典型水处理设备的设计与应用教材课件.ppt
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- 典型 水处理设备 设计 应用 教材 课件
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1、环境污染治理设备环境污染治理设备典型水处理设备的设计与应用?5.1格栅?一种最简单的过滤设备,有一组或多组平行的金属栅条制成的框架,斜置于废水流经的渠道中,用于截留废水中的粗大悬浮物,防止堵塞其后的管道阀门或水泵。?5.1.1格栅的类型及应用?1)按形状:平面、曲面;?2)按栅条间隙:粗(50100mm)、中(1040mm)、细(310mm);?3)按清渣方式:人工清除、机械清除。?5.1.2格栅的设计计算?1)格栅的选择?A.格栅的栅条间隙?当格栅设于废水处理系统之前时,采用机械清除格栅,栅条间隙为1625mm;采用人工清除格栅,栅条间隙为2540mm;当格栅设于水泵前时,栅条间隙数据见表1
2、-1。?B.栅条的断面形状?栅条的断面形状可按表1-2选用。圆形断面水利条件好,阻力小,但刚度差。一般多采用矩形断面。?C.清渣方式?栅渣清除方式,一般按所需清渣的量而定。每日栅渣量大于0.2m3 时,应采用机械格栅除渣机。?2)设计参数?A.格栅截留的栅渣量?栅渣量与栅条间隙、废水特征、废水流量、排水体制等因素有关。?当缺乏运行资料时,可按下列数据采用:?格栅间隙 1625mm,栅渣量0.100.05m3栅渣/1000m3废水;?格栅间隙 3050mm,栅渣量0.030.01m3栅渣/1000m3废水?B.水流通过格栅的水头损失?一般采用0.080.15m,栅后渠底比栅前降低0.080.15
3、m。?栅前渠道内水流速度一般采用 0.40.9m/s;废水通过栅条间隙的流速可采用 0.61.0m/s。?C.格栅的倾角?一般450750,人工清渣时取低值;?格栅设有工作台,其高度高出栅前最高设计水位0.5m,工作台设有按转装置和冲洗设备,其正面宽度如下:?当人工清渣时:不小于 1.2m;?当机械清渣时:不小于 1.5m。3)结构尺寸的计算(图 1-1)5.2 沉砂池沉砂池去除废水中比重较大的无机颗粒1)平流式沉砂池平流式沉砂池重力排砂法平单口泵吸式排砂法2)曝气沉砂池可对沉砂中的有机物进行处理3)多尔沉砂池)多尔沉砂池4)钟式沉砂)钟式沉砂池池利用机械力控制流态与流速,加速砂粒沉淀,并使有
4、机物随水流带走的沉砂装置。?5.3调节池?用于调解处理水量、水质、水温、酸度等的构筑物?1)调节池的类型?A.按结构分:砖石结构、混凝土结构、钢结构?B.按废水混合方法分:水泵强制循环、空气搅拌、机械搅拌、水利混合等。?目前常用的是利用调节池的特殊结构进行差时混合,即水利混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。2)调节池的计算)调节池的计算?niiiiqTtqCC1废水经过一定时间的调节后,其平均浓度可按下式计算?式中:?CT小时内废水的平均浓度,mg/L;?qT小时内废水的平均流量,m3/h;?Ci废水在ti时段内的平均浓度,mg/L;?qi废水在ti时段内的平均流量,m3/h;?ti 各
5、时段时间。?所需调节池的容积为:?niiitqqTV1若采用对角线出水调节池时:4.1qTV?5.4除油装置?1)隔油池?利用自然上浮法进行油水分离的装置。?常用类型:平流式、平行板式、倾斜式、小型?A.平流式隔油池?B.平行板式隔油池?C.倾斜式隔油池?D.小型隔油池4 快滤池?快滤池快滤池 一种通过具有一定空隙率的粒状物料床层的机械筛滤、沉淀及接触、絮凝等作用,实现液固分离的水处理设备。?用途:用途:废水的预处理和最终处理。?一一.快滤池组成及过滤机理快滤池组成及过滤机理?组成:组成:快滤池本体、管廊?滤池本体:滤料层、承托层、配水系统、洗砂排水槽。?管廊:管廊:原水进水、清水出水、冲洗排
6、水等主要管道和与其相配的控制闸阀。?过滤机理过滤机理:?1)迁移机理悬浮颗粒脱离流线而与滤料接触的过程。?主要包括筛滤、拦截、惯性、沉淀、布朗运动、水利作用等。?主要影响因素有:水流状况、滤层空隙形状、及颗粒本身的性质(粒度、形状、密度等)?2)附着机理由迁移过程与滤料接触的悬浮颗粒,附着在滤料表面上不再脱离。?其主要机理包括接触凝聚、静电引力、吸附、分子引力等。?3)脱落机理在反冲洗时,滤料呈流态化,附着在滤料上的悬浮物受高速反冲水的冲刷而脱落。?反冲洗效果主要取决于冲洗强度和时间。?2.过滤效率的影响因素过滤效率的影响因素?1)滤料的影响?A.粒度 过滤效率与粒径dn(n=13)成反比。粒
