污水处理常规工艺 第二章水的物理化学处理方法.ppt

《污水处理常规工艺 第二章水的物理化学处理方法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水处理常规工艺 第二章水的物理化学处理方法.ppt（71页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

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水中杂质分类杂质溶解物（低分子、离子）胶体悬浮物颗粒尺寸0.1nm1nm10nm100nm1101001mm分辨工具电子显微镜超显微镜显微镜肉眼水的外观透明浑浊浑浊废水预处理废水预处理废水预处理:属属纯纯物物理理性性质质或或机机械械性性质质的的，其其目目的的在在于于去去除除那那些些在在性性质质上上或或大大小小上上不不利利于于后后续续处理工程的物质。处理工程的物质。预处理方式：预处理方式：物理处理（机械处理）物理处理（机械处理）调节调节物理处理法物理处理法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

2、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，来生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，来源：水流夹带源：水流夹带 物理处理对象就是这些物理处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质漂浮物与悬浮物质,尺度：尺度：0.1-1mm以上以上 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：

3、离心机与漩流分离器。2.1 隔栅与筛网隔栅与筛网一、隔栅一、隔栅作用作用：拦截拦截污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物，保污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物，保护后续处理设施护后续处理设施安安装装位位置置：格格栅栅设设在在污污水水处处理理厂厂中中所所有有处处理理构构筑筑物物之前，或设在泵站之前。之前，或设在泵站之前。去去除除对对象象：用用以以截截留留废废水水中中粗粗大大的的悬悬浮浮物物和和漂漂浮浮物物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。结构形式：结构形式：平面格栅和曲面格栅平面格栅和曲面格栅1、隔栅的类型及应用、隔栅的类型及应用（1）人工清渣的隔栅）人工清渣的隔栅 一般采

4、用一般采用直栅条平行焊制直栅条平行焊制而成，栅条间距而成，栅条间距2040mm，安装倾角安装倾角4560度，隔栅间应设度，隔栅间应设置操作平台。置操作平台。（2）机械清渣的隔栅）机械清渣的隔栅SCLLX移动伸缩臂式移动伸缩臂式格栅除污机格栅除污机.下图为用于预处理的下图为用于预处理的HUBER ROTAMAT隔隔栅，废水从固定栅鼓内流出鼓外时，超过缝栅，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槽宽的悬浮物被截留，刮刀将悬浮物刮到渣槽，由螺旋推进器卸走，形成干渣运走，由螺旋推进器卸走，形成干渣运走回转式隔栅回转格栅回转格栅2、隔栅的计算、隔栅的计算 隔栅本身隔栅本身

5、水流阻力很小水流阻力很小，主要是由截留，主要是由截留物堵塞栅条造成的。物堵塞栅条造成的。隔栅水头损失达到隔栅水头损失达到1015厘米厘米时就该清捞。时就该清捞。隔栅后渠底应比栅前隔栅后渠底应比栅前低低1015厘米厘米。避免造。避免造成回水成回水 根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅流根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅流速取速取0.7米米/秒秒）二、筛网二、筛网作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、纸浆等，可选择纸浆等，可选择不同材质金属丝网和不同孔不同材质金属丝网和不同孔径径的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可做深

6、度处理。做深度处理。种类：种类：1、振动式、振动式 2、回转式、回转式2.2 沉淀沉淀沉淀法是水处理的最基本方法之一。沉淀法是水处理的最基本方法之一。利用水中悬浮颗粒利用水中悬浮颗粒可沉降可沉降性能，在重力性能，在重力作用下下沉，达到作用下下沉，达到固液分离固液分离的一种过程。的一种过程。在环境领域沉降原理如何利用？在环境领域沉降原理如何利用？应用应用水与废水处理：水与废水处理：各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体）的沉降）的沉降比重较小絮体的上浮比重较小絮体的上浮油珠的上浮油珠的上浮气体净化：气体净化：粉尘、液珠粉尘、液珠沉 淀沉淀处理应用的位置用于废水的预处理用于废

