(E)2 水處理-3

1、l在沉淀池（或叫澄清池）中，在一定時(shí)間內(nèi)沉淀下來(lái)的顆?？梢员蝗コ３恋沓赝ǔ榫匦位驁A形，水流可以是輻流式或上流式。盡管沉淀池的形式不同，但是其設(shè)計(jì)上一般分成四個(gè)區(qū)域：。l設(shè)置進(jìn)水區(qū)的目的是使水流均勻分布，且使懸浮顆粒通過截面進(jìn)入沉淀區(qū)。進(jìn)水區(qū)包括一系列進(jìn)水管和擋板。擋板設(shè)置在沉淀池1m以下并延伸到池底。在擋板系統(tǒng)后面，水流依進(jìn)水構(gòu)造的不同，呈現(xiàn)不同的流動(dòng)形式，l平流式沉淀池l上流式沉淀池l圓形沉淀池污泥收集系統(tǒng)的照片l圓形沉淀池污泥收集系統(tǒng)的示意圖l設(shè)計(jì)良好的擋板系統(tǒng)，進(jìn)水區(qū)就在沉淀池的長(zhǎng)度方向上延伸約1.5米，進(jìn)水區(qū)設(shè)計(jì)是否合理對(duì)去除效率有很大影響。l如果進(jìn)水區(qū)的設(shè)計(jì)不合理，進(jìn)水流速將無(wú)法

2、降低到沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)流速。進(jìn)水區(qū)的長(zhǎng)度不能加到沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度中去，兩者的長(zhǎng)度必須分開設(shè)計(jì)。l污泥儲(chǔ)存區(qū)的構(gòu)造和深度取決于清泥方式、清泥頻率和估計(jì)的污泥量等參數(shù)。所有這些參數(shù)都可以估算。l如果沉淀池足夠長(zhǎng)，則儲(chǔ)存深度可由池的底部深度提供，否則必須在進(jìn)水末端設(shè)置污泥斗。l在沉淀池內(nèi)水流會(huì)經(jīng)過很大的面積。流速緩慢。如果澄清水的輸出管道設(shè)置在沉淀池的末端，所有的水將會(huì)沖進(jìn)管道，在沉淀池內(nèi)形成較高流速，從而導(dǎo)致已經(jīng)沉淀的絮體上升，并混入出水中。絮體洗出的現(xiàn)象稱為“”（scouring）。產(chǎn)生的原因之一是出水區(qū)的設(shè)計(jì)不合理。較理想的方式是絮體類型堰溢流率/m3/d.m2輕鋁鹽絮體(低濁度水)143179重

3、鋁鹽絮體(高濁度水)179268石灰軟化產(chǎn)生的重絮體268322l沉淀區(qū)設(shè)計(jì)需要了解兩個(gè)重要參數(shù)：絮體沉降速率Vs和沉降池運(yùn)行的設(shè)計(jì)速率V0。顆粒向下沉降的同時(shí)，水流垂直地上升。l顆粒從沉降池底部去除而不會(huì)隨出水流走的條件： Vs V0。設(shè)計(jì)中需要確定顆粒的沉降速率，并將溢流率設(shè)定為較低的數(shù)值。對(duì)于上流式沉降池， V0 = 50% 70% Vs。（overflow rate）：水的上升速率 ，有時(shí)也稱為表面負(fù)荷率，單位為m3/(d m2)，（ m3/d）。可以看成每天每平方米的沉淀池表面積上所流經(jīng)的水量，與負(fù)荷類似。與液體速率相同（m/s）。l理想的平流式沉淀池符合以下三個(gè)假設(shè)： 顆粒與水流的

