，测浓度，在不同深度取一定量污水，测浓度Ci；3.计算计算E4.绘制絮凝沉

7、淀曲线绘制絮凝沉淀曲线3.3.4理想沉淀池的沉淀原理理想沉淀池的沉淀原理 定义定义为分析易浮颗粒在沉淀池运动的规律及其效果而提出的一种概念。为分析易浮颗粒在沉淀池运动的规律及其效果而提出的一种概念。假设条件假设条件1.污水在池内没水平方向作等速流动水平流速为污水在池内没水平方向作等速流动水平流速为v，从入口到出口的，从入口到出口的流边时间标。流边时间标。2.在流入区，颗粒沿截面在流入区，颗粒沿截面AB均匀分布，并处于自由沉淀状态，颗粒均匀分布，并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速度等于水平流速。的水平分速度等于水平流速。3.颗粒沉到池底即认为被去除。颗粒沉到池底即认为被去除。功能分区功能分区流入

8、区、流出区、沉淀区、污泥区流入区、流出区、沉淀区、污泥区1.颗粒随水流进入沉降区后，其运动轨迹为斜率等于颗粒随水流进入沉降区后，其运动轨迹为斜率等于u/v的直线。的直线。为了完全分离沉速为为了完全分离沉速为u0的颗粒，可得的颗粒，可得u0/v=H/L。2.对于对于uu0的颗粒，有的颗粒，有u/vH/L，因而能全部被除去，沉降效率等，因而能全部被除去，沉降效率等于于(1-p)100(%)。对于。对于uu0的颗粒，一部分被水流带出沉淀池，的颗粒，一部分被水流带出沉淀池，一部分颗粒能被完全除去。一部分颗粒能被完全除去。3.如果沉淀池沉降区的表面积为如果沉淀池沉降区的表面积为A，沉淀池宽为，沉淀池宽为

9、B，处理水量为，处理水量为Q，则有：则有：理想沉淀池分析理想沉淀池分析可以得到：可以得到：式中式中Q/A是沉淀池设计的一个重要参数，称为表面负荷，以是沉淀池设计的一个重要参数，称为表面负荷，以q0表示，其单位是表示，其单位是m3/m2h。4.表面负荷表面负荷表面负荷表面负荷q0在数值上等于除去的颗粒的沉速在数值上等于除去的颗粒的沉速u0 表面负荷表面负荷q0值愈小，沉速值愈小，沉速uu0的颗粒占的颗粒占SS总量的比例愈大，沉速总量的比例愈大，沉速uu0中能被除去的比例也愈大，总沉降效率中能被除去的比例也愈大，总沉降效率E也就愈高。也就愈高。表面负荷与水深无关。当沉降区容积一定时，水深愈浅，则表

10、面表面负荷与水深无关。当沉降区容积一定时，水深愈浅，则表面积愈大。因此，产生了积愈大。因此，产生了“浅层沉降浅层沉降”的应用。的应用。3.根据上面的公式根据上面的公式1.在实际沉淀池中，理想沉淀池的假设条件都不存在。颗粒沉速、温度差、在实际沉淀池中，理想沉淀池的假设条件都不存在。颗粒沉速、温度差、密度差、池内死角、水与池壁摩擦、配水、集水装置等因素使得颗粒的密度差、池内死角、水与池壁摩擦、配水、集水装置等因素使得颗粒的沉速降低，水流水平分速沉速降低，水流水平分速v可能使已沉降的颗粒被重新冲起。可能使已沉降的颗粒被重新冲起。2.二者的综合效果是只有采用比理想条件更长的沉降时间和更小的表面负二者的

11、综合效果是只有采用比理想条件更长的沉降时间和更小的表面负荷，才能达到预期的分离效果。因此，将静置沉降曲线用于沉淀池的设荷，才能达到预期的分离效果。因此，将静置沉降曲线用于沉淀池的设计时，常按以下的经验公式确定设计表面负荷计时，常按以下的经验公式确定设计表面负荷q和沉降时间和沉降时间t:u0、t0分别为由沉降曲线上查得的分别为由沉降曲线上查得的理论沉降速度和沉降时间。理论沉降速度和沉降时间。返回返回 实际沉淀池分析实际沉淀池分析3.4沉砂池沉砂池3.4.1沉砂池作用沉砂池作用去除污水中比重较大的无机去除污水中比重较大的无机颗粒物颗粒物 设于泵站倒虹管前减轻机设于泵站倒虹管前减轻机械、管道的磨损设

