污水物理處理方法

1、污水的物理處理 第一節(jié)第一節(jié) 格柵和篩網(wǎng)格柵和篩網(wǎng)選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠、站的處理設(shè)備。規(guī)模、污水性質(zhì)、后續(xù)構(gòu)筑物格柵的作用格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)(?)。作用：去除可能堵塞水作用：去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門(mén)的較泵機(jī)組及管道閥門(mén)的較粗大懸浮物，并保證后粗大懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門(mén)、配水設(shè)施，進(jìn)出水口人工清除人工清除設(shè)計(jì)面積應(yīng)采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水渠道面積的2倍，以免清渣過(guò)于頻繁。與水平面傾角：與水平

2、面傾角：30306060機(jī)械清除，機(jī)械清除，0.2m3/d0.2m3/d 過(guò)水面積一般應(yīng)不過(guò)水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管渠的有效面小于進(jìn)水管渠的有效面積的積的1.21.2倍。倍。與水平面傾角：與水平面傾角：60609090格柵的清渣方法格柵的清渣方法 格柵所截留的污染物數(shù)量格柵所截留的污染物數(shù)量當(dāng)柵條間距為當(dāng)柵條間距為1625mm時(shí)，柵渣截留量為時(shí)，柵渣截留量為0.100.05m3/（103m3污水）；污水）；當(dāng)柵條間距為當(dāng)柵條間距為40mm左右時(shí)，柵渣截留量為左右時(shí)，柵渣截留量為0.030.01 m3/（103m3污水）；污水）；柵渣的含水率約為柵渣的含水率約為80%，密度約為，密度約為960k

3、g/m3。格柵的工作原理回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)螺旋壓榨細(xì)格柵螺旋壓榨細(xì)格柵回轉(zhuǎn)式格柵除砂機(jī)及柵渣皮帶輸送機(jī)格柵柵條斷面形狀過(guò)格柵渠道的水流流速污水過(guò)柵條間距的流速矩形圓形方形圓形的水力條件較方形好，但剛度較差目前多采用斷面形狀為矩形的柵條格柵柵條斷面形狀過(guò)格柵渠道渠道的水流流速污水過(guò)柵條柵條間距的流速一方面泥沙不至于沉積在溝渠底部另一方面截留的污染物又不至于沖過(guò)格柵通常采用通常采用0.40.9m/s0.40.9m/s格柵渠道的寬度寬度要設(shè)置得當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)流速格柵柵條斷面形狀過(guò)格柵渠道的水流流速污水過(guò)柵條間距的流速為防止柵條間隙堵塞，一般采用0.61.0m/s最大流量時(shí)可高于1.21.4m/s

4、漸擴(kuò)20，沉底大于水頭損失）（當(dāng)柵條間距為（當(dāng)柵條間距為1625mm時(shí)，柵渣截留量為時(shí)，柵渣截留量為0.100.05m3/（103m3污水）；污水）；通過(guò)格柵的水頭損失h2的計(jì)算：khh02kgvhsin220式中： h0計(jì)算水頭損失，m； v污水流經(jīng)格柵的速度，m/s； 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面的幾何形狀有關(guān)； 格柵的放置傾角； g重力加速度，m/s2； k考慮到格柵受污染物堵塞后阻力增大的系數(shù)， 可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。 城市污水一般取0.10.4m。格 柵 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算格 柵 的 建 筑 尺 寸 1.格柵的間隙數(shù)量n式中：qvmax最大設(shè)計(jì)流 量，

5、m3/s； d柵條間距，m； h柵前水深，m； v污水流經(jīng)格柵 的速度，m/s。2.格柵的建筑寬度b式中：b格柵的建筑寬度； s柵條寬度，m。3.柵后槽的總高度h總式中:h柵前水深，m； h2格柵的水頭損失,m； h1格柵前渠道超高， 一般h1=0.3m。ndnsb) 1(21hhhh總)/(sinmaxvvhdqn格 柵 的 建 筑 尺 寸 4.格柵的總建筑長(zhǎng)度L 式中：L1進(jìn)水渠道漸寬部位的長(zhǎng)度，m；其中:b1 進(jìn)水渠道寬度m；1 進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度，一般1=20； L2 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長(zhǎng)度，一般L2=0.5L1 ； H1 格柵前的渠道深度,m。5.每日柵渣量W