4、流速均勻地分布在沉淀池截面上； 顆粒均勻分布，沉速不變，等速下沉，水平分速等于v； 任何顆粒只要接觸到池底就認(rèn)為被去除。l假設(shè)一顆粒在A點(diǎn)，若要將其從水中去除，則該顆粒需要有足夠大的沉降速度，以確保在水流通過沉淀池的停留時(shí)間內(nèi)能夠到達(dá)沉淀池的底部，即沉降速度至少應(yīng)該等于沉淀池的深度除以停留時(shí)間：Vs=h/t0。l顆粒的沉降速率必須大于或等于沉降池的溢流率。 Vs=h/t0=h/(V/Q)=hQ/(lw h)=Q/(lw) 而(lw)即為沉淀池的表面積（As） 這表明平流式沉淀池的去除效果 與池的深度無(wú)關(guān)。hlVlVsAl當(dāng)顆粒沉降速率Vs大于或等于溢流率V0時(shí)，去除該顆粒所需的沉淀池顆粒僅為h

5、/2，如果深度較大時(shí)則沉降速率等于V0的顆粒將無(wú)法完全去除。不過在較低深度處進(jìn)入沉淀池的顆粒，可以到達(dá)底部，所以會(huì)發(fā)生部分去除的現(xiàn)象。l與上流式沉淀池不同，在平流式沉淀池中VsV0的顆粒仍有部分能夠去除。例如，沉降速率為V0/2的顆粒均勻地進(jìn)入沉降區(qū)，將有50%的顆粒會(huì)被去除。同樣，沉降速率為V0/4的顆粒，有1/4的比例會(huì)被去除。在沉淀池中溢流率設(shè)計(jì)值為V0，沉降速率為Vs時(shí)，顆粒的去除率P為： 。l一平流式沉淀池，其溢流率為17m3/(d.m2)，希望去除沉降速率分別為0.1mm/s, 0.2mm/s和1mm/s的顆粒。試計(jì)算在理想沉淀池中不同沉降速率顆粒的去除率。lSolution： 轉(zhuǎn)

6、換單位： V0 = 17m3/(d.m2) = 0.2mm/s； （1）Vs = 0.1mm/s V0，去除率P = 100%,，所有顆?？梢员惠p易地除去。l在設(shè)計(jì)理想沉淀池時(shí)，首先需要確定欲被去除顆粒的沉降速率（ Vs），然后設(shè)定溢流率（ V0）的值小于或等于Vs。對(duì)于不同類型的顆粒，其沉降速率的確定方法不同。顆粒的沉淀類型通常氛圍以下三種：顆粒以一定的沉降速率獨(dú)立地沉淀。這些顆粒在沉淀過程中互不干擾，其形狀、尺寸和質(zhì)量均不會(huì)改變，下降速率也不改變。即顆粒以單一的形態(tài)沉降且在沉降期間不會(huì)發(fā)生絮凝或被其它顆粒粘附，例如沙與礫石的沉淀。常見于沉沙池、預(yù)沉池中。沉淀過程中顆粒會(huì)發(fā)生絮凝作用，其形狀

7、、尺寸和質(zhì)量會(huì)不斷地改變，下降速率也會(huì)變化。常見于鋁、鐵的混凝過程、初級(jí)沉淀池等。顆粒在區(qū)域沉淀中具有較高的密度（大于1000mg/L），顆粒形成層狀物，呈整體沉淀狀，并形成較明顯的固-液界面。清楚地呈現(xiàn)出澄清區(qū)和污泥區(qū)。區(qū)域沉淀發(fā)生于石灰軟化沉淀、活性污泥沉淀和污泥濃縮池中。 有5種方法確定Vs，從而確定溢流率V0。lI型沉淀：落入靜止流體中的顆粒會(huì)進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，直至顆粒受到的作用力（重力，摩擦力和浮力）均衡為止。l使顆粒加速運(yùn)動(dòng)的牽引力是重力與浮力之差：l當(dāng)拖拽力等于此牽引力時(shí)，顆粒的速度將達(dá)到一個(gè)定值，稱為終端沉降速度，Vs。此時(shí)， FG - FB = FD，從而pBgVFpsGgVF2

