第十章 污水的物理處理

1、 水污染控制工程水污染控制工程化學(xué)與環(huán)境工程系化學(xué)與環(huán)境工程系楊爽楊爽 第十章 污水的物理處理目錄目錄o 第一節(jié) 格柵和篩網(wǎng)o 第二節(jié) 沉淀的基礎(chǔ)理論o 第三節(jié) 沉砂池o 第四節(jié) 沉淀池o 第五節(jié) 隔油池o 第六節(jié) 氣浮池（一）格柵的定義、作用格柵的定義、作用 格柵是由一組平行的金屬柵條制成，安裝在污水渠道、泵房、集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如：纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減少后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。o第一節(jié)第一節(jié) 格柵和篩格柵和篩網(wǎng)網(wǎng) 格柵的分類格柵的分類 1. 1. 按形狀分按形狀分 1) 1) 平面格柵平面格柵

2、: : 由柵條與框架組成由柵條與框架組成 2 2）曲面）曲面格柵格柵 污水從鼓筒向鼓筒外流動(dòng)污水從鼓筒向鼓筒外流動(dòng), , 柵渣被截留柵渣被截留 2. 2. 按柵條間隙分按柵條間隙分 粗格柵粗格柵: : 50-100mm50-100mm 中格柵中格柵: 10-50mm : 10-50mm 細(xì)格柵細(xì)格柵: 3-10 mm : 3-10 mm 3. 3. 按清渣方式分按清渣方式分 人工清渣格柵：中、小型污水廠，格柵人工清渣格柵：中、小型污水廠，格柵安裝角為安裝角為30-4530-45 機(jī)械清渣格柵：大型污水廠，柵渣量大機(jī)械清渣格柵：大型污水廠，柵渣量大于于0.2m0.2m3 3/d/d時(shí)時(shí), 60-

3、70, 60-70GL型格柵除污機(jī)GL型格柵除污機(jī)（二）篩網(wǎng)二）篩網(wǎng) 某些懸浮物用格柵不能截流，也難通過(guò)重力沉降去除，某些懸浮物用格柵不能截流，也難通過(guò)重力沉降去除，常給后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備帶來(lái)麻煩，可采用篩網(wǎng)過(guò)濾來(lái)常給后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備帶來(lái)麻煩，可采用篩網(wǎng)過(guò)濾來(lái)分離和回收。分離和回收。 1 1 作用作用 有效的去除和回收水中夾帶的如羊毛、化纖以及造紙有效的去除和回收水中夾帶的如羊毛、化纖以及造紙廢水中的紙漿等纖維雜質(zhì)。廢水中的紙漿等纖維雜質(zhì)。 2 2 分類分類 振動(dòng)篩網(wǎng)：振動(dòng)篩網(wǎng)： 水力篩網(wǎng)：依靠進(jìn)水水流作為動(dòng)力水力篩網(wǎng)：依靠進(jìn)水水流作為動(dòng)力一、概述一、概述 1. 1.定義定義 沉淀是利用

4、水中懸浮顆粒的可沉降性，在重力的作用沉淀是利用水中懸浮顆粒的可沉降性，在重力的作用下產(chǎn)生下沉，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。下產(chǎn)生下沉，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。 2. 2.處理對(duì)象處理對(duì)象 （1 1）砂粒；（）砂粒；（2 2）化學(xué)沉淀物；（）化學(xué)沉淀物；（3 3）混凝處理所形）混凝處理所形成的絮體；（成的絮體；（4 4）生物處理的污泥；（）生物處理的污泥；（5 5）沉淀污泥的濃縮）沉淀污泥的濃縮o第二節(jié)第二節(jié) 沉淀的基礎(chǔ)理沉淀的基礎(chǔ)理論論 3. 3.名稱名稱 （1 1）沉砂池：用于去除易沉物，如砂粒；）沉砂池：用于去除易沉物，如砂粒； （2 2）初次沉淀池：進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前的初步）初次沉淀池：

5、進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前的初步處理；處理； （3 3）二次沉淀池：生物處理后用以分離生物膜、）二次沉淀池：生物處理后用以分離生物膜、活性污泥等；活性污泥等； （4 4） 污泥濃縮池：經(jīng)來(lái)自初次沉淀池、二次污泥濃縮池：經(jīng)來(lái)自初次沉淀池、二次沉淀池的污泥進(jìn)一步濃縮脫水。沉淀池的污泥進(jìn)一步濃縮脫水。二、沉淀類型二、沉淀類型 根據(jù)污水中可沉根據(jù)污水中可沉物質(zhì)的性質(zhì)、凝聚物質(zhì)的性質(zhì)、凝聚性能及其濃度的高性能及其濃度的高低，沉淀分為四種低，沉淀分為四種類型。類型。沉淀類型自由沉淀絮凝沉淀?yè)頂D沉淀壓縮沉淀1.1.自由沉淀自由沉淀 污水中的懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚污水中的懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚的性

