污水的物理處理水污染控制技術綜述

1第二章污水的物理處理重力或機械作用——一級（初級）處理去除對象：污水中的漂浮物和懸浮物主要方法：篩濾截留——篩網(wǎng)、格柵、過濾重力分離——沉沙池、沉淀池、隔油池、氣浮池離心分離——旋流分離器、離心機2第二章污水的物理處理第一節(jié)格柵和篩網(wǎng)第二節(jié)調節(jié)池第三節(jié)沉淀的基礎理論第四節(jié)沉砂池第五節(jié)沉淀池第六節(jié)隔油池第七節(jié)氣浮池3第一節(jié)格柵和篩網(wǎng)格柵由一組（多組）平行的金屬柵條/塑料齒構金屬篩網(wǎng)與框架組成，傾斜安裝在進水渠道，進水泵站集水井的進口或污水處理廠的前端。41格柵的種類平面格柵曲面格柵固定曲面格柵旋轉鼓式格柵第一節(jié)格柵和篩網(wǎng)柵條間隙格柵形狀粗格柵(50~100mm)中格柵(10~50mm)細格柵(1.5~10mm)格柵的工作原理XG型旋轉式格柵除污機回轉式固液分離機螺旋壓榨細格柵螺旋壓榨細格柵回轉式格柵除砂機及柵渣皮帶輸送機GL型格柵除污機齒耙式格柵除污機階梯式細格柵曝氣沉砂池前細格柵格柵的液位差自動控制16選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設備。兩道：提升泵前粗格柵構建物前細格柵。去除可能堵塞水泵及管道閥門的粗大懸浮物，保證后續(xù)處理設施的正常運行。2格柵的作用17人工清除

設計面積應采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進水渠道面積的2倍，以免清渣過于頻繁。與水平面傾角：45o~60o機械清除渣量>0.2m3/d

過水面積一般應不小于進水管渠的有效面積的1.2倍。與水平面傾角：60o~70o格柵的清渣方法134篩網(wǎng)應用:

城鎮(zhèn)污水的生物脫氮除磷工藝——初沉池；小型污水處理系統(tǒng)——回收短小纖維形式:

振動篩網(wǎng);水力篩網(wǎng)1420填埋焚燒（820℃以上）堆肥將柵渣粉碎后再返回廢水中，

作為可沉固體進入初沉池格柵、篩網(wǎng)截留污染物的處置方法：5粉碎機22刀齒構造簡圖安裝示意圖格柵后污水泵前，防泵堵塞沉沙池后，防止損害破碎機1均化池（調節(jié)池）1.1調節(jié)的目的廢水流量和污染物含量是隨時間變化的。調節(jié)的目的是減少和控制廢水水質（污染物濃度）及流量的波動，以便為后續(xù)處理提供最佳條件。第二節(jié)均化池（調節(jié)池）某工業(yè)廢水流量隨時間變化曲線時間

廢水流量生活廢水流量隨時間變化曲線時間/點鐘300.050.10.150.204812162024廢水流量/(m/s)調節(jié)的具體目的（調節(jié)池的作用）：（1）提供對有機物負荷的緩沖能力，防止生物處理系統(tǒng)負荷的急劇變化；（2）控制pH值或減小中和需要的化學藥劑量；（3）減少對物理化學處理系統(tǒng)的流量波動，使化學品添加速率適合加料設備的定額；（4）當工廠不生產時還能保證水處理系統(tǒng)的連續(xù)供水；（5）控制廢水向城市管道系統(tǒng)的排放量，使廢水負荷分配比較均勻；（6）避免高濃度有毒廢水進入生物處理廠；（7）調節(jié)由于季節(jié)的變化而引起的流量變化。1.2調節(jié)池類型均量池均質池均化池（調節(jié)池）事故池（3）實際調節(jié)池布置示意圖出水量保持不變調節(jié)池水位變化以適應來水量的變化（4）調節(jié)池的攪拌裝置1）攪拌的目的：a保證充分均和，避免固體的沉淀。b通過攪拌和曝氣也可使還原性物質氧化。c使某些可溶性氣體通過吹脫而減少。2）攪拌的方法：常用的攪拌方法有機械曝氣法、擴散空氣法及渦輪式攪拌器等。最常用的是裝設淹沒式攪拌器。1.3廢水濃度的調節(jié)

