《物化处理一》PPT课件.ppt

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1、第三章污水的物理化学处理第一节污水的物理处理一、格格栅（grill）（一）格格栅的目的及分类格格栅的目的是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护的目的是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法后续处理设施能正常运行的一种预处理方法,由平行的由平行的棒和条构成的格栅棒和条构成的格栅.1.人工清除的格栅人工清除的格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.机械格栅机械格栅移动伸缩臂式格栅除污机：抓斗链条式链条式转鼓式转鼓式（二）隔栅的计算隔栅本身水流阻力很小，一般只有几厘米，阻力主要是由截留物堵塞栅条造成的。一

2、般隔栅水头损失达到1015厘米时就该清捞。为了避免造成回水，隔栅后渠底应比栅前低1015厘米。废水过栅流速取0.7米/秒，流速过小易产生沉淀，过大可能冲走截留物。根据流速可计算隔栅总宽度。人工清渣格栅示意图移动式伸缩臂机械格栅示意图二、沉淀（settlement）（一）概述沉淀法是水处理中最基本的方法之一。1.沉淀法的定义沉淀法又称为重力沉降法，是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀法的去除对象是悬浮物中粒径在10m以上的可沉固体2.沉淀法的作用预处理初次沉淀池二次沉淀池污泥浓缩池3.沉淀类型根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱根据废

3、水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉降可分为及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉降可分为四种类型：四种类型：自由沉降：自由沉降：离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变（沉砂池、初沉池前期）絮凝沉降：絮凝沉降：絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀成层沉降成层沉降(集团沉降、干涉沉降）：集团沉降、干涉沉降）：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）压缩沉降：压缩沉降：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。自由沉降的特点：自由沉降的特点：发生条件：发生条件：废水中的悬浮固体浓度不高，

4、而且不具有凝聚性废水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚性时发生的。时发生的。特征：特征：沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不变。变。现象：现象：实验时可观察到水是从上到下逐步变清的实验时可观察到水是从上到下逐步变清的。絮凝沉降的特点：絮凝沉降的特点：发生条件：发生条件：固体浓度也不高，但具有凝聚性是发生的。固体浓度也不高，但具有凝聚性是发生的。特征：特征：在沉降的过程中，颗粒互相碰撞、粘合，结合在沉

5、降的过程中，颗粒互相碰撞、粘合，结合成较大的絮凝体而沉降；成较大的絮凝体而沉降；沉降的过程中颗粒的尺寸不断变化；颗粒的沉沉降的过程中颗粒的尺寸不断变化；颗粒的沉降速度是变化的。降速度是变化的。现象：现象：水也是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象水也是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象。成层沉降的特点：成层沉降的特点：发生条件：发生条件：废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。特征：特征：每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为速有所降低，在聚合力的作用

6、下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。现象：现象：实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，沉降的过程实际上是该界面下沉的过程沉降的过程实际上是该界面下沉的过程。压缩沉降的特点：压缩沉降的特点：发生条件：发生条件：废水中悬浮物的浓度很高时发生的。废水中悬浮物的浓度很高时发生的。特征：特征：此时固体颗粒互相接触，互相支承，在上层此时固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。被挤出界面，固体颗

7、粒群被浓缩。现象：现象：粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。（二）沉淀及理论基础1.颗粒自由沉降速度的确定计算颗粒沉降速度的假设：计算颗粒沉降速度的假设：（1）颗粒为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉降过程中其大）颗粒为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉降过程中其大小、形状和质量等均不变；小、形状和质量等均不变；（2）水处于静止状态；）水处于静止状态；（3）颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用。）颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用。在以上假设的条在以上假设的条件下可以得出球形颗粒的沉降速度公式

8、。件下可以得出球形颗粒的沉降速度公式。Stokes公式式中：公式式中：u颗粒的沉降末速度，颗粒的沉降末速度，m/s；s、分别表示颗粒及水的密度分别表示颗粒及水的密度kg/m3，g重力加速度，重力加速度，m/s2 水的粘度，水的粘度，Pa s；d颗粒的粒径，颗粒的粒径，m。Stokes公式：公式：Stokes公式说明的问题公式说明的问题（1）颗粒与水的密度差（）颗粒与水的密度差（s）愈大，它的沉速也愈大，）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。成正比关系。当当 s 时时u0，颗粒下沉；，颗粒下沉；当当 s 时时,u20 m的颗粒。的颗粒。颗粒的沉淀速度是沉淀器设计的重要参数，虽然能够计算，但其计算公