6、能，在沉淀過(guò)程中，固體顆粒不改變形狀、的性能，在沉淀過(guò)程中，固體顆粒不改變形狀、尺寸，也不互相粘合，各自獨(dú)立的完成沉淀過(guò)程。尺寸，也不互相粘合，各自獨(dú)立的完成沉淀過(guò)程。典型例子如砂粒在沉砂池中的沉淀以及懸浮物濃典型例子如砂粒在沉砂池中的沉淀以及懸浮物濃度較低的污水在初次沉淀池中的沉淀過(guò)程和二沉度較低的污水在初次沉淀池中的沉淀過(guò)程和二沉池的頂部。池的頂部。2. 2. 絮凝沉降絮凝沉降 污水中的懸浮固體濃度不高，但具有凝聚的污水中的懸浮固體濃度不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的過(guò)程中，互相粘合，結(jié)為較大的性能，在沉淀的過(guò)程中，互相粘合，結(jié)為較大的絮凝體，絮凝體，活性污泥二沉池的上部就屬于此類型。活性

7、污泥二沉池的上部就屬于此類型。由于絮凝沉淀過(guò)程中，顆粒不斷增大，因此，相由于絮凝沉淀過(guò)程中，顆粒不斷增大，因此，相應(yīng)的沉速在不斷的增大，應(yīng)的沉速在不斷的增大，目前尚無(wú)描述絮凝顆粒目前尚無(wú)描述絮凝顆粒沉淀的關(guān)系表達(dá)式。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，通常將沉淀的關(guān)系表達(dá)式。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，通常將絮凝沉淀池分割為若干層，在每一層中認(rèn)為顆粒絮凝沉淀池分割為若干層，在每一層中認(rèn)為顆粒的沉降可應(yīng)用自由沉降速度公式。的沉降可應(yīng)用自由沉降速度公式。顯而易見(jiàn)，采顯而易見(jiàn)，采用自由沉降顆粒近似絮凝顆粒時(shí)，分層越多，則用自由沉降顆粒近似絮凝顆粒時(shí)，分層越多，則誤差越小。誤差越小。3.3.擁擠沉淀（干擾、成層、區(qū)域）擁擠沉淀（

8、干擾、成層、區(qū)域） 污水中懸浮固體的濃度增到一定的數(shù)值后，由污水中懸浮固體的濃度增到一定的數(shù)值后，由于顆粒之間的相互干擾和影響，所有顆粒（不論粒于顆粒之間的相互干擾和影響，所有顆粒（不論粒徑大?。┮詧F(tuán)狀整體沉淀，泥水之間形成清晰可見(jiàn)徑大?。┮詧F(tuán)狀整體沉淀，泥水之間形成清晰可見(jiàn)的泥水界面，此時(shí)，所有顆粒的沉速相同，且以同的泥水界面，此時(shí)，所有顆粒的沉速相同，且以同一速度沉淀，活性污泥二沉池的下部屬于此類型。一速度沉淀，活性污泥二沉池的下部屬于此類型。4. .壓縮沉淀壓縮沉淀 發(fā)生在發(fā)生在的沉降過(guò)程中，由于懸的沉降過(guò)程中，由于懸浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間已擠集成團(tuán)塊結(jié)浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間

9、已擠集成團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重構(gòu)，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥二沉池污泥斗中的濃縮過(guò)程以及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存斗中的濃縮過(guò)程以及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程存在壓縮沉淀。在壓縮沉淀。四種沉淀類型在二沉池中的應(yīng)用：四種沉淀類型在二沉池中的應(yīng)用：活性污泥在二沉池中的沉淀過(guò)程上清水自由沉淀絮凝沉淀區(qū)域沉淀壓縮沉淀ABCDEF水深時(shí)間三、自由沉淀與絮凝沉淀分析理論基礎(chǔ)三、自由沉淀與絮凝沉淀分析理論基礎(chǔ)自由沉淀顆粒受力情況式中：A As s運(yùn)動(dòng)方向的面積運(yùn)動(dòng)方向的面積 C Cd d牛頓無(wú)因次阻力系

10、數(shù)：牛頓無(wú)因次阻力系數(shù)： C Cd d= =f f(Re(Re) ) u us s顆粒沉降速度，顆粒沉降速度，gVmgFsggVFlf22slsdduACFo自由沉淀理論基礎(chǔ)自由沉淀理論基礎(chǔ)當(dāng)顆粒所受外力平衡時(shí)當(dāng)顆粒所受外力平衡時(shí)：Fd=Fg-Ff2/13)(4ldslssCdgu對(duì)于球形顆粒：對(duì)于球形顆粒：層流區(qū)（層流區(qū)（stokesstokes區(qū)）區(qū)）: : 218)(slssdgusssdAV32Re24dClssudRe過(guò)渡流區(qū)（艾倫區(qū)）、紊流區(qū)（牛頓區(qū)）過(guò)渡流區(qū)（艾倫區(qū)）、紊流區(qū)（牛頓區(qū)）us？ 分析自由顆粒在靜水中運(yùn)動(dòng)公式得：分析自由顆粒在靜水中運(yùn)動(dòng)公式得：o 顆粒沉速顆粒沉速u