1）目的：

如果廢水的流量變化不大，僅是污染物的濃度變化較大，此時主要調節(jié)濃度。

2）均和水質的基本方法有兩種：

（1）利用壓縮空氣、葉輪攪拌和水泵循環(huán)而進行的強制混合和均化；（2）利用差流方式使不同時間不同濃度的廢水混合而進行的自身水力混合。3）方式：最常見的濃度調節(jié)池可稱異程式調節(jié)池（均質池）。這種調節(jié)池為常水位，重力流，在調節(jié)池中水流每一質點的流程則由短到長，都不相同，再結合進出水槽的布置，使前后時程的水得以相互混合，取得隨機均質的效果。帶折流墻的調節(jié)池出水隔墻圓型調節(jié)池34

沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產生下沉作用，達到固液分離的一種過程。1.沉淀處理工藝的應用預處理（沉砂池）：用以去除污水中的無機易沉物。初級處理（初沉池）：較經(jīng)濟地去除、減輕后續(xù)生物處理構筑物的有機負荷。固液分離（二沉池）：分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。

污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，減小體積，降低后續(xù)構筑物的尺寸及處理費用等。第三節(jié)沉淀的基礎理論35自由沉淀

懸浮顆粒濃度不高，沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀,顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中,顆粒的物理性質不變。如沉砂池。根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分為四種類型

懸浮顆粒濃度不高，沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線，顆粒的質量、形狀、沉速變化。如化學混凝沉淀、二沉池中活性污泥沉降。絮凝沉淀區(qū)域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀

懸浮顆粒濃度較高(>5000mg/L)，顆粒沉降受周圍其他顆粒影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水間有清晰的泥水界面。如二沉池下部及污泥濃縮池。

懸浮顆粒濃度很高；顆粒之間已擠壓成團狀結構，互相接觸，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。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。362沉淀池的工作原理理想沉淀池：進口、沉淀、出口和污泥四個區(qū)域沉淀區(qū)過水斷面上各點的水流速度均相同，水平流速為v；懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u；在沉淀池的進口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個過水斷面上；顆粒一經(jīng)沉到池底，即認為已被去除。理想沉淀池的幾個假定懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力時，下沉；重力等于浮力時，相對靜止；重力小于浮力時，上浮。沉淀池的工作原理理想沉淀池分為：進口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域四個部分理想沉淀池當某一顆粒進入沉淀池后另一方面，顆粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是顆粒的自由沉降速度u一方面隨著水流在水平方向流動，其水平流速v等于水流速度顆粒運動的軌跡為其水平分速v和沉速u的矢量和，在沉淀過程中，是一組傾斜的直線，其坡度i=u/v理想沉淀池40設u0為某顆粒最小沉降速度(1)顆粒沉速u≥u0，無論顆粒處于進口端的什么位置，都可以沉到池底被去除，即圖中的跡線xy與x’y’。(2)顆粒沉速u<u0，位于水面的顆粒不能沉到池底，如圖軌跡xy”；當其位于水面下某一位置時，可以沉到池底而被去除，如圖軌跡x’y。

說明：沉速u小于指定顆粒沉速u0的顆粒，有一部分會沉到池底被去除。41

從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。

平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等。

以重力或離心分離為基礎，即控制污水流速，使相對密度大的無機顆粒下沉，有機懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種形式第四節(jié)沉砂池上海石洞口污水處理廠1、平流沉砂池43