9、式推导过程有许多假设，实际情况与这些假设相差较大，因此实际沉降要复杂得多，需要通过试验，绘制各种参数间的关系曲线，才能确定设计沉淀池的参数，这些曲线通称为沉淀曲线。2.自由沉淀试验水中颗粒的沉淀性能，一般都通过静置沉淀试验测定，实验在沉淀柱中进行。将待测废水搅拌均匀，加入到各沉降柱中直至水从上部溢流口溢将待测废水搅拌均匀，加入到各沉降柱中直至水从上部溢流口溢出为止，搅拌均匀并测定原始浓度出为止，搅拌均匀并测定原始浓度c0；搅拌均匀后开始计时，并搅拌均匀后开始计时，并按确定好的时间间隔，顺序从不同的沉降柱取样口取样，分别测按确定好的时间间隔，顺序从不同的沉降柱取样口取样，分别测定相应的悬浮物浓度

10、定相应的悬浮物浓度c1、c2、c3 cn。把结果添入记录表中。把结果添入记录表中试验记录用表格沉降柱编号沉降柱编号123n沉降时间沉降时间/mint1t2t3tn试样固体浓度试样固体浓度/（mg/L）c1c2c3cn沉降速度沉降速度/（m/s）ui=H/tiu1u2u3un剩余固体分数剩余固体分数p=ci/c0p1p2p3pn以沉降速度以沉降速度u为横坐标，为横坐标，x为纵坐标作图，得为纵坐标作图，得到下图所示曲线：到下图所示曲线：pou0沉淀速度u剩余颗粒百分数p对于指定时间t，u0H/tuu0的颗粒可以全部去除uu0的颗粒只能部分去除去除率为Eh/Hut/u0设沉降速度uu0的颗粒占SS总

11、量的比例为P0%,则可以完全去除的颗粒为1-P0uu0的颗粒中只能部分去除,以dp表示uu0的颗粒中某一微小粒径范围的颗粒占SS总量的比例,其中只有dp.u/u0能被去除，对于整个颗粒的去除率则为：由于得到u与x的数学表达式比较难，实际计算时后面的积分项用图解法求得。如下图所示，则Et(1-x0)+(uixi)/u0pou03.絮凝沉淀4.沉淀器的工作原理1）理想沉淀池四个区域：进水区域沉淀区域出水区域污泥区域理想沉淀池的条件：理想沉淀池的条件：(1)进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物在流入区沿水深均进出水均匀分布到整个横断面，悬浮物在流入区沿水深均匀分布；匀分布；(2)悬浮物在沉淀区等速下沉

12、；悬浮物在沉淀区等速下沉；(3)悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度，水流是稳悬浮物在沉淀过程中的水平分速等于水流速度，水流是稳定的；定的；(4)悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除去，不再浮起。悬浮物落到池底污泥区，即认为已被除去，不再浮起。水平流速v=qv/(HB)B:池宽考察顶点，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，为某一指定颗粒的最小沉降速度。uu0的颗粒可以全部去除uu0的颗粒只能部分去除去除率为Eh/Hui/u0对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为Eui/u0设沉降速度uu0的颗粒占SS总量的比例为P0%,则可以完全去除的颗粒为1-P0uu0的颗粒中

13、只能部分去除,以dp表示uu0的颗粒中某一微小粒径范围的颗粒占SS总量的比例,其中只有dp.u/u0能被去除,长长为为L，有有效效水水深深为为H，宽宽为为B的沉淀池，表面积为的沉淀池，表面积为A=LBLH2）沉淀器表面负荷）沉淀器表面负荷(surface loading)由上式可知，颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流速、沉淀时间）无关。但实际沉淀池是偏离理想沉淀池。从上式反映以下两个问题：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，可以增加产水量Q或增大E。当容积一定时，增加A，

14、可以降低水深“浅层理论”。3）沉降器表面负荷的确定：1）通过实验，得出沉降曲线2）确定沉降效率3）查得理论沉降速度和沉降时间4）确定表面负荷和沉降时间q=(1/1.251/1.75)u0t=(1.5-2.0)t0（三）沉砂池（gritsettlingtank）1、普通沉砂池沉砂池的功能就是从废水中分离密度较大的无机泥砂颗粒，例如沉砂池的功能就是从废水中分离密度较大的无机泥砂颗粒，例如砂粒等砂粒等,它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含