8、2vACFpDDpsBGgVFF)(2)(2spDpsvACgV由此可以得到終端速率的表達(dá)式：l拖拽系數(shù)或摩擦系數(shù)根據(jù)周圍流體的流態(tài)不同而取不同的值。流態(tài)可以定性地分為層流、湍流和過渡流。 采用（Reynolds number）來(lái)定量地描述不同的流態(tài)。dddAVpp32)2()2(34332/13)(4DssCdgvssdvdvRl在高雷諾數(shù)（Re10,000）情況下，對(duì)球體所產(chǎn)生的渦流阻力而言，CD值約為0.4。在低雷諾數(shù)（Re0.5）時(shí)，對(duì)球體產(chǎn)生的粘滯阻力而言：l l在過渡區(qū)，0.5Re10,000，球體的拖拽系數(shù)可用下式近似計(jì)算：l在靜態(tài)層流情況下，Vs采用：l可設(shè)定V0 = (0.3

9、30.7) Vs。34. 0Re3Re242/1DC18)(2dgvssl目前沒有合適的數(shù)學(xué)關(guān)系式可用來(lái)描述II型沉淀。在沉淀過程中，絮體顆粒持續(xù)地改變形狀、尺寸與密度，因此不能用Stokes公式計(jì)算。通常在實(shí)驗(yàn)室中用沉淀柱試驗(yàn)來(lái)獲得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。l首先將沉淀柱裝滿待分析的懸浮液，在一定的時(shí)間間隔內(nèi)于采樣口排水取樣，分析每個(gè)樣品的懸浮固體濃度。去除百分比可利用下式計(jì)算：lR表示在某一深度與時(shí)間下的去除率；Ct為在一定深度處，時(shí)間t時(shí)的濃度，mg/L。繪出沉淀柱中顆粒的去除率與深度的關(guān)系圖，以5%或10%的間隔連接圖中各點(diǎn)以組成等濃度曲線。以沉淀柱底部與等濃度曲線的交點(diǎn)求溢流率。01CCRtl溢流率

10、：V0 = H/ti 式中H為沉淀柱高度，m；，其中下標(biāo)i表示第1，2，3等交點(diǎn)。l在 處繪制垂直線，與所有通過時(shí)間 的等濃度曲線相交，再利用等濃度曲線間的中點(diǎn)定義H1、H2、H3等高度。以計(jì)算固體物質(zhì)的去除率。 該式為沉淀時(shí)間為Ta時(shí)的總的去除率。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于沉淀池設(shè)計(jì)時(shí)，溢流率的放大系數(shù)為0.65，停留時(shí)間的放大系數(shù)為1.75。.)()(21bcabaTRRHHRRHHRRa對(duì)于區(qū)域沉淀而言，設(shè)計(jì)參數(shù)可以通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)得到。溢流率設(shè)計(jì)值設(shè)定為實(shí)驗(yàn)室數(shù)值的0.50.7倍。可確定混凝絮體的沉降速率。l所有形式的沉淀池均有典型的設(shè)計(jì)值。但這些設(shè)計(jì)值一般很保守。只有這樣才能保證設(shè)計(jì)不佳的進(jìn)水

11、區(qū)或出水區(qū)能正常地工作。典型沉淀池溢流率數(shù)值見下表：應(yīng)用范圍矩形或圓形 (m3/d m2)上流式沉淀池(m3/d m2)鋁鹽或鐵鹽混凝 濁度去除4050 色度去除3035 大量藻類去除20石灰軟化 低濃度鎂70130 高濃度鎂57105l某水處理廠的設(shè)計(jì)流量為0.5m3/s，設(shè)計(jì)溢流率為32.5 m3/(d m2)，確定沉淀池的表面積。假設(shè)典型溢流設(shè)計(jì)值為20 m3/(d m2)，計(jì)算沉淀池的表面積，并將這兩個(gè)值進(jìn)行比較。停留時(shí)間為95分鐘，確定沉淀池的深度。lSolution：（1）計(jì)算表面積： 首先換算流量單位：0.5m3/s=43200m3/d； As=Q/V0=43200/32.5=1