平流沉砂池是一種傳統(tǒng)的沉砂池，構造簡單，工作穩(wěn)定。

442、

曝氣沉砂池集砂槽中的砂可采用機械刮砂、螺旋輸送、移動空氣提升器或移動泵吸式排砂機排除。由于曝氣的去泡和浮渣作用，有一種曝氣沉砂池在池的一側設計除渣區(qū)和刮渣裝置?？捎行コ≡?，減輕后續(xù)沉淀池或反應構筑物表面的浮渣量。50沉砂中含有機物的量低于5%；由于池中設有曝氣設備，它還具有預曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡以及加速污水中油類的分離等作用。曝氣沉砂池的特點：曝氣沉砂池是長形渠道，沿渠道壁一側整個長度上，距池底約60~90cm處設置曝氣裝置；在池底設置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保證砂?；肷安?；為了使曝氣能起到池內回流作用，在必要時可在設置曝氣裝置的一側裝設擋板。曝氣沉砂池的構造：51曝氣沉砂池的工作原理

污水在池中存在著兩種運動形式，其一為水平流動（一般流速0.1m/s），同時在池的橫斷面上產生旋轉流動（旋轉流速0.4m/s），整個池內水流產生螺旋狀前進的流動形式。由于曝氣以及水流的螺旋旋轉作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物得以去除，沉于池底的砂粒較為純凈，有機物含量只有5%左右，長期擱置也不至于腐化。旋流沉砂池旋流沉砂池剖面圖p40-41鐘氏沉砂池鐘氏旋流沉砂池應用實例上海松江東部污水處理廠深圳鹽田污水處理廠57一、沉淀池一級處理主要構件，生物處理法中的預處理。去除40~55%懸浮固體，及20~30%的BOD5，生物處理構筑物后,是生物處理工藝的組成部分。分離活性污泥或去除脫落的生物膜。按使用功能分初次沉淀池二次沉淀池第五節(jié)沉淀池58一、沉淀池按水流方向分平流式輻流（射）式豎流式平流式豎流式輻流式單斗和多斗反射板：均勻分布機械排泥59

進水區(qū)、出水區(qū)功能：使水流的進入與流出保持平穩(wěn)，提高沉淀效率。

沉淀區(qū)：懸浮固體分離的主要場所。

緩沖區(qū)：避免水流攪起沉底污泥及緩解沖擊負荷

貯泥區(qū)：貯存、濃縮與排放污泥。沉淀池由五部分組成平流式沉淀池結構示意圖沉淀區(qū)貯泥區(qū)緩沖區(qū)60連續(xù)式

污水中的可沉顆粒在流過水池時完成，受到重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用污水連續(xù)不斷地流入與排出

污水中可沉淀的懸浮物在靜止時完成沉淀過程，由設置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作過程：進水、靜止、沉淀、排水間歇式沉淀池的運行方式61沉淀池特點與適用條件池型優(yōu)點缺點適用條件平流式1.對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；2.施工簡單造價低采用多斗排泥，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥，機件設備和驅動件均浸于水中，易銹蝕1.適用地下水位較高及地質較差的地區(qū)；2.適用于大、中、小型污水處理廠豎流式1.排泥方便，管理簡單；2.占地面積較小1.池深度大，施工困難；2.對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；3.造價較高；4.池徑不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式1.采用機械排泥，運行較好，管理較簡單；2.排泥設備已有定型產品1.池水水流速度不穩(wěn)定；2.機械排泥設備復雜，對施工質量要求較高1.適用于地下水位較高的地區(qū)；2.適用于大、中型污水處理廠62平流式沉淀池63出水堰鋸齒形三角堰集水槽64平流沉淀池清泥

特點：水流速度沿徑向逐漸減小，利于懸浮顆粒沉淀。但進水處流速大，易沖擊池底污泥。進水出水排泥中心進水輻流式沉淀池

輻流式沉淀池池體為圓形，直徑大；有中心進水和周邊進水兩種形式。66輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水進水槽刮泥裝置出水堰出水槽69刮泥裝置沉淀池中心進水套管70進水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前擋板進水擋板,深入水下約2/3水深7172

圓形豎流式沉淀池.avi中心管74

豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形或多角形。豎流式沉淀池的深、寬（徑）比一般不大于3，通常取2。豎流式沉淀池的中心管如下圖所示。豎流式沉淀池的構造