15、率，提高污泥作为肥料的价值。作为肥料的价值。沉砂池既是一种预防性的处理构筑物，又是一种预备性的处理构沉砂池既是一种预防性的处理构筑物，又是一种预备性的处理构筑物。筑物。沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式和竖流式沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式和竖流式两种。其中以平流式沉砂池的截留效果最好，而且常用。两种。其中以平流式沉砂池的截留效果最好，而且常用。平流式沉砂池2.曝气沉砂池剖面图曝气沉砂池实景机械排砂曝气沉砂池机械排砂曝气沉砂池3.旋流沉砂池旋流沉砂池也称涡流沉砂池，一般设计为圆形，池中心设有1台可调速的旋转浆板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中

16、心旋转浆板下设有砂斗。进水渠道平直段长度至少应为渠宽的7倍，且不应小于4.5m；出水渠道应为进水渠道宽度的2倍，进水渠道与出水渠道的夹角应大于270度。主要工艺参数：进水渠道流速：.9m/s水力表面负荷：200m3/m2d停留时间：2030s排砂方式有两种：一种是砂泵排砂；另一种是气提。这种沉砂池的优点是通过合理地调节旋转浆板的转速，可以有效地去除其它形式沉砂池难于去除的细砂（0.1mm以下的砂粒）。（四）沉淀池沉淀池由五个基本部分组成：进水区、出水区、沉淀沉淀池由五个基本部分组成：进水区、出水区、沉淀区、储泥区及缓冲区区、储泥区及缓冲区沉淀池得运行方式有两种：间歇式和连续式沉淀池得运行方式有

17、两种：间歇式和连续式平流式：平流式沉淀池平流式：平流式沉淀池，废水从池一端流入，沿水平，废水从池一端流入，沿水平方向在池内流动，从另一端溢出，池的形状呈长方形，方向在池内流动，从另一端溢出，池的形状呈长方形，在进口处的底部设贮泥斗。在进口处的底部设贮泥斗。辐流式：形状呈圆形辐流式：形状呈圆形或方形，废水从池中或方形，废水从池中心进入，沉淀后废水心进入，沉淀后废水从池周边溢出。从池周边溢出。竖流式竖流式(upward-flow)：废水从池中央下部：废水从池中央下部进入，由下向上流动。进入，由下向上流动。出水出水进水进水1.平流式沉淀池（1）平流式沉淀池的构造与工作特点）平流式沉淀池的构造与工作特

18、点平流式沉淀池的主要组成部分及作用：平流式沉淀池的主要组成部分及作用：流入装置：其作用是消能，使废水均匀分布。流入装置：其作用是消能，使废水均匀分布。流入装置是横向潜孔，潜孔均匀地分布在整个宽度上，在潜孔前流入装置是横向潜孔，潜孔均匀地分布在整个宽度上，在潜孔前设挡板。设挡板。挡板高出水面挡板高出水面0.150.2m，伸入水下的深度不小于，伸入水下的深度不小于0.2m。也有。也有潜孔横向水平排列的流入装置。潜孔横向水平排列的流入装置。流出装置：出流堰是沉淀池的重要部件，它不仅控制沉淀池内水流出装置：出流堰是沉淀池的重要部件，它不仅控制沉淀池内水面的高程，而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接的影

19、响。面的高程，而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接的影响。多采用自由堰型式，堰前也设挡板，以阻拦浮渣，或设浮多采用自由堰型式，堰前也设挡板，以阻拦浮渣，或设浮渣收集和排除装置。渣收集和排除装置。沉淀区（工作区）：是可沉降颗粒与废水分离的区域。沉淀区（工作区）：是可沉降颗粒与废水分离的区域。污泥区和排泥装置：排除沉于池底的污泥是使淀池工作正污泥区和排泥装置：排除沉于池底的污泥是使淀池工作正常，保证出水水质的一项重要措施。常，保证出水水质的一项重要措施。在池的前部设贮泥斗，其中的污泥通过排泥管借在池的前部设贮泥斗，其中的污泥通过排泥管借1.52.0m的静水压力排出池外，池底坡度一般为的静水压力排出