7、度越小、过滤效率越高,阻力越大。?B.形状 表面积大的滤料,过滤效率越高。因此,角状滤料比球形滤料的过滤效率高。?C.空隙率较小的空隙率会产生较高的过滤效率和阻力损失。较大的空隙率能提供较大的纳污空间和较长的过滤时间。但悬浮物容易穿透。?D.厚度滤床越厚,过滤效率越高,操作周期越长。?E.表面性质滤料表面不带电或带相反电荷有利于悬浮物的吸附和凝聚,投加电解质或调节 pH值可改变滤料表面的电位。?2)悬浮物的影响?A.粒度粒度越大,越易滤除;可投加絮凝剂,提高过滤效果。?B.形状异性颗粒比表面积大,去除效率比球形颗粒大。?C.密度主要沉淀、惯性和布朗运动,对过滤影响小。?D.浓度过滤效率随浓度增
8、加而降低,浓度越高,越易穿透,阻力损失增加越快。?E.温度影响密度和粘度,降低温度对过滤不利。?F.表面性质悬浮物的絮凝特性、电位等取决于表面特性,添加絮凝及可改善表面特性。?二.快滤池设计?1.滤床种类和滤料选择?(1)滤床的种类?用于给水和废水过滤的快滤池,按所用滤床层分为单层滤料、双层滤料和三层滤料滤池。?1)单层滤料滤池?一般适用于给水;在废水处理中,一般只用于较清洁废水的处理。?2)双层滤料滤池?属反粒度过滤,截留杂质能力强、产水能力大,适用于给水和废水过滤处理中使用。?3)三层滤料滤池?整个滤层都能发挥截留杂质的作用,过滤阻力小,过滤时间长。?(2)滤料的选择?滤料选择应满足以下要
9、求?1)机械强度高,避免反冲洗过程中很快地磨损和破碎。一般磨损率应小于 4%,破碎率应小于1%;?2)化学稳定性好滤料盐酸可溶滤上限值有规定。如日本不大于3.5%、美国不大于5%;?3)不含对人体有害有毒物质不含对生产有害、影响生产的物质;?4)尽量选择吸附能力强、截污能力大、产水量高、过滤水质好的滤料。?目前应用最为广泛的是石英沙和无烟煤。?水处理用无烟煤滤料CJ 24 2 88?1适用范围本标准适用于生活饮用水过滤用无烟煤滤料。用于工业用水过滤的无烟煤滤料可参照执行。2无烟煤滤料的技术要求2.1 无烟煤滤料的破碎率和磨损率之和不应大于3%(百分率按质量计,下同)。2.2 无烟煤滤料的平均密
10、度一般不小于 1.4g/cm3,不大于1.6g/cm3。使用中对平均密度有特殊要求者除外。?2.3 无烟煤滤料应不含可见泥土、页岩和外来碎屑,滤料的水浸出液应不含有毒物质。含泥量不应大于4%。密度大于1.8g/cm3的物质含量不应大于8%。?2.4 无烟煤滤料的盐酸可溶率不应大于 3.5%。2.5 无烟煤滤料的粒径2.5.1用作双层滤料的无烟煤粒径范围为 0.81.8mm。用作三层滤料的无烟煤粒径范围为 0.81.6mm。2.5.2在各种粒径范围的无烟煤滤料中,小于指定下限粒径的不应大于 3%,大于指定上限粒径的不应大于2%。2.5.3无烟煤滤料的有效粒径和不均匀系数,由使用单位确定。?2.滤
11、速与滤池面积?(1)滤速普通快滤池用于给水和清净废水的滤速可采用512m/h;粗砂快滤池用于处理废水的流速可采用3.737m/h;双层滤料滤池的滤速采用4.824m/h;三层滤料滤池与双层滤料滤池一般相同。?(2)滤池面积vQF?式中:Q设计流量,m3/h?v设计滤速,m/h F=Q/V?(3)滤池个数及尺寸?滤池的个数涉及造价、冲洗效果和运行管理,应经过技术经济比较后确定。?一般2530平方米设计一个快滤池,表 5-14,但不能少于两个。?每个滤池的面积为:f=F/N?滤池的形状可为正方形或矩形。一般情况下,单池面积小于30m2时,长宽比为1:1;单池面积大于 30m2时,长宽比为1.25:
12、11.5:1。?滤池高度包括超高(0.250.3)、滤层上的水深(1.52m);其总高度一般为33.5m.?3.滤层与承托层设计?滤层设计包括滤料的种类、粒度和厚度的选择。?滤料一般选用石英砂和无烟煤;?滤层包括纳污层和保护层。纳污层一般0.5m,保护层约0.2m。?承托层的作用一是防止滤料流失,二是冲洗时起一定的均匀布水作用。?层托层一般采用天然卵石铺垫而成。?4.滤池冲洗系统设计滤池冲洗系统设计?1)冲洗强度的确定?在20水温下,冲洗强度一般按表 5-16确定。?2)配水系统的设计?配水均匀性对冲洗效果影响很大。?配水系统分类:?大阻力配水系统 一条干管和多条带孔支管组成,呈“丰”字型。?
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