11、us s的決定因素是的決定因素是s s-L L，當(dāng)當(dāng)s sL L時(shí)，顆粒時(shí)，顆粒下沉，反之則上浮。下沉，反之則上浮。o 顆粒沉速顆粒沉速u us s與與d d2 2成正比，所以增大成正比，所以增大d d，大大提高沉降效大大提高沉降效果。果。o u us s與與成反比，成反比， 決定于水質(zhì)、水溫，在水質(zhì)相同時(shí)，決定于水質(zhì)、水溫，在水質(zhì)相同時(shí)，TT、 、 u us s 。o 由于污水中顆粒非球形，故由于污水中顆粒非球形，故stocksstocks 定律不能直接用于定律不能直接用于工藝計(jì)算，需對(duì)非球形顆粒修正。工藝計(jì)算，需對(duì)非球形顆粒修正。218)(slssdgu四、沉淀池的工作原理四、沉淀池的工作

12、原理 1.1.理想沉淀池理想沉淀池 分為四個(gè)區(qū)域：進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域和分為四個(gè)區(qū)域：進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域和污泥區(qū)域。污泥區(qū)域。 HazenHazen和和CampCamp提出這一概念，并假設(shè)：提出這一概念，并假設(shè)： （1 1）污水在池內(nèi)沿水平方向作等速流動(dòng)，水平流速）污水在池內(nèi)沿水平方向作等速流動(dòng)，水平流速v v，從入口到出口的流動(dòng)時(shí)間為從入口到出口的流動(dòng)時(shí)間為t t。 （2 2）在流入?yún)^(qū)，顆粒沿截面）在流入?yún)^(qū)，顆粒沿截面ABAB均勻分布并處于自由均勻分布并處于自由沉淀狀態(tài)，顆粒的水平分速等于水平流速沉淀狀態(tài)，顆粒的水平分速等于水平流速v v。 （3 3）懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下

13、沉，下沉速度為懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u u。 （4 4）顆粒一經(jīng)沉到水底再不重新浮起（即認(rèn)為沉到）顆粒一經(jīng)沉到水底再不重新浮起（即認(rèn)為沉到底部即視為被去除）。底部即視為被去除）。理想沉淀池示意圖理想沉淀池示意圖入 流 區(qū)出 流 區(qū)污泥區(qū)u0us u0us u0LHhABDC沉淀區(qū)vvvvqvo 從點(diǎn)從點(diǎn)A A 進(jìn)入的顆粒，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是水平流速和進(jìn)入的顆粒，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是水平流速和顆粒沉速的矢量和，這些顆粒中，必存在著某一粒顆粒沉速的矢量和，這些顆粒中，必存在著某一粒徑的顆粒，其沉速為，恰巧能沉至池底徑的顆粒，其沉速為，恰巧能沉至池底D D點(diǎn)，故可點(diǎn)，故可得關(guān)系式：得關(guān)系式：

14、LHuLHu00從圖從圖2-32-3可得：可得： o 沉速沉速u us suu0 0的顆粒，無(wú)論以的顆粒，無(wú)論以ABAB斷面斷面任何高度任何高度處處進(jìn)入沉淀區(qū)，都可以在進(jìn)入沉淀區(qū)，都可以在D D點(diǎn)前沉降，如綠線所示。點(diǎn)前沉降，如綠線所示。o 沉速沉速u us su u0 0的顆粒，其是否能沉降由其進(jìn)入沉的顆粒，其是否能沉降由其進(jìn)入沉淀區(qū)時(shí)在淀區(qū)時(shí)在ABAB斷面上的位置所定，例如從斷面上的位置所定，例如從靠近水靠近水面面A A進(jìn)入的進(jìn)入的u us su u0 0的顆粒，則不能沉降隨水流進(jìn)的顆粒，則不能沉降隨水流進(jìn)入流出區(qū)，如紅線入流出區(qū)，如紅線1 1所示。同樣的顆粒若處在所示。同樣的顆粒若處在靠

15、靠近池底近池底的位置及的位置及h h高度以下高度以下進(jìn)入，則能被去除，進(jìn)入，則能被去除，如紅線如紅線2 2所示。這說(shuō)明對(duì)于沉速所示。這說(shuō)明對(duì)于沉速u us su u0 0的顆粒，的顆粒，有一部分會(huì)沉到池底被去除。有一部分會(huì)沉到池底被去除。 設(shè)沉速為設(shè)沉速為u us s的顆粒占全部顆粒的的顆粒占全部顆粒的dpdp% %，其中其中的的h h/ /H H dpdp% %的顆粒將會(huì)沉淀到池底而去除。的顆粒將會(huì)沉淀到池底而去除。在同一沉淀時(shí)間在同一沉淀時(shí)間t,t,下式成立：下式成立： h= uh= us s t H= ut H= u0 0 t t可見(jiàn)沉速小于可見(jiàn)沉速小于u u0 0的顆粒被沉淀去除的重量