20、池外，池底坡度一般为0.010.02。沉降在沉淀池其它部位的污泥通过机械装置集中到贮泥斗沉降在沉淀池其它部位的污泥通过机械装置集中到贮泥斗中。中。刮泥设备是桥式行车刮泥机或链带式刮泥机。也可采用多刮泥设备是桥式行车刮泥机或链带式刮泥机。也可采用多斗式排泥斗式排泥。缓冲层：缓冲层则是分隔沉淀区和污泥区的水层，保证已缓冲层：缓冲层则是分隔沉淀区和污泥区的水层，保证已沉下的颗粒不因水流搅动而再行浮起沉下的颗粒不因水流搅动而再行浮起。平流式沉淀池结构示意图平流式沉淀池的流入装置与出流堰的一种形式设有链带式刮泥机的平流式沉淀池在池底部，链带缓缓地沿与水流相反的方向滑动，刮板嵌在池底部，链带缓缓地沿与水流

21、相反的方向滑动，刮板嵌于链带上，在滑动中将池底沉泥推入贮泥斗中，而在其移于链带上，在滑动中将池底沉泥推入贮泥斗中，而在其移到水面时，又将浮渣推到出口，从那里集中清除。到水面时，又将浮渣推到出口，从那里集中清除。这种设备的主要缺点是各种机件都在水下，易于腐蚀，难这种设备的主要缺点是各种机件都在水下，易于腐蚀，难于维护。于维护。多斗排泥平流式沉淀池多斗排泥平流式沉淀池（2）平流式沉淀池的设计沉淀区尺寸的确定：1.面积A=qv,max/q02.有效水深H2=uot3.污泥区尺寸的确定：经验算法4.结构设计：流入、流出装置等2.辐流式沉淀池（1）辐流式沉淀池的构造辐流式沉淀池常为直径较大的圆形池。辐流

22、式沉淀池常为直径较大的圆形池。直径一般介于直径一般介于2030m之间，但变化幅度可为之间，但变化幅度可为660m，最，最大甚至可达大甚至可达100m，池中心深度约为，池中心深度约为2.55.0m，池周深度，池周深度则约为则约为1.53.0m。废水从池中心处流入，沿半径的方向向池周流动。废水从池中心处流入，沿半径的方向向池周流动。其水力特征是废水的流速由大向小变化。其水力特征是废水的流速由大向小变化。辐流式沉淀池3.竖流式沉淀池竖流式沉淀池竖流式沉淀池多呈圆形，也有采用方形和多竖流式沉淀池多呈圆形，也有采用方形和多角形的。直径或边长一般在角形的。直径或边长一般在8m以下，多介于以下，多介于47m

23、之间。沉淀池上部呈柱状部分为沉淀之间。沉淀池上部呈柱状部分为沉淀区，下部呈截头锥状的部分为污泥区，在二区，下部呈截头锥状的部分为污泥区，在二区之间留有缓冲层区之间留有缓冲层0.3m。废水从中心管流入，由下部流出，通过反射废水从中心管流入，由下部流出，通过反射板的阻拦向四周分布，然后沿沉淀区的整个板的阻拦向四周分布，然后沿沉淀区的整个断面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。流断面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。流出区设于池周，采用自由堰或三角堰。如果出区设于池周，采用自由堰或三角堰。如果池子的直径大于池子的直径大于7m，一般要考虑设辐射式集，一般要考虑设辐射式集水槽与池边环形集水槽相通。水槽与池边环

24、形集水槽相通。竖流式沉淀池竖流式沉淀池4.沉淀池的选用考虑因素：水量水质污泥的性质及排泥情况总体布置、地质情况等池型池型优点优点缺点缺点适用条件适用条件平平流流式式1.对冲击负荷和温对冲击负荷和温 度变化的适应能度变化的适应能 力较强；力较强；2.施施工工简简单单，造造价价低低采采用用多多斗斗排排泥泥，每每个个泥泥斗斗需需单单独独设设排排泥泥管管各各自自排排泥泥，操操作作工工作作量量大大，采采用用机机械械排排泥泥，机机件件设设备备和和驱驱动动件件均均浸浸于于水水中中，易锈蚀易锈蚀1.适适用用地地下下水水位位较较高高及及地地质质较较差差的的地地区；区；2.适适用用于于大大、中中、小型污水处理厂小

25、型污水处理厂竖竖流流式式1.排排泥泥方方便便，管管理理简单；简单；2.占地面积较小占地面积较小1.池池深深度度大大，施施工工困困难；难；2.对对冲冲击击负负荷荷和和温温度度变化的适应能力较差；变化的适应能力较差；3.造价较高；造价较高；4.池径不宜太大池径不宜太大适适用用于于处处理理水水量量不不大大的的小小型型污污水水处处理理厂厂辐辐流流式式1.采采用用机机械械排排泥泥，运运行行较较好好，管管理理较较简单；简单；2.排排泥泥设设备备已已有有定定型产品型产品1.池池水水水水流流速速度度不不稳稳定；定；2.机机械械排排泥泥设设备备复复杂杂，对施工质量要求较高对施工质量要求较高1.适适用用于于地地下