7、水的预处理沉砂池沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理初次沉淀池初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离用于生物处理后的固液分离二次沉淀池二次沉淀池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩用于污泥处理阶段的污泥浓缩污泥浓缩池污泥浓缩池 一、沉淀基本理论一、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）拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）（

8、4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水水 在上层颗粒的重力下在上层颗粒的重力下挤出挤出，污泥得到，污泥得到浓缩浓缩。2、自由沉淀基本理论、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 d2/4CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。流体阻力流体阻力 n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。受到来自流体的阻力。n该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。n流体阻力的方

9、向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小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与流体和颗粒物之间的相对运动速度u u、流体的密度流体的密度、粘度、粘度 以及颗粒物的大小、形状有关。以及颗粒物的大小、形状有关。n对于一般非球形的颗粒物，这种关系非常复杂。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：对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：颗粒的雷诺数 C CD D:阻力（曳力）系数，是雷诺数的函数阻力（曳力）系数，是雷诺数的函数。AP：颗粒的投影面积颗粒的投影面积重力沉降重力沉降一、重力场中颗粒的沉降过程一、重力场中颗粒的沉降

10、过程 浮力浮力Fb重力重力Fg假设球形颗粒粒径为假设球形颗粒粒径为dP、质量为质量为m。沉速如何计算？沉速如何计算？根据牛顿第二定律，颗粒根据牛顿第二定律，颗粒将产生向下运行的加速度将产生向下运行的加速度 阻力（曳力）阻力（曳力）FD达到平衡时：达到平衡时：ut颗粒终端沉降速度（颗粒终端沉降速度（terminal velocity）（1）层流区：）层流区：ReP 2 CD=24/ReP 斯托克斯（斯托克斯（Stokes）公式公式（2）过渡区过渡区：2ReP103 艾仑艾仑(Allen)公公式式（3）紊流区：）紊流区：103ReP2 105 CD=0.44牛顿（牛顿（Newton）公式公式 3、

11、理想沉淀池、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。水平流速水平流速 v=Q/(H B)B:池宽池宽 流线流线III：正好有一个沉降速度为正好有一个沉降速度为u0的颗粒从的颗粒从池顶沉淀到池底，称为池顶沉淀到池底，称为截留速度截留速度。u u0的颗粒可以全部去除的颗粒可以全部去除 uu0的颗粒只能部分去除的颗粒只能部分去除 去除率去除率 Eui/u0=ui/(Q/A)q=Q/A=u0 表面负荷或溢流率表面负荷或溢流率对于颗粒沉速小于对于颗粒沉速小于u0的颗粒

12、来讲，去除率为的颗粒来讲，去除率为 Eui/u0=ui/(Q/A)理想沉淀池中：理想沉淀池中：E与与表面负荷表面负荷有关，而与其它因素（如水有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。1）E一定，一定，ui越大，表面负荷越大；越大，表面负荷越大；或或q不变但不变但E增大。增大。ui与混凝效果有关，应与混凝效果有关，应重重 视视加强混凝工艺。加强混凝工艺。2）ui一定，增大一定，增大A，可以增加可以增加Q或增大或增大E。当容积一定时，增加当容积一定时，增加A，可以降低水深可以降低水深“浅层理论浅层理论”。二、沉淀实验二、沉淀实验1、静置沉淀实验

13、、静置沉淀实验t=0t=tih1、在ti时，从底部取样，测定Ci2、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）pu=h/t4.颗粒去除率颗粒去除率 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 2、絮凝沉淀实验、絮凝沉淀实验在沉淀过程中，颗粒变大，沉淀变大。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，而且与深悬浮物的去除率不仅与沉速有关，而且与深度、度、时间有关。时间有关。

14、无理论描述公式，只能通过沉淀实验预测沉无理论描述公式，只能通过沉淀实验预测沉淀效果。淀效果。沉淀柱高度实际沉淀池深度1）在时间ti，不同深度测Ci2)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）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）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

15、有关。三、沉淀池三、沉淀池分类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、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：4,L/H10水流速度的控制也很重要水流速度的控制也很重要适宜范围：1025 mm/s（给水）57m