12、于初沉池械、管道的磨损设于初沉池前，减轻沉淀池负荷，以及前，减轻沉淀池负荷，以及改改善污泥处理构筑物的处理条善污泥处理构筑物的处理条件。件。3.4.2分类分类平流式沉砂池平流式沉砂池1.组成：入流区、出流区、组成：入流区、出流区、闸板、水流部分及沉砂斗闸板、水流部分及沉砂斗2.特点：沉砂效果好、工特点：沉砂效果好、工作稳定、构造简单作稳定、构造简单。3.设计参数设计参数设计流量：按照最大流量设计流量：按照最大流量Qmax设计（污水自流时），按照水泵组设计（污水自流时），按照水泵组合量设计（水泵抽水时），合量设计（水泵抽水时），降雨时设计流量（合流制）降雨时设计流量（合流制）水平流速保证水平流速

13、保证无机颗粒下沉而有机颗粒不沉无机颗粒下沉而有机颗粒不沉停留时间停留时间有效水深有效水深曝气沉砂池曝气沉砂池1.曝气作用：曝气作用：使污水中有机颗粒经常处于悬浮状态，使砂粒相互摩擦并承受曝气使污水中有机颗粒经常处于悬浮状态，使砂粒相互摩擦并承受曝气剪切力，去除砂粒上附着的有机物，有利于获得洁净的砂粒。剪切力，去除砂粒上附着的有机物，有利于获得洁净的砂粒。2.构造图构造图(右下角右下角)3.设计参数设计参数停留时间：停留时间：13min有效水深有效水深23m宽深比宽深比11.5，长宽比约为，长宽比约为5 多尔沉砂池和钟式沉砂池多尔沉砂池和钟式沉砂池1.特点特点多尔沉砂池多尔沉砂池对平硫沉砂池的发

14、展，重力沉砂洗砂对平硫沉砂池的发展，重力沉砂洗砂钟式沉砂池钟式沉砂池对曝气沉砂池的发展，机械搅拌产生离心力对曝气沉砂池的发展，机械搅拌产生离心力2.构造构造3.钟式沉砂池运行钟式沉砂池运行3.4.3排砂方式排砂方式多斗底重力排砂、机械多斗底重力排砂、机械挂砂、泵吸式排砂、抓挂砂、泵吸式排砂、抓斗斗抓砂抓砂返回返回3.5沉淀池沉淀池3.5.1分类分类竖流式沉淀池竖流式沉淀池 平流式沉淀池平流式沉淀池 辐流式沉淀池辐流式沉淀池 3.5.2平流沉淀池平流沉淀池 构造构造进水区：进水潜孔、进水挡板、配水强进水区：进水潜孔、进水挡板、配水强配水均匀配水均匀出水区：出水浮渣挡板，集水槽、出水渠出水区：出水

15、浮渣挡板，集水槽、出水渠集水均匀集水均匀污泥区：泥斗、排泥机械污泥区：泥斗、排泥机械排泥通畅排泥通畅a a 进水档板作用：消能，均匀布水进水档板作用：消能，均匀布水b b 出水档板作用：阻挡水面的浮渣及油出水档板作用：阻挡水面的浮渣及油平流沉淀池排泥方式平流沉淀池排泥方式静水压法、机械排泥法（刮泥、吸静水压法、机械排泥法（刮泥、吸泥）泥）3.5.3辐流式沉淀池辐流式沉淀池 特点特点1.辐流沉淀池是一种直径较大的圆形池，废水经进水管进入中心布水辐流沉淀池是一种直径较大的圆形池，废水经进水管进入中心布水筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔整流挡板，沿径向呈辐射筒后，通过筒壁上的孔口和外围的环形穿

16、孔整流挡板，沿径向呈辐射状流向池周，经稳流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。状流向池周，经稳流堰或淹没孔口汇入集水槽排出。2.沉于池底的泥渣，由安装于衍架底部的刮板以螺线形轨迹刮入泥斗，沉于池底的泥渣，由安装于衍架底部的刮板以螺线形轨迹刮入泥斗，再借静压或污泥泵排出。再借静压或污泥泵排出。3.由于过流断面由中心向周由于过流断面由中心向周边不断增大，水平分速逐渐边不断增大，水平分速逐渐减小，因此悬浮固体颗粒沉减小，因此悬浮固体颗粒沉降轨迹呈下垂曲线。降轨迹呈下垂曲线。4.圆形池体，变速水流，机圆形池体，变速水流，机5.械排泥械排泥 向心辐流池向心辐流池传统辐流池的不足：中间进水区过水断面最小，水流流速

17、最大，传统辐流池的不足：中间进水区过水断面最小，水流流速最大，影响处理效果。影响处理效果。向心辐流池周边进水，周边出水，进水、出水断面最大，流速最向心辐流池周边进水，周边出水，进水、出水断面最大，流速最小，可以提高处理能力。小，可以提高处理能力。构造构造 辐流池排泥设施辐流池排泥设施 辐流池的运行过程辐流池的运行过程1.竖流沉淀池多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离，池面多呈圆形竖流沉淀池多用于小流量废水中絮凝性悬浮固体的分离，池面多呈圆形或正多边形，其上部圆筒形部分为沉降区，下部倒圆台部分为污泥区，或正多边形，其上部圆筒形部分为沉降区，下部倒圆台部分为污泥区，二者之间有二者之间有0.30.