26、下水水位位较高的地区；较高的地区；2.适适用用于于大大、中中型型污水处理厂污水处理厂（五）沉淀作用的强化与新型沉淀池（五）沉淀作用的强化与新型沉淀池一是去除率不高，常用的沉淀时间为一是去除率不高，常用的沉淀时间为1.5h，悬浮物的去除率一般，悬浮物的去除率一般在在4060之间，很少超过之间，很少超过80；二是这些沉淀池都体积庞大，占地面积较大。二是这些沉淀池都体积庞大，占地面积较大。为提高沉降池的去除率，可从两方面提高沉淀池的分离效果和处为提高沉降池的去除率，可从两方面提高沉淀池的分离效果和处理能力：理能力：一是从原水水质方面着手，采取措施，改变水中悬浮物质的状态，一是从原水水质方面着手，采取

27、措施，改变水中悬浮物质的状态，使其易于与水分离沉降。使其易于与水分离沉降。混凝就是比较有效的方法。混凝就是比较有效的方法。二是从沉淀池的结构方面着手，创造更适宜于颗粒沉降分离的条二是从沉淀池的结构方面着手，创造更适宜于颗粒沉降分离的条件。件。其中较为成熟的有预曝气和各种类型的新型沉淀池其中较为成熟的有预曝气和各种类型的新型沉淀池。1.预曝气预曝气第一种是单纯曝气，即仅进行曝气，不投加任何物质，目的第一种是单纯曝气，即仅进行曝气，不投加任何物质，目的是促进自然絮凝。是促进自然絮凝。第二种是在曝气的同时，投加生物处理单元排出的剩余生物第二种是在曝气的同时，投加生物处理单元排出的剩余生物污泥，利用这

28、些污泥所具有的活性产生絮凝作用，这一过程污泥，利用这些污泥所具有的活性产生絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。称为生物絮凝。预曝气辐流式沉淀池污水入口污水入口预曝气室预曝气室预曝气的作用有以下几方面预曝气的作用有以下几方面:（a）可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使废水中的微小颗粒）可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使废水中的微小颗粒凝聚成大颗粒，以便沉降分离；凝聚成大颗粒，以便沉降分离；（b）氧化废水中的还原性物质；）氧化废水中的还原性物质；（c）吹脱废水中溶解的挥发物；）吹脱废水中溶解的挥发物；（d）增加废水中的溶解氧，减轻废水的腐化，提高废水的稳）增加废水中的溶解氧，减轻废水的腐化，提高废水的稳定度

29、。定度。2.新型沉淀池新型沉淀池（1）回转配水式沉淀池）回转配水式沉淀池（2）向心辐流式沉淀池）向心辐流式沉淀池一般的辐流式沉淀池，废水是从中心进入而一般的辐流式沉淀池，废水是从中心进入而在池四周出流，进口处流速很大，呈紊流状在池四周出流，进口处流速很大，呈紊流状态，这时原废水中悬浮物质浓度亦高，紊流态，这时原废水中悬浮物质浓度亦高，紊流状态阻碍了它的下沉，影响沉淀池的分离效状态阻碍了它的下沉，影响沉淀池的分离效果。果。而向心辐流式沉淀池与此恰恰相反，原废水而向心辐流式沉淀池与此恰恰相反，原废水从池周流入，澄清水则从池中心流出从池周流入，澄清水则从池中心流出。也可以采取池周进水池周出水的方式也

30、可以采取池周进水池周出水的方式.向心辐流式沉淀池（3）斜板（管）沉淀）斜板（管）沉淀池（池（lamella plate）颗粒在多层沉淀池内沉颗粒在多层沉淀池内沉降的示意图：降的示意图：特点：特点：增大沉降面积增大沉降面积缩短颗粒沉降深度和时缩短颗粒沉降深度和时间间改善水流状态改善水流状态结论：结论：通过降低沉淀池的深度可以提高沉淀池的效率通过降低沉淀池的深度可以提高沉淀池的效率 如果把沉淀池分成如果把沉淀池分成n层，理论上在不改变流量和层，理论上在不改变流量和处理效率的条件下，沉淀池的体积可以缩小为处理效率的条件下，沉淀池的体积可以缩小为原来的原来的1/n；在不改变沉淀池体积的条件下可以把处理