16、為的顆粒被沉淀去除的重量為理想沉淀池總?cè)コ繛槔硐氤恋沓乜側(cè)コ繛橛萌コ时硎荆河萌コ时硎荆? 0沉速小于沉速小于u u0 0的顆粒在全部顆粒所占的百分?jǐn)?shù)的顆粒在全部顆粒所占的百分?jǐn)?shù) 1 10 0u us suu0 0的顆粒占的百分?jǐn)?shù)的顆粒占的百分?jǐn)?shù)0suuHhdpuudpuudpuudpHhPsPss00000001,積分得.1000dpuuPs.1)1 (0000dpuuPPs.1)1 (0000dpuuPPs根據(jù)理想沉淀池的原理，可說(shuō)明兩點(diǎn)：根據(jù)理想沉淀池的原理，可說(shuō)明兩點(diǎn)：o設(shè)處理水量為設(shè)處理水量為q qv v(m(m3 3/s),/s),沉淀池寬度為沉淀池寬度為B B ，水面面積水

17、面面積A=BA=BL L，故顆粒在池內(nèi)的沉淀時(shí)間為：故顆粒在池內(nèi)的沉淀時(shí)間為：o沉淀池容積：沉淀池容積： 的物理意義是的物理意義是: :在單位時(shí)間內(nèi)沉淀池單位表面積在單位時(shí)間內(nèi)沉淀池單位表面積的流量的流量稱為表面負(fù)荷或溢流率（稱為表面負(fù)荷或溢流率（q q），），量綱量綱m m3 3/m/m2.2.s s，而而u u0 0的量綱的量綱m/sm/s, ,二者的物理意義不同，但對(duì)理想沉淀二二者的物理意義不同，但對(duì)理想沉淀二者相等，可見(jiàn)，只要確定顆粒的最小沉速者相等，可見(jiàn)，只要確定顆粒的最小沉速 u u0 0 ，就可就可以求得理想沉淀池的表面負(fù)荷以求得理想沉淀池的表面負(fù)荷q q0uHvLtAHtqvv

18、AutAHtVq0vquAq0vAqv2 2、實(shí)際沉淀池、實(shí)際沉淀池 在實(shí)際沉淀池，理想沉淀池的假設(shè)是不存在的，在實(shí)際沉淀池，理想沉淀池的假設(shè)是不存在的，顆粒的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。顆粒的運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 0075. 1125. 11uuq000 . 25 . 1ttt第三節(jié)第三節(jié) 沉砂池沉砂池作用作用 去除污水中的沙子、煤渣等顆粒物，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。分類分類 平流式沉砂池 豎流式沉砂池 曝氣沉砂池1 平流沉砂池 構(gòu)造 入流渠、出流渠、水流部分和沉砂斗組成。 優(yōu)點(diǎn) 截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，排砂方便。 缺點(diǎn) 不適應(yīng)流量變化，較少使用。 2 曝氣沉砂池v 構(gòu)造 長(zhǎng)型

19、渠道，在一側(cè)設(shè)置曝氣管。v 優(yōu)點(diǎn) 對(duì)沙礫有淘洗作用，沉砂中有機(jī)物含量低于5%； 具有預(yù)曝氣、脫臭等作用； 適應(yīng)水量變化。v 缺點(diǎn) 能耗大、氣味大。 污水在池中存在著兩種運(yùn)動(dòng)形式，其一為水平流動(dòng)(流速一般取0.1m/s，不得超過(guò)0.3m/s)，同時(shí)，由于在池的一側(cè)有曝氣作用，因而在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)的流動(dòng)形式。旋轉(zhuǎn)速度在過(guò)水?dāng)嗝娴闹行奶幾钚?，而在池的周邊則為最大?？諝獾墓┙o量應(yīng)保證在池中污水的旋流速度達(dá)到0.250.4ms之間，一般取0.4ms。 沉淀池是分離懸浮物的一種常用處理構(gòu)筑物。第四節(jié)第四節(jié) 沉淀池沉淀池 1.1.分類分類（1 1） 按位置分：按位置分：

20、 初沉池用于生物處理前做一級(jí)處理的稱為初沉池。 二沉池用于生物處理后沉淀活性污泥或生物膜脫落污泥的稱二沉池。二沉池是生物處理不可缺少的一個(gè)組沉部分，對(duì)于一般城市污水，初沉池可去除約30%的BOD5和55%的懸浮物。o一、沉淀池概況一、沉淀池概況（2）按水流方向分：平流式、豎流式、輻流式三種型式沉淀池示意圖三種型式沉淀池示意圖v 構(gòu)成 進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)和緩沖區(qū)v 運(yùn)行方式n 間歇式n 連續(xù)式 平流式沉淀池 構(gòu)造v 進(jìn)水區(qū) 使水流均勻的分布在整個(gè)進(jìn)水截面上，并盡量減少擾動(dòng)，一般設(shè)置整流措施。v 出水區(qū) 設(shè)置堰口，使出水均勻。堰的負(fù)荷為： 初沉池：250m3/md 二沉池：130250

21、m3/mdv 沉淀區(qū) 一般縱向分格，改善水流條件。v 污泥區(qū) 設(shè)污泥斗、排泥管，排泥應(yīng)及時(shí)。豎流式沉淀池v 構(gòu)造 一般為圓形、正方形和多角形，池形小，直徑或邊長(zhǎng)為47m 。 由中心導(dǎo)流筒、反射板、排泥管等組成。v 評(píng)價(jià) 該池抗沖擊負(fù)荷能力差，池形小，僅適用于小型污水處理廠。 輻流式沉淀池 一般為圓形，直徑較大而有效水深則淺的池子，池徑可達(dá)60m 或更大。 進(jìn)水進(jìn)水出水出水排泥排泥 中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖 2.2.三種類型沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)分析三種類型沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)分析池型池型 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)適用條件適用條件 平流式平流式1.對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度對(duì)沖擊負(fù)荷

