水污染控制工程物理处理优质资料课件.ppt

1、 XG型旋转式格栅除污机格栅格栅:由一组（或多组）相由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道。倾斜安装在进水的渠道。或进水泵站集水井的进口处。或进水泵站集水井的进口处。以拦截污水中粗大的悬浮物以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。及杂质。作用：去除可能堵塞水泵作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的机组及管道阀门的较粗大较粗大悬浮物悬浮物，并保证后续处理，并保证后续处理设施能正常运行。设施能正常运行。选用栅条间距的原则：选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备。站的处理设备。格栅 格栅所截留的格栅所截留的污染物数量污染物

2、数量与地区的情况、污水沟道与地区的情况、污水沟道系统的类型，污水流量以及栅条的间距等因素有关，系统的类型，污水流量以及栅条的间距等因素有关，可参考的一些数据：可参考的一些数据：当栅条间距为当栅条间距为1625mm1625mm时，栅渣截留量为时，栅渣截留量为0.100.05m0.100.05m3 3/10/103 3mm3 3污水；污水；当栅条间距为当栅条间距为40mm40mm左右时，栅渣截留量为左右时，栅渣截留量为0.030.01 m0.030.01 m3 3/10/103 3mm3 3污水；污水；栅渣的含水率约为栅渣的含水率约为80%80%，密度约为，密度约为960kg/m960kg/m3

3、3。人工清除人工清除设计面积应采用较大的安设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水全系数，一般不小于进水渠道面积的渠道面积的2倍，以免清倍，以免清渣过于频繁。渣过于频繁。与水平面倾角：与水平面倾角：45604560机械清除机械清除过水面积一般应不小于过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的进水管渠的有效面积的1.2倍。倍。与水平面倾角：与水平面倾角：60706070格栅的清渣方法格栅的清渣方法格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速矩形矩形圆形圆形方形方形圆形的水利条件较方圆形的水利条件较方形好，但刚度较差。形好，但刚度较差。目前多采用断面形目前多采用断面形式为式为矩形矩形

4、的栅条。的栅条。格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速一方面泥沙不至于一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部沉积在沟渠底部另一方面截留的污染另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅物又不至于冲过格栅通常采用通常采用0.40.9m/s0.40.9m/s格栅渠道的宽度要设置得当，格栅渠道的宽度要设置得当，应使水流保持适当流速应使水流保持适当流速格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速为防止栅条间隙堵塞为防止栅条间隙堵塞一般采用一般采用0.61.0m/s0.61.0m/s最大流量时可高最大流量时可高于于1.21.4m/s1.21.4m/s渐扩渐扩2020沉底大于水头损失沉底大于

5、水头损失格格 栅栅 的的 设设 计计 与与 计计 算算作用作用用于废水处理或用于废水处理或短小纤维的回收短小纤维的回收型式型式振动筛网振动筛网水力筛网水力筛网筛网填埋填埋焚烧（焚烧（820820以上）以上）堆肥堆肥将栅渣粉碎后再返回废水中，作为将栅渣粉碎后再返回废水中，作为 可沉固体进入初沉池。可沉固体进入初沉池。格栅、筛网截留的污染物的处置方法：格栅、筛网截留的污染物的处置方法：进水管，待过滤进水管，待过滤的水由此进入的水由此进入集水渠，进水集水渠，进水及收集反洗水及收集反洗水过滤介质，过滤介质，水通过介质水通过介质得到过滤得到过滤底部配水系统，收集过滤底部配水系统，收集过滤后的水或均匀分配

6、反洗水后的水或均匀分配反洗水垫层，支撑滤料和垫层，支撑滤料和均匀分配反洗水均匀分配反洗水清水管，过滤后清水管，过滤后的水由此排出的水由此排出反洗水收集槽，反洗水收集槽，反洗水由此排反洗水由此排出滤池出滤池反洗水管，反反洗水管，反洗水由此进入洗水由此进入反洗水收集槽，反洗水收集槽，收集所有滤池收集所有滤池的反洗水的反洗水主要的主要的过滤作过滤作用用按滤层按滤层结构分结构分单层滤料滤池单层滤料滤池：以石英砂做为滤料。：以石英砂做为滤料。双层滤料滤池双层滤料滤池：在石英砂滤料上面再放：在石英砂滤料上面再放 一层粒度比较粗的白煤或无烟煤。一层粒度比较粗的白煤或无烟煤。三层滤料滤池三层滤料滤池：在双层滤