12、330m2。l利用保守設(shè)計(jì)值，計(jì)算表面積： As=Q/V0=43200/20=2160m2。 顯然，在這種情況下使用保守設(shè)計(jì)值將會(huì)導(dǎo)致沉淀池表面積。l一般沉淀池的長(zhǎng)寬比介于2：15：1之間，而長(zhǎng)度很少超過100米。一般情況下，最少設(shè)計(jì)2個(gè)沉淀池。若按照2個(gè)池設(shè)計(jì)，假定池寬12米，總表面積為1330m2：1330m2/(2)(12m)=55m。 長(zhǎng)寬比為55m/12m=45，符合一般沉淀池長(zhǎng)寬比要求。l沉淀池的總體積：V = Qt0 = 0.5 95 60 =2850m3。l沉淀池深度：H=V/As=2850/1330=2米。該深度不包括污泥儲(chǔ)存區(qū)。最終設(shè)計(jì)為兩個(gè)沉淀池：寬12m長(zhǎng)55m 2m，

13、加上污泥儲(chǔ)存深度。1、概述 沉淀是利用水中的懸浮顆粒與水的密度差進(jìn)行分離的基本方法。通過收集沉淀物和浮渣使水獲得凈化。沉淀法可去除水中的沙粒、化學(xué)沉淀物、混凝處理所形成的絮體和生物處理的污泥，也可用于沉淀污泥的濃縮。其設(shè)置通常在過濾池之前，或在污水生化系統(tǒng)的前后。在生化系統(tǒng)之前稱為初沉池，其主要作用是保證生物處理設(shè)備凈化功能的正常發(fā)揮；在生化系統(tǒng)之后，稱為二沉池，主要用以分離生物污泥，使處理水得以澄清。 l 沉淀池是根據(jù)靜置沉淀原理設(shè)計(jì)的，分離污水中固體懸浮物的重要設(shè)施，是水處理工程的最基本構(gòu)筑物。污水中的絕大部分懸浮物都是依靠它進(jìn)行沉淀分離處理。 沉淀池的形式按池內(nèi)水流方向的不同，可分為：

14、平流式 豎流式 輻流式 斜流式 ll 豎流式沉淀池的表面多呈圓形，也有方形或多角形的。直徑或邊長(zhǎng)一般在8m以下，多介于47m之間，池徑與池深比一般不超過3:1。沉淀池上部呈圓柱狀部分為沉淀區(qū)，下部呈截頭圓錐狀部分為污泥區(qū)，二區(qū)之間有0.3m的緩沖層，如圖“豎流式沉淀池”。l 輻流式沉淀池是直徑較大的圓形池。它的直徑一般為2030m，最大可達(dá)到50100m，池中的深度約為2.55.0m。污水由池中心處流出后按半徑方向向池周呈輻射狀流動(dòng),故稱為輻流式，其特征是污水的流速由大向小變化。 l從理想沉淀池的分析可知，沉淀池的處理效率僅與顆粒沉淀速度和表面負(fù)荷有關(guān)，與池的深度無(wú)關(guān)。若將該池分成n層淺池，每

15、池深度為h=H/n，當(dāng)進(jìn)入淺池的流量為q=Q/n（原水平流速不變）時(shí)，淺池沉速u=q/A=Q/nA=u0/n，即沉速減小了n倍，從而使效率大大提高的流量為q=u0A=Q，則n個(gè)淺池的總處理能力提高至原來(lái)的n倍。類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式1、處理水量大小不限，沉淀效果好 2、對(duì)水量和溫度變化的適應(yīng)能力強(qiáng)3、平面布置緊湊，施工方便1、進(jìn)、出配水不易均勻 2、多斗排泥時(shí)，每個(gè)斗均需設(shè)置排泥管（閥）,手動(dòng)操作 ,工作繁雜。采用機(jī)械刮泥時(shí)，易銹蝕。1、適用于地下水位高、地質(zhì)條件較差的地區(qū) 2、大、中、小型污水工程均可采用豎流式1、占地面積較小 2、排泥方便，管理簡(jiǎn)單 3、適用于絮凝性膠體沉淀1、池深度大