6、式中：W1柵渣量，m3/ (103m3污水)； KZ生活污水流量總變化系數(shù)。tg/5.00.1121HLLL111tg2bbL100086400Z1maxvKWqW作用用于廢水處理或短小纖維的回收形式振動(dòng)篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)篩 網(wǎng)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(jìn)入初沉池格柵、篩網(wǎng)截留的污染物的處置方法：第二節(jié)第二節(jié) 沉淀的基礎(chǔ)理論沉淀的基礎(chǔ)理論 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(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。 沉淀處理工藝的四種用法 沉砂池：用以去除污水中的無(wú)機(jī)易沉物。初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)地去除，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。二次沉淀池：

7、用來(lái)分離生物處理工藝中產(chǎn)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(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。自由沉淀 懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀, 顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中,顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類(lèi)型 懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)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。沉淀過(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類(lèi)型。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（5

8、000mg/L以上）；顆粒的沉降受到周?chē)渌w粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。 懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，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(guò)程存在壓縮沉淀。自由沉淀及其理論基礎(chǔ) 分析的假定沉淀過(guò)程中顆粒的大小、形狀、質(zhì)量等不變顆粒為球形 顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他顆粒影響 靜水中懸浮顆粒開(kāi)始沉淀時(shí), 因受重力作用產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后,顆粒的重力與水對(duì)其產(chǎn)生的阻力平衡時(shí), 顆粒即等速下沉懸

9、浮顆粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力時(shí)，下沉；重力等于浮力時(shí)，相對(duì)靜止；重力小于浮力時(shí)，上浮。1.懸浮顆粒在水中受到的 力Fg Fg是促使沉淀的作用力， 是顆粒的重力與水的浮力之差： 式中：Fg水中顆粒受到的作 用力； V顆粒的體積； S顆粒的密度； L水的密度； g重力加速度。 2. 水對(duì)自由顆粒的阻力式中：FD水對(duì)顆粒的阻力； 阻力系數(shù)； A自由顆粒的投影面積； uS顆粒在水中的運(yùn)動(dòng) 速度，即顆粒沉速。懸 浮 顆 粒 在 水 中 的 受 力 分 析)(LSLSggVgVgVF)2/(2SLDuAF球狀顆粒自由沉淀的沉速公式 當(dāng)顆粒所受外力平衡時(shí)，DgFF2/1LSSL3)(4dgu即

10、)2/()(2SLLSuAgV234161dAdV，因得球狀顆粒自由沉淀的沉速公式：當(dāng)顆粒粒徑較小、沉速小、顆粒沉降過(guò)程中其周?chē)睦@流速度亦小時(shí)，顆粒主要受水的黏滯阻力作用，慣性力可以忽略不計(jì)，顆粒運(yùn)動(dòng)是處于層流狀態(tài)。在層流狀態(tài)下，=24/Re，帶入式中，整理得自由顆粒在靜水中的運(yùn)動(dòng)公式（亦稱(chēng)斯托克斯定律）：2LSS181dgu式中:水的動(dòng)力黏度。由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān)：2LSS181dgu斯托克斯定律:當(dāng)s大于L時(shí)，s-L為正值，顆粒以u(píng)s下沉；當(dāng)s與L相等時(shí)，us=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；s小于L時(shí)，s-L為負(fù)值，顆粒以u(píng)s上浮，可用浮上法去除

11、。us與顆粒直徑d的平方成正比，因此增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。us與成反比，隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。沉淀池的工作原理理想沉淀池 分為：進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域四個(gè)部分沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)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(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?；顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除。理想沉淀池的幾個(gè)假定：由上述假定得到的懸浮顆粒自由沉降跡線：式中：v顆粒的水平分速； qv進(jìn)水流量； A沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝?面積， Hb； H沉淀區(qū)的水深； b沉淀區(qū)寬度

12、。當(dāng)某一顆粒進(jìn)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(dòng)，其水平流速v等于水流速度顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡為其水平分速v和沉速u(mài)的矢量和，在沉淀過(guò)程中，是一組傾斜的直線，其坡度i=u/v)/(/bHqAqvvv 設(shè)u0為某一指定顆粒的最小沉降速度。當(dāng)顆粒沉速u(mài)u0時(shí)，無(wú)論這種顆粒處于進(jìn)口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即左上圖中的跡線xy與xy。當(dāng)顆粒沉速u(mài)u0時(shí)，位于水面的顆粒不能沉到池底，會(huì)隨水流出，如左下圖中軌跡xy所示；而當(dāng)其位于水面下的某一位置時(shí)，它可以沉到池底而被去除，如圖中軌跡xy所示。 說(shuō)明對(duì)于沉速u(mài)小于指定顆粒沉