7、池基础上再在石：在双层滤池基础上再在石 英砂滤料下面放一层粒度更细、比重英砂滤料下面放一层粒度更细、比重 更大的滤料，一般用磁铁矿。更大的滤料，一般用磁铁矿。8 8、滤料、滤料 石英沙石英沙无烟煤石榴石无烟煤均质滤料（a）（b）（c）图 9-5 几种滤料组成示意8 8、滤料、滤料沉淀法是利用水中悬浮颗粒的沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能可沉降性能，在，在重力作重力作用用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法沉淀处理工艺的四种用法 沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物初次沉淀池：较经济的去

8、除悬浮有机物，减轻后续生物处初次沉淀池：较经济的去除悬浮有机物，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷理构筑物的有机负荷二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。自由沉淀自由沉淀悬浮颗粒浓度悬浮颗粒浓度不高不高；沉淀过程中悬浮固体；沉淀过程中悬浮固体之间之间互不干扰互不干扰，颗粒各自，颗粒各

9、自单独进行沉淀单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈颗粒沉淀轨迹呈直线直线。沉淀过程中，颗粒。沉淀过程中，颗粒的的物理性质不变物理性质不变。发生在沉砂池中。发生在沉砂池中。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型浓度，沉淀可分成四种类型 悬浮颗粒悬浮颗粒浓度不高浓度不高；沉淀过程中悬浮；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相颗粒之间有互相絮凝作用絮凝作用，颗粒因相，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。

10、于这种类型。絮凝沉淀絮凝沉淀区域沉淀或区域沉淀或成层沉淀成层沉淀压缩沉淀压缩沉淀悬浮颗粒悬浮颗粒浓度较高浓度较高（5000mg/L5000mg/L以上）；以上）；颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响，颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个颗粒间相对位置保持不变，形成一个整整体共同下沉体共同下沉，与澄清水之间有清晰的，与澄清水之间有清晰的泥泥水界面水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。生。悬浮颗粒悬浮颗粒浓度很高浓度很高；颗粒相互之间已挤；颗粒相互之间已挤压成压成团状结构团状结构，互相接触，互相支承，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒

11、的重力作用下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，下被挤出，使污泥得到浓缩使污泥得到浓缩。二沉池污。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。压缩沉淀。上清水上清水自由沉淀自由沉淀絮凝沉淀絮凝沉淀区域沉淀区域沉淀压缩沉淀压缩沉淀ABCDEF水深水深时间时间一、自由沉淀及其理论基础一、自由沉淀及其理论基础 分分析析的的假假定定沉淀过程中颗粒的大小、形状、沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等重量等物理性质不变物理性质不变颗粒为颗粒为球形球形颗粒只在颗粒只在重力作用重力作用下沉淀，不受器壁和下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响其他颗粒影响(。静水静水中悬浮颗粒

12、开始沉淀时，因受重力作用中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成等速下沉等速下沉。gVmgFsggVFlf22slsdduACF一、自由沉淀及其理论基础一、自由沉淀及其理论基础 球状颗粒自由沉淀的沉速公式 当颗粒所受外力平衡时，DfgFFF即)2/()(2SLdLSuACgV2/13)(4LdLSSCdgu234161dAdV，因得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的绕流

13、速度亦小时，颗粒主要受水的围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的粘滞阻力粘滞阻力作用作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层层流状态流状态。在层流状态下，在层流状态下，C Cd d=24/Re=24/Re，带入式中，整理得自，带入式中，整理得自由颗粒在静水中的运动公式由颗粒在静水中的运动公式2181dguLSS动力粘滞度动力粘滞度2/13)(4LdLSSCdgullssudRe2181dguLSS斯托克斯定律斯托克斯定律us理想沉淀池示意图理想沉淀池示意图入入 流流 区区出出 流流 区区污泥区污泥区u0us u0us u0LHhABDC沉淀区沉淀区vvvvqv