22、和溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)變化適應(yīng)能力強(qiáng)2.施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作工作需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時(shí)，機(jī)量大，采用機(jī)械排泥時(shí)，機(jī)件設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件均浸于水中，件設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件均浸于水中，易銹蝕易銹蝕1.適用地下水位較高適用地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)及地質(zhì)較差的地區(qū)2.適用于大、中、小適用于大、中、小型污水處理廠型污水處理廠 豎流式豎流式1.排泥方便，管理簡(jiǎn)排泥方便，管理簡(jiǎn)單單2.占地面積小占地面積小1.池子深度大，施工困難池子深度大，施工困難2.對(duì)沖擊負(fù)荷及溫度變化的對(duì)沖擊負(fù)荷及溫度變化的適適 應(yīng)能力較差應(yīng)能力較

23、差3.造價(jià)較高造價(jià)較高 4.池徑不宜太大池徑不宜太大適用于處理水量不大適用于處理水量不大的小型污水處理廠的小型污水處理廠 輻流式輻流式1.采用機(jī)械排泥，運(yùn)采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好行較好,管理較簡(jiǎn)單管理較簡(jiǎn)單2.排泥設(shè)備已有定型排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品產(chǎn)品1.池水水流速度不穩(wěn)定池水水流速度不穩(wěn)定2.機(jī)械排水設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施機(jī)械排水設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求較高工質(zhì)量要求較高1.適用于地下水位較適用于地下水位較高的地區(qū)高的地區(qū)2.適用于大、中型污適用于大、中型污水處理廠水處理廠二、沉淀池的一般設(shè)計(jì)原則及參數(shù)(1)流量o當(dāng)自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按最大流量設(shè)計(jì)；o廠內(nèi)設(shè)置提升泵房時(shí)，應(yīng)按工作水泵的最大組合流量設(shè)計(jì)。(2

24、) 沉淀池只數(shù)：不少于2只(3) 沉淀池經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù) 當(dāng)無(wú)沉淀資料時(shí)，t 、q、污泥量參見(jiàn)表2-1類別類別沉淀池位置沉淀池位置沉淀時(shí)間沉淀時(shí)間(h)表面負(fù)荷表面負(fù)荷(m3/m2.h)污泥量（干物質(zhì)）污泥量（干物質(zhì)）(g/pc.d)污泥含水率污泥含水率(%)初沉池初沉池僅一級(jí)處理僅一級(jí)處理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二級(jí)處理二級(jí)處理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池二沉池活性污泥法活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98表表2-1 2-1 沉淀池的功能與負(fù)荷或停留時(shí)間的

25、關(guān)系沉淀池的功能與負(fù)荷或停留時(shí)間的關(guān)系( (4 4) ) 沉淀池的有效水深沉淀池的有效水深、沉淀時(shí)間、表面水力負(fù)荷的相互關(guān)系沉淀時(shí)間、表面水力負(fù)荷的相互關(guān)系表面水力負(fù)荷q/（m3.m-2.h-1）沉淀時(shí)間 t/hH=2.0mH=2.5mH=3.0mH=3.5mH=4.0m3.01.01.171.332.51.01.21.41.62.01.01.251.51.752.01.51.331.672.02.332.671.02.02.53.03.54.0(5) 沉淀池的幾何尺寸 沉淀池超高不少于0.3m ，緩沖層高0.3-0.5m，貯泥斗的斜壁傾角不宜小于60,圓斗不宜小于55，排泥管徑不小于200m

26、m (6) 沉淀池出水部分 一般采用溢流堰，出水負(fù)荷：初沉池應(yīng)不大于2.9L/s，二沉池取1.5-2.9L/s。(7) 貯泥斗的容積 一般不大于2d ，對(duì)于二沉池，貯泥時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。輻流式沉淀池泥斗一般為圓臺(tái)形，上部直徑為2m，下部直徑為0.5-1m，泥斗傾角大于45；平流式沉淀池泥斗一般為（正）棱臺(tái)形，上部邊長(zhǎng)與池寬相同（若池寬較大時(shí)可設(shè)多個(gè)泥斗），下部邊長(zhǎng)一般為0.5-1.0m，泥斗傾角大于45。豎流式沉淀池泥斗：圓臺(tái)形或（正）棱臺(tái)形。(8) 排泥部分 采用靜水壓力排泥、泵吸式法。 三、平流式沉淀池結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)計(jì)算( (1 1) )結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)o 入流裝置：入流裝置：平流式沉淀池的配