斜板（管）沉淀池

斜流式沉淀池是根據(jù)淺池理論，在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而構成。它由斜板（管）沉淀區(qū)、進水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。按斜板或斜管間水流域污泥的相對運動方向來區(qū)分，斜流式沉淀池有同向流和異向流兩種。污水處理中常采用升流式異向流斜流沉淀池。異向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60o角，長度通常為1.0m左右，斜板凈距（或斜管孔徑）一般為80~100mm。斜板（管）區(qū)上部清水區(qū)水深為0.7~1.0m，底部緩沖層高度為1.0m。77斜流式沉淀池的構造79

斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地少等優(yōu)點，在給水處理中得到比較廣泛的應用，在廢水處理中應用不普遍。在選礦水尾礦漿的濃縮、煉油廠含油廢水的隔油等方面已有較成功的經(jīng)驗，在印染廢水處理和城市污水處理中也有應用。斜流式沉淀池在廢水處理中的應用第六節(jié)

隔油池石油開采焦爐氣冷凝水洗煤氣水各種儲罐排水帶水原油的分離水鉆井提鉆時設備沖洗水井場及油罐區(qū)地面降水生產裝置的油水分離過程,油品、設備的洗滌、沖洗過程焦化含油廢水石油開采及加工工業(yè)固體燃料熱加工紡織工業(yè)中的洗毛廢水輕工業(yè)中的制革廢水鐵路及交通運輸工業(yè)屠宰及食品加工機械工業(yè)中車削工藝中的乳化液石油煉制石油化工

1含油廢水的來源分類在含油廢水處理過程中,一般根據(jù)水體中油污染物的成分和存在狀態(tài)及其粒徑,選擇處理方法。含油廢水的類別及特征含油廢水侵入土壤孔隙間形成油膜，產生堵塞作用，致使空氣、水分及肥料均不能滲入土中，破壞土層結構，不利于農作物的生長，甚至是農作物枯死。含油廢水排入水體后將在水面上產生油膜，阻礙大氣中的氧向水體轉移，使水生生物處于嚴重缺氧狀態(tài)而死亡。在灘涂上還會影響?zhàn)B殖和利用。含油廢水排入城市溝道，對溝道、附屬設備及城市污水處理廠都會造成不良影響。土壤溝道水體油污染對環(huán)境的危害2

隔油池平流式隔油池斜板隔油池斜板隔油池與小型自動撇油隔油池斜板斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為60μm，相應的上升速度約為0.2mm/s。鐵路運輸、化工等行業(yè)使用的小型隔油池，其撇油裝置是依靠水與油的密度差形成液位差而達到自動撇油的目的。小型隔油池

當油和水相混，又有乳化劑存在，乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時油和水就不會分層，而呈一種不透明的乳狀液。當分散相是油滴時，稱水包油乳狀液；當分散相是水滴時，則稱為油包水乳狀液。3乳化油及破乳方法由于生產工藝的需要而制成含油（可浮油）廢水在溝與含乳化劑的廢水混合，受水流攪動而形成。以洗滌劑清洗受油污染的機械零件、油槽車等而產生乳化油廢水乳化油的主要來源氣浮法處理工藝必須滿足三個基本條件：

必須向水中提供足夠量的細微氣泡；必須使污水中的污染物質能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質產生粘附作用。第七節(jié)

氣浮池石油、化工及機械制造業(yè)中的含油污水的油水分離工業(yè)廢水處理污水中有用物質的回收取代二次沉淀池，特別是用于易于產生活性污泥膨脹的情況剩于活性污泥的濃縮污水處理技術中，氣浮法分離技術的應用：微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法加壓溶氣氣浮法真空氣浮法電解氣浮法分散空氣氣浮法溶解空氣氣浮法按生產細微氣泡的方法一、氣浮法的類型微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法壓縮空氣引入到靠近池底的微孔板，微孔將空氣分散成細小氣泡。將空氣引至高速旋轉混合器或葉輪機附近，將引入的空氣切割成細小氣泡。1分散空氣氣浮法剪切氣泡氣浮法使用于處理水量