14、B0uHvLtAHtqVvAutAHtVq0vquAq0v沉淀池容积：沉淀池容积：根据理想沉淀池的原理，可说明两点：根据理想沉淀池的原理，可说明两点：理想沉淀池的理想沉淀池的表面负荷表面负荷quAqv0根据理想沉淀池的原理，可说明两点：根据理想沉淀池的原理，可说明两点：0075.1125.11uuq000.25.1ttt沉砂池沉砂池的作用的作用沉砂池的沉砂池的工作原理工作原理沉砂池的沉砂池的几种型式几种型式从污水中去除从污水中去除砂子、煤渣等比重较砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒大的无机颗粒，以免这些杂质影响，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。后续处理构筑物的正常运行。平流式、竖流式、曝

15、气沉砂池平流式、竖流式、曝气沉砂池旋流式沉砂池等旋流式沉砂池等以以重力或离心力分离为基础重力或离心力分离为基础，即将，即将进入沉砂池的进入沉砂池的污水流速污水流速控制在只能控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。悬浮颗粒则随水流带走。平流式沉砂池污水在池内的最大流速为污水在池内的最大流速为0.3m/s,0.3m/s,最小流速为最小流速为0.15m/s;0.15m/s;最大流量时，污水在池内的停留时间不少于最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s,30s,一般为一般为3060s;3060s;有效水深应不大于有效水深应不大于1.2m,1.2m

16、,一般采用一般采用0.251.0m,0.251.0m,池宽不小于池宽不小于0.6m0.6m；池底坡度一般为池底坡度一般为0.010.02,0.010.02,当设置除砂设备当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。曝气沉砂池的特点：曝气沉砂池的特点：沉砂中含有机物的量低于沉砂中含有机物的量低于5%5%由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡作用以及加速污水中油类防止污水厌氧分解、除泡作用以及加速污水中油类的分离等作用。的分离等作用。图 7-27 曝气沉砂池剖面图 1-压缩空气

17、管；2-空气扩散板；3-集砂槽=0.1 0.5321h1H曝气沉砂池剖面示意沉淀池按按使用功能使用功能分分生物处理法中的预处生物处理法中的预处理，去除约理，去除约30%30%的的BODBOD5 5，55%55%的悬浮物的悬浮物。生物处理构筑物后，生物处理构筑物后，是生物处理工艺的是生物处理工艺的组成部分。组成部分。初次沉淀池初次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池沉淀池按水流方向水流方向分平流式平流式辐流式辐流式竖流式竖流式池型：长方形池型：长方形一端进水一端进水另一端出水另一端出水贮泥斗在池进口贮泥斗在池进口池内水流由下向上池内水流由下向上池内水流向四周辐流池内水流向四周辐流池型：多为圆形，有方形或多

18、角形池型：多为圆形，有方形或多角形池中央进水，池四周出水池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央贮泥斗在池中央沉淀池三种流态沉淀池三种流态长春水质净化厂沉淀池特点与适用条件沉淀池的运行方式运行方式连续式连续式污水中可沉颗粒的沉淀在污水中可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成，这是可流过水池时完成，这是可沉颗粒受到重力所造成的沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两沉速与水流流动的速度两方面的作用。方面的作用。污水连续不断污水连续不断地流入与排出地流入与排出污水中可沉淀的悬浮物在污水中可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程，由静止时完成沉淀过程，由设置在沉淀池壁不同高度设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。的

19、排水管排出。工作过程：进水、工作过程：进水、静止、排水静止、排水间歇式间歇式沉淀池由五部分组成缓冲区缓冲区斜流式沉淀池是根据浅池理论浅池理论，在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板（管）沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。按斜板或斜管间水流与污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。污水处理中常采用升流式异向流升流式异向流斜流沉淀池。异向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60角，长度通常为1.0m左右，斜板净距（或斜管孔径）一般为80100mm。斜板（管）区上部清水区水深为0.71.0m，底部缓冲层高度为1.0m。斜板式沉淀池的构造斜板式沉淀池的构造入

20、 流 区出 流 区污泥区u0u0=1/2u0LHABDC沉淀区vvqvLHu0斜板式沉淀池的构造斜板式沉淀池的构造污水处理中常采用升流式异向流升流式异向流斜流沉淀池。提高沉淀池沉淀效果的有效途径提高沉淀池沉淀效果的有效途径沉淀池均存在去除率不高的问题，沉淀池均存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大。且占地面积较大，体积庞大。提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法斜流式沉淀池斜流式沉淀池对污水进行对污水进行曝气搅动曝气搅动回流部分回流部分活性污泥活性污泥曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，相互