31、量提在不改变沉淀池体积的条件下可以把处理量提高到原来的高到原来的n倍。倍。但分层后在实际应用时会带来一定的问题，如但分层后在实际应用时会带来一定的问题，如排泥和维修问题。排泥和维修问题。所以工程上把水平隔层改为倾斜成一定角度的所以工程上把水平隔层改为倾斜成一定角度的斜面，这就是斜板沉淀池，如果板间再加隔板斜面，这就是斜板沉淀池，如果板间再加隔板则称为斜管沉淀池。则称为斜管沉淀池。平流式斜板沉淀池平流式斜板沉淀池辐流式斜板沉淀池实际沉淀池中斜板垂直净距一般为实际沉淀池中斜板垂直净距一般为80100mm，如为斜管，其孔径一般为如为斜管，其孔径一般为5080mm，斜板（管），斜板（管）的长度一般为的

32、长度一般为11.2m，倾角一般为，倾角一般为60。斜板（管）区上部水深一般为斜板（管）区上部水深一般为0.51.0m。斜板下。斜板下部为废水分布区，其高度一般不小于部为废水分布区，其高度一般不小于0.5m，布水区，布水区下面为污泥区。下面为污泥区。在池壁与斜板间隙处装有阻流板，以防止水流短路。在池壁与斜板间隙处装有阻流板，以防止水流短路。斜板上缘一般向池子进水端后倾安装。斜板上缘一般向池子进水端后倾安装。进水方式一般采用穿孔墙整流布水。出水方式采用进水方式一般采用穿孔墙整流布水。出水方式采用多槽出水多槽出水。三、上浮过程自然浮上法气泡浮上法药剂浮选法（一）自然上浮法1.自然上浮的原理借助于水的

33、浮力，使水中不溶态污染物浮出水面，然后用机械加以刮除的水处理方法统称为浮力浮上法：亲水性和密度大小2.隔油池与构造隔油池与构造隔油池是用自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油的处理筑物。隔油池是用自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油的处理筑物。强疏水性物质：粒径大于50-60m的可浮油类物质。废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在流经隔油池的过程中，由于废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在流经隔油池的过程中，由于流速降低，密度小于流速降低，密度小于1.0而粒径较大的油类杂质得以上浮到水面上，密度大而粒径较大的油类杂质得以上浮到水面上，密度大于于1.0的杂质则沉于池底。在出水一侧的水面上设集

34、油管。的杂质则沉于池底。在出水一侧的水面上设集油管。气浮法分离油、水的效果较好，出水中含油量一般可小于气浮法分离油、水的效果较好，出水中含油量一般可小于20mg/L.平流式隔油池平流式隔油池波纹斜板式隔油池3.除油池的设计计算4.粗粒化附聚作用在隔油池中放置有疏水性的固体颗粒，如石英砂等，可使油粒凝聚长大而上浮，从而提高除有效果。（二）气浮（二）气浮 （air floatation）气浮法又称为浮选法气浮法又称为浮选法1.气浮概念气浮概念气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，通过在气气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，通过在气浮池中向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水浮池中向废水中通入一定尺寸的气泡，使废

35、水中的污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污中的污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污染物也随之浮到水面上而形成由气泡、水和污染物也随之浮到水面上而形成由气泡、水和污染物形成的三相泡沫层，收集泡沫层即可把污染物形成的三相泡沫层，收集泡沫层即可把污染物与水分离。染物与水分离。2.气浮的原理气浮的原理（1）气泡和颗粒的黏附条件及机理）气泡和颗粒的黏附条件及机理一是絮凝体内裹带微细气泡，絮凝体愈大，这一倾向越一是絮凝体内裹带微细气泡，絮凝体愈大，这一倾向越强烈，越能阻硫气泡。强烈，越能阻硫气泡。二是气泡和颗粒的粘附：这种粘附力由两相之间的界面二是气泡和颗粒的粘附：这种粘附力由两相之间的界面张力引起。张力

36、引起。粘附能否实现，取决于颗粒的湿润性，水对各种粒子粘附能否实现，取决于颗粒的湿润性，水对各种粒子的湿润性大小，可用接触角来衡量。的湿润性大小，可用接触角来衡量。亲水性：如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性亲水性：如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性的，接触角小于的，接触角小于90 疏水性：如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的，接触疏水性：如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的，接触角大于角大于90。粘附原理：气颗粒吸附、气泡托顶、气泡夹带粘附原理：气颗粒吸附、气泡托顶、气泡夹带（2）浮选与破乳-气浮过程的调节气浮过程的调节污染物的颗粒是否与气泡粘附及粘附的牢固程度，污染物的颗粒是否与气泡粘附及粘附