27、水可采用進(jìn)水擋板或進(jìn)水穿孔墻等，通常有：帶溢流堰的進(jìn)水槽+整流墻；帶側(cè)孔的進(jìn)水槽+整流墻；帶側(cè)孔的進(jìn)水槽+擋板；帶底孔的進(jìn)水槽+擋板。o 出流裝置：出流裝置：一般采用擋板+溢流堰+集水槽。o 排泥裝置和方法：排泥裝置和方法：靜水壓力法、機(jī)械排泥。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算o 沉淀池的表面積Ao 沉淀區(qū)有效水深h2o 沉淀區(qū)有效容積V1o 沉淀池長(zhǎng)度Lo 沉淀池總寬度bo 沉淀池只數(shù)no 污泥區(qū)容積o 沉淀池的總高度o 污泥斗的容積o 污泥斗以上梯形部分容積四、豎流式沉淀池的設(shè)計(jì)1.構(gòu)造：池的直徑 8米，一般4-7米；徑深比3：1。2.設(shè)計(jì)計(jì)算類似平流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算：o 中心管：中心管管徑按流速應(yīng)大于0.

28、4m/s的最小沉速設(shè)計(jì)；o 導(dǎo)流筒：導(dǎo)流筒的深度一般為池深的一半，容積占沉淀容積的5；o 出水集水渠：現(xiàn)行輻流式沉淀池的出水集水渠一般位于距池壁的110R處；o 出水堰：?jiǎn)蝹?cè)或雙側(cè)三角堰。o 超高、緩沖區(qū)五、輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)六、斜板（管）沉淀池1.斜板（管）沉淀池的理論基礎(chǔ)淺層理論 入 流 區(qū)出 流 區(qū)污泥區(qū)u0u0 =1/2u0LHABDC沉淀區(qū)vvqvo 由 可知，若qv不變，則增大A， uo減 小，即截流粒徑減小，沉降下來(lái)的懸浮顆粒增多。o 由 可知，若uo不變，即截流粒徑不 變，則有效水深H減少，沉淀時(shí)間變短，處理量增大。quAqv0Aquv00uHt 因此，在處理量不變的情況下，若

29、用平板把沉淀池的沉降空間分成n層，這時(shí)沉降高度顯著縮短，變?yōu)樵瓉?lái)的1/n，處理效果明顯提高；同樣，若保持沉淀時(shí)間不變，將有效水深減小到原來(lái)的1/n，則處理量會(huì)提高到原來(lái)的n倍。 實(shí)際應(yīng)用中，考慮排泥的要求，將隔板以45-60角度傾斜。2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：o 斜板（管）傾角多采用60，斜板（管長(zhǎng)一般在1.0-1.2m左右，板間距一般不小于5.0mm，斜管直徑25-35mm。o 斜板材料：大多采用聚氯乙烯平板或波紋板。o 斜板沉淀池的結(jié)構(gòu)形式：按水流方向不同，分為異向流、同向流和橫向流（側(cè)向流）。o 進(jìn)水方式：大多采用異向流。o 出水方式：采用穿孔集水管集水。o 排泥方式：采用多斗排泥。3.斜流式沉淀池

30、的構(gòu)造o 斜板（管） 沉淀區(qū)o 進(jìn)水配水區(qū)o 清水出水區(qū)o 緩沖區(qū)o 污泥區(qū) 1 1進(jìn)水管；進(jìn)水管；2 2配水槽；配水槽；3 3斜板；斜板；4 4集水槽；集水槽；5 5出水落水斗；出水落水斗；6 6污泥斗；污泥斗；7 7排泥管排泥管4.斜板（管）沉淀池設(shè)計(jì)舉例 異向流斜板（管）沉淀池的設(shè)計(jì)表面水力負(fù)荷一般可按比普通沉淀池的設(shè)計(jì)表面水力負(fù)荷提高一倍考慮。 異向流斜板（管）沉淀池的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：q斜板凈距（或斜管孔徑）為80-100mm；q斜板（管）斜長(zhǎng)為1m；q斜板（管）傾角為60；q斜板（管）區(qū)上部水深為0.7-1.0m；q斜板（管）區(qū)底部緩沖層高度為1.0m。 七、提高沉淀池沉淀效果

31、的有效途徑 定義：氣浮法是定義：氣浮法是固固-液或液液或液-液液分離的一種方分離的一種方法。它是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏法。它是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附水中的懸浮固體，使其隨氣泡浮到水面而加以附水中的懸浮固體，使其隨氣泡浮到水面而加以分離去除的一種水處理方法。分離去除的一種水處理方法。 處理對(duì)象：處理對(duì)象：疏水性細(xì)微固體或液體懸浮物疏水性細(xì)微固體或液體懸浮物質(zhì)。質(zhì)。第六節(jié)第六節(jié) 氣浮池氣浮池實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件：實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件： A.必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡； B.必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀必須使污水中的污染物質(zhì)能形

32、成懸浮狀態(tài)；態(tài)； C.必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。用。一、氣浮法的類型一、氣浮法的類型（1）電解氣浮法）電解氣浮法（2）分散空氣氣浮法）分散空氣氣浮法o 微氣泡曝氣氣浮法微氣泡曝氣氣浮法o 剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法（3）溶解空氣氣浮法）溶解空氣氣浮法o 真空氣浮法真空氣浮法o 加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法（1） 電解氣浮法電解氣浮法 向水中通入向水中通入510V直流電，廢水電解產(chǎn)生直流電，廢水電解產(chǎn)生H2、O2和和CO2等，氣泡微細(xì)，密度小，等，氣泡微細(xì)，密度小，直徑約直徑約1060m，浮升過(guò)程浮升過(guò)程中不會(huì)引起水流紊動(dòng)，浮載能力大，特別中不會(huì)引起水