16、m/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调调节节一、调节池的一、调节池的作用作用 1、调节水质水量、调节水质水量 2、平衡水温、平衡水温 调节池其它作用：调节池其它作用：调整调整pHpH值；值；降低水温；降低水温；临时贮存事故排水。临时贮存事故排水。生物预处理（如预曝气）生物预处理（如预曝气）调节池的分类与特征调节池的分类与特征 1 1、形形式式：圆圆形形、方方形形、（自自然然）多多边边形形等等，可可建建在在地地下或地上。下或地上。2 2、结构：、结构：混凝土、钢筋混凝土、

17、石结构和自然体等。混凝土、钢筋混凝土、石结构和自然体等。3 3、位置：、位置：前置原废水集中调节池前置原废水集中调节池 分流调节地分流调节地 处理后水调节池。处理后水调节池。4 4、功能：、功能：水量调节池水量调节池 水质水量调节池水质水量调节池 具预处理作用的调节池具预处理作用的调节池水质调节池水质调节池 水水质质调调节节的的任任务务是是对对不不同同时时间间或或不不同同来来源源的的废水进行混合，使流出废水进行混合，使流出水质比较均匀水质比较均匀。（一）水质调节的基本方法（一）水质调节的基本方法 利利用用外外加加动动力力强强制制调调节节（如如叶叶轮轮搅搅拌拌、空气搅拌、水泵循环）。空气搅拌、水

18、泵循环）。利用差流方式进行利用差流方式进行自身水力混合自身水力混合。二、调节池构造二、调节池构造1、对角线出水的调节池、对角线出水的调节池调节池调节池构造构造：出水槽沿池的对角线方向：出水槽沿池的对角线方向设置。设置。池内设有若干池内设有若干纵向隔板纵向隔板。废水废水走向走向：经：经左右两侧左右两侧的水槽进入池内。的水槽进入池内。同时进入池内的废水，停留时间不同。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，的，在槽中相遇并混合，实现水质均一实现水质均一。调节池液面可上下自由波动以此调节池液面可上下自由波动以此实现水

19、量调实现水量调节节。池底设置沉渣斗，通过排渣管。池底设置沉渣斗，通过排渣管定期排渣定期排渣。2、折流式调节池、折流式调节池3、线内水量调节池线内水量调节池4、强制式调节池、强制式调节池三、调节池的设计计算三、调节池的设计计算调节池的容积调节池的容积 调调节节池池的的容容积积主主要要根根据据废废水水流流量量、浓浓度度变变化化及及均均和和程程度度决定。决定。设计时应考虑几种情况：设计时应考虑几种情况：水质变化不大，水质变化不大，仅调节水量仅调节水量的调节池的调节池;水质和流量变化均不规则变化。水质和流量变化均不规则变化。当当无无流流量量变变化化资资料料时时，调调节节池池可可按按平平均均时时流流量量

20、的的6-86-8小小时计算。（时计算。（停留时间停留时间6-86-8小时小时）池容积的计算池容积的计算 Vqt 式中式中 V调节池容积；调节池容积；t废水在调节池内的停留时间；废水在调节池内的停留时间；qt小时内废水平均流量；小时内废水平均流量；对角线式调节池：对角线式调节池：Vqt1.4 式中式中 1.4经验参数。经验参数。确定调节池的均衡时间和容积，设计确定调节池的均衡时间和容积，设计调节池时按流量和浓度在高蜂时的区间计调节池时按流量和浓度在高蜂时的区间计算，调节时间越长水质水量越稳定，根据算，调节时间越长水质水量越稳定，根据废水排放情况，建筑场地，资金等具体条废水排放情况，建筑场地，资金等具体条件，确定调节时间，调节池设计根据下式件，确定调节时间，调节池设计根据下式计算而得：计算而得：C1q1t1+c2q2t2+c3q3t3qTC=C24小时废水平均浓度，小时废水平均浓度，mg/L；c1，c2cn废水在各时间段废水在各时间段t1，t2tn内的内的平均浓度，平均浓度，mg/L；q1，q2qn废水在各时间段废水在各时间段t1，t1tn内的平均内的平均流量流量m3/h；t1，t2tn时间段时间段(h)总和等于总和等于T；q24小时内平均废水量小时内平均废水量