18、5m的缓冲层。的缓冲层。2.竖流沉淀池运行时，废水进入中心管，由管口出流后，借助反射板的阻竖流沉淀池运行时，废水进入中心管，由管口出流后，借助反射板的阻挡向四周分布，并沿沉降区断面缓慢竖直上升。沉速大于水流速的颗粒挡向四周分布，并沿沉降区断面缓慢竖直上升。沉速大于水流速的颗粒下沉到污泥区，澄清水则由周边的溢流堰溢入集水槽排出。溢流堰内侧下沉到污泥区，澄清水则由周边的溢流堰溢入集水槽排出。溢流堰内侧设有半浸没式挡板来阻止浮渣被水带出。设有半浸没式挡板来阻止浮渣被水带出。3.竖流沉淀池的直径最大不超过竖流沉淀池的直径最大不超过10m，为保证水流的竖向运动，池径与沉，为保证水流的竖向运动，池径与沉降

19、区深度之比不宜大于降区深度之比不宜大于3。4.竖流沉淀池内，水流水平分速为零，在静水中沉速为竖流沉淀池内，水流水平分速为零，在静水中沉速为us的颗粒在池内的的颗粒在池内的实际沉速为实际沉速为us与水上升流速与水上升流速v的矢量和的矢量和(us-v)，颗粒被分离的条件为，颗粒被分离的条件为usv，而，而usv的颗粒始终不能沉底，因而其沉降效率与具有相同表面负荷的颗粒始终不能沉底，因而其沉降效率与具有相同表面负荷的平流沉淀池相比减小的平流沉淀池相比减小。3.5.4竖流沉淀池竖流沉淀池 概述概述特点特点水流由下向上流动，池体直径小，池埋深大。处理水量小。水流由下向上流动，池体直径小，池埋深大。处理水

20、量小。构造构造3.5.5.斜板和斜管沉淀池斜板和斜管沉淀池设有一理想沉淀池，其沉降设有一理想沉淀池，其沉降区的长、宽、深分别为区的长、宽、深分别为L、B和和H，表面积为，表面积为A，处理水量为，处理水量为Q，表面负荷为表面负荷为q0，颗粒沉速为，颗粒沉速为u0，则可得则可得Q=u0A。在在A一定的条件下，若增大一定的条件下，若增大Q，则，则u0成正比增大，沉降效率成正比增大，沉降效率E相应相应降低：反之，要提高沉降效率，则必须减小降低：反之，要提高沉降效率，则必须减小u0，结果，结果Q成正比减小。成正比减小。如果将沉降区高度分隔为如果将沉降区高度分隔为n层，即层，即n个高度为个高度为hHn的浅

21、层沉降的浅层沉降单元，那末在单元，那末在Q不变的条件下，颗粒的沉降深度由不变的条件下，颗粒的沉降深度由H减小到减小到Hn，从而使沉降效率从而使沉降效率E提高，比原来增大了提高，比原来增大了n倍。显然，分隔的浅层数愈倍。显然，分隔的浅层数愈多，多，E值提高愈多，这就是浅层理论。值提高愈多，这就是浅层理论。浅池沉降原理浅池沉降原理 斜板斜管沉淀池的特点斜板斜管沉淀池的特点在沉淀池里安装斜板或斜管，斜板上面为出流区，斜板区域为沉在沉淀池里安装斜板或斜管，斜板上面为出流区，斜板区域为沉降区，斜板以下依次为入流区和污泥区。降区，斜板以下依次为入流区和污泥区。斜板斜管沉淀池的构造斜板斜管沉淀池的构造沉淀池

22、工作时，水从斜板之间或斜管内流过，沉落在斜板、斜管沉淀池工作时，水从斜板之间或斜管内流过，沉落在斜板、斜管底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜板沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管板沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔式集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多式集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。根据沉降区内水流与污泥的相对运动方根据沉降区内水流与污泥的相对运动方向，斜板沉淀池分为异向流、同向流和横向，斜板沉淀池分为异向流、同向流和横向流三种。向流三种。3.5.沉淀池的应用沉淀池的应用返回返回