33、流紊動(dòng)，浮載能力大，特別適用于適用于脆弱絮凝脆弱絮凝體的分離體的分離。 （氣泡理想尺寸為（氣泡理想尺寸為1530m） 表面負(fù)荷通常低于表面負(fù)荷通常低于4m3/m2.h。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電耗較高、電極板易結(jié)垢，操作管理復(fù)雜。電耗較高、電極板易結(jié)垢，操作管理復(fù)雜。 目前主要用于小規(guī)模（目前主要用于小規(guī)模（10-204m3/h）的工業(yè)廢水處理。）的工業(yè)廢水處理。 電解氣浮電解氣浮微氣泡曝氣氣浮法微氣泡曝氣氣浮法 通過(guò)由素?zé)沾伞⒎勰┮苯鸹蛩芰现瞥傻耐ㄟ^(guò)由素?zé)沾?、粉末冶金或塑料制成的微微孔板（管）孔板（管），將壓縮空氣分散為小氣泡。，將壓縮空氣分散為小氣泡。 氣泡尺寸：氣泡尺寸：較大（直徑較大（直徑1

34、10mm） 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：微孔板（管）容易堵塞。微孔板（管）容易堵塞。 （2）分散空氣氣浮法）分散空氣氣浮法 將空氣引入一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪附近，通過(guò)將空氣引入一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪附近，通過(guò)葉輪的高速剪切運(yùn)動(dòng)，將空氣吸入并分散為小氣葉輪的高速剪切運(yùn)動(dòng)，將空氣吸入并分散為小氣泡，泡，氣泡直徑氣泡直徑1mm1mm左右左右。 剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮法 特點(diǎn)特點(diǎn)：適用于：適用于懸浮物濃度較高懸浮物濃度較高的廢水，如的廢水，如用于洗煤廢水及含油脂、羊毛等廢水的處理，用于洗煤廢水及含油脂、羊毛等廢水的處理，也可用于含表面活性劑的廢水泡沫浮上分離，也可用于含表面活性劑的廢水泡沫浮上分離，設(shè)備不容易堵塞。設(shè)備不

35、容易堵塞。（3）溶解空氣氣浮法）溶解空氣氣浮法 溶氣氣浮是使空氣在一定壓力下溶于水中并呈飽溶氣氣浮是使空氣在一定壓力下溶于水中并呈飽和狀態(tài)，然后驟然減壓釋放，這時(shí)溶解的空氣便以和狀態(tài)，然后驟然減壓釋放，這時(shí)溶解的空氣便以微小的氣泡從水中析出并進(jìn)行氣浮。微小的氣泡從水中析出并進(jìn)行氣浮。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 氣泡直徑約為氣泡直徑約為20100m； 可人為控制氣泡與廢水的接觸時(shí)間；可人為控制氣泡與廢水的接觸時(shí)間； 凈化效果比分散空氣法好，應(yīng)用廣泛。凈化效果比分散空氣法好，應(yīng)用廣泛。 根據(jù)根據(jù)氣泡從水中析出時(shí)所處的壓力不同氣泡從水中析出時(shí)所處的壓力不同，溶氣，溶氣氣浮又可分：氣浮又可分： a a、真空氣浮法

36、真空氣浮法： 空氣在常壓或加壓下溶于水中，在負(fù)壓下析空氣在常壓或加壓下溶于水中，在負(fù)壓下析出；出； b b、加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法： 空氣在加壓下溶于水中，在常壓下析出?？諝庠诩訅合氯苡谒?，在常壓下析出。 A、真空氣浮、真空氣浮 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 氣浮池在負(fù)壓下運(yùn)行；氣浮池在負(fù)壓下運(yùn)行； 溶氣壓力比加壓溶氣低，能耗較??；溶氣壓力比加壓溶氣低，能耗較?。?缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 氣浮池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備密閉，運(yùn)行維護(hù)都?xì)飧〕亟Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備密閉，運(yùn)行維護(hù)都較困難，生產(chǎn)中應(yīng)用不多。較困難，生產(chǎn)中應(yīng)用不多。 B、加壓溶氣氣浮、加壓溶氣氣浮 使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后將壓力驟使空氣在加壓的條件下溶解于水，

37、然后將壓力驟減至常壓而使過(guò)飽和的空氣以微細(xì)氣泡的形式釋放減至常壓而使過(guò)飽和的空氣以微細(xì)氣泡的形式釋放出來(lái)。出來(lái)。 按按溶氣水不同溶氣水不同分為三種基本流程：分為三種基本流程： 全溶氣流程全溶氣流程 部分溶氣流程部分溶氣流程 回流溶氣流程回流溶氣流程全溶氣流程全溶氣流程 全部原水由泵加壓至全部原水由泵加壓至0.30.5MPa，壓入溶，壓入溶氣罐，用空壓機(jī)或射流器向溶氣罐壓入空氣進(jìn)行氣罐，用空壓機(jī)或射流器向溶氣罐壓入空氣進(jìn)行溶氣，然后經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液溶氣，然后經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離。分離。部分溶氣流程部分溶氣流程 部分原水進(jìn)行壓力溶氣部分原水進(jìn)行壓力溶氣 ，其余部分直