37、的牢固程度，与污染物的疏水性强弱有关。与污染物的疏水性强弱有关。有时污染物的疏水性较弱，用气浮法处理时效率很有时污染物的疏水性较弱，用气浮法处理时效率很低。为了增加废水中悬浮颗粒的疏水性，以提高浮低。为了增加废水中悬浮颗粒的疏水性，以提高浮选效果，需向废水中投加化学药剂，这些化学药剂选效果，需向废水中投加化学药剂，这些化学药剂称为浮选剂。称为浮选剂。亲水颗粒与浮选亲水颗粒与浮选浮选剂：油类浮选剂：油类起泡剂：使污水中的空气形成稳定的小气泡，有利于起泡剂：使污水中的空气形成稳定的小气泡，有利于气浮气浮界面电现象与破乳界面电现象与破乳乳化油破乳：混凝剂（3）气泡的分散性与泡沫的稳定性）气泡的分散性

38、与泡沫的稳定性气泡的分散与稳定气泡的分散与稳定条件：需要形成大量的细微而均匀的气泡条件：需要形成大量的细微而均匀的气泡消泡及消泡剂：机油消泡及消泡剂：机油3.气浮方法与系统气浮过程包括气泡的产生、气泡与颗粒的附着气浮过程包括气泡的产生、气泡与颗粒的附着及上浮分离等连续步骤。及上浮分离等连续步骤。产生数量和尺寸合适的气泡是气浮过程实现的产生数量和尺寸合适的气泡是气浮过程实现的重要条件。重要条件。废水处理中采用的气浮法，按水中气泡产生的废水处理中采用的气浮法，按水中气泡产生的方法可分为方法可分为:溶气法溶气法(dissolved air flotation,DAF)布气法布气法(diffused

39、air flotation,DiAF)电解法电解法(electrolyzed flotation)三类三类。（1）布气气浮法分散空气浮上法布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水中布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选的方的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选的方法。法。按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为：按粉碎气泡方法的不同，布气气浮又分为：水泵水管吸气浮选水泵水管吸气浮选射流浮选射流浮选扩散曝气浮选扩散曝气浮选叶轮气浮等四种。叶轮气浮等四种。（2）溶解空气浮上法溶气法是使空气在一定压力的作用下溶解于溶气法是使空气在一定压力的作用下溶解于水中，并达到过饱和状态，然

40、后再突然使废水中，并达到过饱和状态，然后再突然使废水减到常压，这时溶解于水中的空气便以微水减到常压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸出，以进行浮选过程小气泡的形式从水中逸出，以进行浮选过程的方法。的方法。分类：根据气泡在水中析出时的所处压力的分类：根据气泡在水中析出时的所处压力的不同，溶气浮选又可分为不同，溶气浮选又可分为:加压溶气浮选加压溶气浮选溶气真空浮选溶气真空浮选加压溶气浮上法加压溶气法需要有空气压缩机、溶气罐、减加压溶气法需要有空气压缩机、溶气罐、减压阀或溶气释放器、水泵。压阀或溶气释放器、水泵。按空气与水混合按空气与水混合的位置有分为泵前进气与泵后进气两种。的位置有分

41、为泵前进气与泵后进气两种。全溶气流程全溶气流程部分溶气流程部分溶气流程回流溶气流程回流溶气流程真空浮上法全部废水加压溶气浮选(泵前加气全部废水加压溶气浮选(泵后加气)部分进水加压溶气气浮法流程部分回流溶气浮选流程返回目录（3）电解气浮法电解浮选法是对废水进行电解，这时在阴极产生电解浮选法是对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气泡，氢气泡的直径很小，仅有大量的氢气泡，氢气泡的直径很小，仅有20100 m。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，从而达到了净化废水的目的。从而达到了净化废水的目的。与此同时，在阳极上电离形成的氢氧化物起着混与此同时，在阳