21、作用，产生自然絮凝产生自然絮凝。沉淀效率提高沉淀效率提高5%8%5%8%，1m1m3 3废水的曝气量约废水的曝气量约0.5m0.5m3 3左右。左右。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性活性，产生吸，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝生物絮凝。沉淀效率提高沉淀效率提高10%15%10%15%，BODBOD5 5的去除率也能增加的去除率也能增加15%15%以上，以上，活性污泥的投加量一般在活性污泥的投加量一般在100400mg/L100400mg

22、/L之间。之间。稳定：RuRduRslsseRguFsr在给水处理中得到比较广泛的应用，在废水处理中应用不普遍。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。斜板式沉淀池在废水处理中的应用斜板式沉淀池在废水处理中的应用含油废水的来源石油开采及石油开采及加工工业加工工业固体燃料热加工固体燃料热加工纺织工业中的洗毛废水纺织工业中的洗毛废水轻工业中的制革废水轻工业中的制革废水铁路及交通运输工业铁路及交通运输工业屠宰及食品加工屠宰及食品加工机械工业中车削工艺中的乳化液机械工业中车削工艺中的乳化液石油开采石油开采石油炼制石油炼制石油化工石油化工带

23、水原油的分带水原油的分离水离水钻井提钻时的钻井提钻时的设备冲洗水设备冲洗水井场及油罐区井场及油罐区的地面降水的地面降水生产装置的油生产装置的油水分离过程水分离过程,油油品、设备的洗品、设备的洗涤、冲洗过程涤、冲洗过程焦化含油废水焦化含油废水焦炉气的冷凝水焦炉气的冷凝水洗煤气水洗煤气水各种储罐的排水各种储罐的排水油油的的状状态态呈悬浮呈悬浮状态的状态的可浮油可浮油呈乳化呈乳化状态的状态的乳化油乳化油呈溶解呈溶解状态的状态的溶解油溶解油油滴的粒径较大，可以依靠油滴的粒径较大，可以依靠油水比重差油水比重差而从而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一

24、般占废水中含油量的种状态的油一般占废水中含油量的60%80%60%80%左右。粒径：左右。粒径：60m60m以上以上平流分离：平流分离：100100150m150m；斜板：；斜板：60m60m以上以上非常细小的油滴，由于其表面上有一层由非常细小的油滴，由于其表面上有一层由乳化乳化剂形成的稳定薄膜剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用，阻碍油滴合并，故不能用静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的作用，作用，乳化油剂可转化为可浮油乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳，称为破乳，乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。细分散

25、油粒：细分散油粒：101060m60m；乳化油：粒径乳化油：粒径 10m0.6MPa0.6MPa空气供给设备压力溶气系统加压水泵压力溶气罐空气供给设备附属设备水泵压水管装水泵压水管装射流器挟气式射流器挟气式空压机供气式空压机供气式溶气方式有三种溶气方式有三种水泵吸气式在经济和安全方面都不理想，已很少使用。空压机供气是较早使用的一种供气方式，使用较广泛，其优点是能耗相对较低。压力管装射流器进行溶气的优点是不需另设空压机，没有空压机带来的油污染和噪声。水水 泵泵 吸吸 气气 式式图10-44图10-45图10-46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容器水减压，

26、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。空气释放系统 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。目前最常用，其反应池与气浮池合建。废水进入反应池完全混合后，经挡板底部进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触时间，然后由接触室上部进入分离室进行固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式气浮池的优点是池深浅、造价低、构造简单、运行方便。缺点是分离部分的容积利用率不高等。气浮池的有效水深通常为气浮池的有效水深通常为2.02.5m2.02

27、.5m，一般以单格宽度不超过，一般以单格宽度不超过10m10m，长度不超过长度不超过15m15m为宜。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515min515min。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0.1m/s0.1m/s。废水在接触废水在接触室中的上升流速一般为室中的上升流速一般为1020mm/s1020mm/s，停留时间应大于停留时间应大于60s60s。竖流式气浮池的基本工艺参数与平流式气浮池相同。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。缺点是与反应池较难衔接，容积利用率较低。有经验表明，当处理水量大于150200m3/h，废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。气 浮 池 竖流式气浮池平流式气浮池图图10-47图图10-48