38、接進(jìn)，其余部分直接進(jìn)入氣浮池。入氣浮池?；亓魅軞饬鞒袒亓魅軞饬鞒虩o(wú)論何種流程，其主要設(shè)備有加壓泵、溶氣罐和氣浮池。無(wú)論何種流程，其主要設(shè)備有加壓泵、溶氣罐和氣浮池。三種溶氣方式比較：三種溶氣方式比較： （1）與與全溶氣流程全溶氣流程相比，相比，部分溶氣流程部分溶氣流程和和回流溶氣流程回流溶氣流程兩種方式用于加壓溶氣的水量只分別兩種方式用于加壓溶氣的水量只分別占總水量的占總水量的3035%和和1020%；更節(jié)能；設(shè)備容；更節(jié)能；設(shè)備容積大大減小。積大大減小。 （2）在相同能耗下，溶氣壓力可大大提高，形在相同能耗下，溶氣壓力可大大提高，形成的氣泡更小，更均勻，更能得到充分利用；成的氣泡更小，更均勻

39、，更能得到充分利用； （3）當(dāng)采用當(dāng)采用混凝氣浮混凝氣浮時(shí)，能夠充分利用混凝劑，時(shí)，能夠充分利用混凝劑，減少投藥量，并避免絮凝體破壞。減少投藥量，并避免絮凝體破壞。 二、加壓溶氣氣浮法的基本原理二、加壓溶氣氣浮法的基本原理（1）氣泡與懸浮顆粒粘附的條件 氣泡與顆粒的吸附力是由兩相之間的界面張力引起的。根據(jù)作用于氣-固-液三相之間的界面張力，可以推測(cè)這種吸附力的大小。 當(dāng)廢水中有氣泡存在時(shí)，并非所有的顆粒都能粘附上當(dāng)廢水中有氣泡存在時(shí)，并非所有的顆粒都能粘附上去，它們?nèi)ィ鼈兡芊衽c氣泡粘附取決于水對(duì)該顆粒能否與氣泡粘附取決于水對(duì)該顆粒的表面性質(zhì)的表面性質(zhì)( (即顆粒即顆粒的潤(rùn)濕性的潤(rùn)濕性) )。

40、 一般規(guī)律：一般規(guī)律：疏水性顆粒易與氣泡粘附，而親水性顆粒疏水性顆粒易與氣泡粘附，而親水性顆粒難以與氣泡粘附。難以與氣泡粘附。 容易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為容易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)親水性物質(zhì). . 難于被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為難于被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)疏水性物質(zhì)。 顆粒的潤(rùn)濕程度顆粒的潤(rùn)濕程度常用氣、液、固三相間互相接常用氣、液、固三相間互相接觸時(shí)所形成的觸時(shí)所形成的接觸角接觸角的大小來(lái)解釋。在靜止?fàn)顟B(tài)下，的大小來(lái)解釋。在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí)，在氣當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí)，在氣-液界面張力線和固液界面張力線和固-液界面張力線之間的夾角（對(duì)著液相的），稱為平液界面張力線之間的夾角（

41、對(duì)著液相的），稱為平衡接觸角，用衡接觸角，用表示。表示。 90者為疏水性物質(zhì)。者為疏水性物質(zhì)。氣固液三相體系氣固液三相體系 在氣固液三相的接觸點(diǎn)上，在氣固液三相的接觸點(diǎn)上，由液、氣界面與液、固界面構(gòu)成由液、氣界面與液、固界面構(gòu)成的的 角稱為接觸角。根據(jù)三個(gè)界角稱為接觸角。根據(jù)三個(gè)界面張力在接觸點(diǎn)處于平衡有：面張力在接觸點(diǎn)處于平衡有：G GS S= = L LG Gcos+cos+L LS So當(dāng)當(dāng)=0=0時(shí)，固體表面完全被潤(rùn)時(shí)，固體表面完全被潤(rùn)濕，氣泡不能吸附在固體表面。濕，氣泡不能吸附在固體表面。o 當(dāng)當(dāng)0 0 90 90時(shí)，固體與時(shí)，固體與氣泡吸附的不夠牢固，容易在水氣泡吸附的不夠牢固，容易在水流的作用下脫附。流的作用下脫附。o當(dāng)當(dāng) 90 90時(shí)，則容易吸附。時(shí)，則容易吸附。 氣固固固LGLSGSLGLSGS液 90 90 總之，親水性顆粒不易被氣泡吸附，疏水性顆粒易被吸附總之，親水性顆粒不易被氣泡吸附，疏水性顆粒易被吸附（2）微氣泡與懸浮顆粒）微氣泡與懸浮顆粒的粘附形式有三種：的粘附形式有三種：o氣泡吸附顆粒上浮氣泡吸附顆粒上浮o