42、极上电离形成的氢氧化物起着混凝剂的作用，有助于水中的污泥上浮或下沉。凝剂的作用，有助于水中的污泥上浮或下沉。（4）压力溶气浮上法系统的组成与设计压力溶气系统压力溶气系统 ：压力溶气系统包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备(空压机或射流器)及其他附属设备。加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐，其压力的选择应考虑溶气罐压力和管路系统的水力损失二部分。压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。溶气罐的形式有多种所示，其中以罐内填充填料的溶气罐效率最高。影响填料溶气罐效率的主要因素为：填料特性、填料层高度、罐内液位高、布水方式和温度等。填料溶气罐的主要工艺参数为：过

43、流密度25005000m3m2.d填料层高度0.81.3m液位的控制高0.61.0m(从罐底计)溶气罐承压能力大于0.6MPa空气释放系统空气释放系统：空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、释放器等。气浮池：气浮池：气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。常用的气浮池有平流式和竖流式二种。气浮池气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过10m，长度不

44、超过15m为宜。废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为515min。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.11m/s。废水在接触室中的上升流速一般为1020mm/s,停留时间应大于60s。废水在气浮分离室的停留时间一般为1020min，其表面负荷率约为68m3m2.h，最大不超过10m3m2.h。四、离心分离技术（一）分离的理论基础（二）离心分离设备1.旋流分离器压力式旋流分离器重力式旋流分离器2.离心机五、过滤（filtration）（一）过滤的定义及分类过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙

45、率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。部而除去。根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列四类：四类：格筛过滤（格筛过滤（screen）微孔过滤微孔过滤(microfiltration)膜过滤膜过滤(membrane filtration)深层过滤深层过滤(depth filtration)滤池过滤滤池过滤1.格筛过滤。过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，格筛过滤。过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等。其典型设备有格栅、筛网和如杂草、破布、纤维、纸浆等

46、。其典型设备有格栅、筛网和微滤机。微滤机。2.微孔过滤。采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤微孔过滤。采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂(如硅藻土如硅藻土)形形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。定型的商品成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。定型的商品设备很多。设备很多。3.膜过滤。采用特别的半透膜作过滤介质，在一定的推动力膜过滤。采用特别的半透膜作过滤介质，在一定的推动力(如如压力、电场力等压力、电场力等)下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具有选择下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具有选择性

47、，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。主要性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。主要设备有反渗透、超过滤和电渗析等。设备有反渗透、超过滤和电渗析等。4.深层过滤。采用颗粒状滤料深层过滤。采用颗粒状滤料(granular media)，如石英砂、无，如石英砂、无烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙，废水穿过一定深度的烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙，废水穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物即被截留。为区别于上述三类表面或浅滤层，水中的悬浮物即被截留。为区别于上述三类表面或浅层过滤层过滤(precoat filtration)过程，这类过滤称之为深层过滤，过程，这类过滤称之为深层过滤，简

48、称过滤。简称过滤。（二）滤池过滤（二）滤池过滤深层过滤一般在滤池中进行，因此又称为滤池过滤深层过滤一般在滤池中进行，因此又称为滤池过滤1.过滤在水处理中的作用：过滤在水处理中的作用：在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，在给水处理中，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水浑浊度满足用水要求；使滤后出水浑浊度满足用水要求；在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段；离法等预处理手段；作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的要求。要求。2.过滤的基本过程和操作过滤过程分为过滤和反洗

49、两个过程。过滤过程分为过滤和反洗两个过程。过滤过程是废水由上到下通过一定厚度的由一定粒过滤过程是废水由上到下通过一定厚度的由一定粒度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留而除去。而除去。到一定程度时过滤不能进行，需要进行反洗。到一定程度时过滤不能进行，需要进行反洗。反洗是通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状反洗是通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，态，滤料间的孔隙变大，污染物随水流带走，反洗完成后再进行过滤。所以深层过滤过程反洗

50、完成后再进行过滤。所以深层过滤过程是间断进行的。是间断进行的。滤料滤料反洗废水反洗废水反洗水入口反洗水入口3.过滤系统分类（1）过滤方向上向流下向流双向流（2）滤床的形式单层滤床双层滤床三层滤床单层滤池通常以石英砂单层滤池通常以石英砂(sand)做为滤料。做为滤料。双层滤池是在石英砂滤料的上面再放一层粒度比较粗的白煤双层滤池是在石英砂滤料的上面再放一层粒度比较粗的白煤(anthracite)。三层滤池是在双层滤池的基础上再在石英砂滤料的下面放一三层滤池是在双层滤池的基础上再在石英砂滤料的下面放一层粒度更细、比重更大的滤料，一般用磁铁矿层粒度更细、比重更大的滤料，一般用磁铁矿(magnetite