13、速u(mài)0的顆粒，有一部分會(huì)沉到池底被去除。 在同一沉淀時(shí)間t，下式成立：故 對(duì)于沉速為u1（u1u0）的全部懸浮顆粒，可被沉淀于池底的總量為： 而沉淀池能去除的顆粒包括uu0以及 u1u0的兩部分，故沉淀池對(duì)懸浮物的去除率為：tuHtuh01；00010001d1d/uuPuuPuu0000d1)1 (uPuuPPHhd 設(shè)沉速為u1的顆粒占全部顆粒的dP，其中的 的顆粒將會(huì)從水中沉到池底而去除。01/uuHhPuuPHhdd01式中：P0沉速小于u0的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的比例； （1-P0）沉速u(mài)0的顆粒去除率。 上頁(yè)圖的運(yùn)動(dòng)跡線中的相似三角形存在著如下的關(guān)系： 將上式帶入式中 并簡(jiǎn)化后

14、得出 qv/A反映沉淀池效力的參數(shù)，一般稱(chēng)為沉淀池的表面負(fù)荷率，或稱(chēng)沉淀池的過(guò)流率，用符號(hào)q表示： 理想沉淀池中，u0與q在數(shù)值上相同，但它們的物理概念不同：u0的單位是m/h；q表示單位面積的沉淀池在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的流量，單位是m3/（m2h）。故只要確定顆粒的最小沉速u(mài)0，就可以求得理想沉淀池的過(guò)流率或表面負(fù)荷率。 HLuv/0)/(0HLuvAqq/vbHqAqv/vvAqu/v0AubHHLuq00v)/(l理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面積積A有關(guān)，與池深有關(guān)，與池深H無(wú)關(guān)，即與池的體無(wú)關(guān)，即與池的體積積V無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。l理想沉淀池中，理想沉淀池中，u0

15、與與q在數(shù)值上相同，在數(shù)值上相同，但它們的物理概念不同，只要確定顆但它們的物理概念不同，只要確定顆粒的最小沉速粒的最小沉速u(mài)0，就可以求得表面負(fù)，就可以求得表面負(fù)荷率。荷率。第三節(jié)第三節(jié) 沉沉 砂砂 池池沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種形式 從污水中去除砂子、煤渣等密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行 平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池等 以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使相對(duì)密度大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走沉砂池工程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則與主要參數(shù)城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池，個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小于2；設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建

16、設(shè)考慮： 最大時(shí)流量、最大組合流量、合流制流量沉砂池去除的砂粒相對(duì)密度為2.65，粒徑為0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3計(jì)算，其含水率約為60%，容重約1500kg/m3。貯砂斗的容積應(yīng)按2d沉砂量計(jì)算，貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于55,排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。 平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定。 平流式沉砂池污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s；最大流量時(shí)，污水在池內(nèi)的停留時(shí)間不少于30s，一般為3060s；有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.251.0m，池寬不小于0.6m；池底坡

17、度一般為0.010.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底形狀。 平流式沉砂池的系統(tǒng)參數(shù) 3.池總寬度b 式中： h2設(shè)計(jì)有效水深。 4.貯砂斗所需容積V式中: X城市污水的沉砂量, 一般采用30m3/ (106m3污水）; T排砂時(shí)間的間隔,d; kz 生活污水流量的總 變化系數(shù)。平流式沉砂池的計(jì)算公式 1. 1.長(zhǎng)度長(zhǎng)度L L 式中：式中：v v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)最大設(shè)計(jì)流量時(shí) 的速度，的速度，m/sm/s； t t最大設(shè)計(jì)流量時(shí)最大設(shè)計(jì)流量時(shí) 的停留時(shí)間的停留時(shí)間, s, s。 2.2.水流斷面面積水流斷面面積A A式中：式中：q qvmaxvmax最大設(shè)計(jì)流最大設(shè)計(jì)流 量，

18、量，mm3 3/s /s。vtLvqA/maxv2/ hAb 6zv1086400maxkTXqV 7.池總高度h式中: h1超高，m； h2有效水深,m; h3貯砂斗高度,m。8.核算最小流速vmin 式中:qvmin 設(shè)計(jì)最小流量， m3/s； n1最小流量時(shí)工作 的沉砂池?cái)?shù)目; Amin 最小流量時(shí)沉砂 池中的水 流斷面面積，m2。平流式沉砂池 的計(jì)算公式 5.貯砂斗個(gè)部分尺寸計(jì)算設(shè)貯砂斗底寬b1=0.5m；斗壁與水平面的傾角為60；則貯砂斗的上口寬b2為： 貯砂斗的容積V1： 式中:h3 貯砂斗高度，m； S1，S2 貯砂斗上口和下口的面積。6.貯砂室的高度h3設(shè)采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，則13260tg2bhb)(21213311SSSShV321hhhhmin1minvmin/Anqv2/) 2(06.006.023233bbLhlhh沉砂中含有機(jī)物的量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還