16、，施工困難，造價(jià)高 2、對(duì)水量沖擊負(fù)荷和水溫度變化適應(yīng)能力不強(qiáng)3、池徑不宜過大適用于小型污水處理廠輻流式1、對(duì)大型污水廠較為經(jīng)濟(jì) 2、機(jī)械排泥設(shè)備已定型系列化1、排泥設(shè)備復(fù)雜，操作管理技術(shù)要求較高 2、施工質(zhì)量要求高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斜板式1、生產(chǎn)能力大，處理效率高 2、停留時(shí)間短，占地面積小1、構(gòu)造復(fù)雜，斜板、斜管造價(jià)高，須定期更換，易堵塞 2、固體負(fù)荷不宜過大，耐沖擊負(fù)荷能力較差1、適用于中小型污水廠的二次沉淀池 2、可用于已有平流沉淀池的挖潛改造l沉淀池的出水中仍含有絮體顆粒，且出水的濁度在110NTU之間。為了將濁度降低到0.3NTU，一般使用過濾

17、方法。水的過濾是利用沙或其它多孔介質(zhì)，將流經(jīng)的水與懸浮狀或膠體狀物質(zhì)分開的過程。水充滿沙粒之間的空隙，水中雜質(zhì)因阻塞在空隙中或附著在沙粒表面而與水分離。l濾池分類方法有多種，一種根據(jù)使用的介質(zhì)（沙、無(wú)煙煤等），另一種是根據(jù)允許的溶劑負(fù)荷率。負(fù)荷率是單位面積濾床上流過的水量。是水流經(jīng)濾床表面的流速。saAQv l按 照 不 同 的 負(fù) 荷 率 ， 分 為 慢 砂 濾 池（）、快砂濾池（）、以及高速砂濾池。l快砂濾池的簡(jiǎn)化圖如下。來(lái)自沉淀池的水進(jìn)入濾池，滲過沙層和礫石床，經(jīng)過隔板而流入過濾水儲(chǔ)存槽。過濾時(shí)濾床越來(lái)越被堵塞，因水難以通過濾床而使水位上升到砂層以上。最后水位將上升到一個(gè)定點(diǎn)，此時(shí)濾床已

18、完全堵塞，必須加以清理，此點(diǎn)叫做終端水頭損失(terminal head loss)。l此時(shí)，關(guān)閉閥門A和C，以停止進(jìn)水并防止水流入過濾水儲(chǔ)槽。然后打開閥門E和B，讓大量的沖洗水從濾床的底部流入。沖洗水促使砂床膨脹，原來(lái)陷在膠體顆粒間的膠體雜質(zhì)釋放出來(lái)并進(jìn)入沖洗水中。幾分鐘后，沖洗過程結(jié)束，而過濾過程重新開始。l粒狀材料的大小分布是使樣品材料通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)篩來(lái)確定的。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩系列為其中的一種。以1mm的篩網(wǎng)開口為基準(zhǔn)，按照(2)1/4倍數(shù)遞增或遞減，最大開口為5.66mm，最小為0.037mm。所有能夠通過最小篩網(wǎng)的物質(zhì)落在一個(gè)盤子里，成為系列篩篩出的最終物質(zhì)。篩號(hào)開口尺寸/mm篩號(hào)開口尺

19、寸/mm2000.074200.841400.105(18)(1.00)1000.149161.19700.210121.68500.29782.38400.4263.36300.5944.76是將篩網(wǎng)從開口最大的到開口最小的由上而下放置，再將濾砂樣品置于頂層的篩中，經(jīng)過一段時(shí)間的振動(dòng)以后，稱量留在各篩上的砂粒質(zhì)量。記錄其累積質(zhì)量，并換算成小于或等于各篩口尺寸的砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，然后 繪出質(zhì)量累計(jì)平率分布曲線。l原水通過干凈成層、空隙率均勻的砂濾池時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失（一般稱為水頭損失），可用Rose推導(dǎo)的公式表示如下：l式中va-流速，m/s；D-濾床深度, m；CD-拖拽系數(shù)；f-粒徑為d的砂粒

20、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；d-粒徑，m；-形狀因子；g-重力加速度，m/s2；-空隙率。 niDaLdfCgDvh142067. 1l盡管Rose方程只限于干凈濾床，但可用它檢查過濾的初期狀態(tài)和砂粒大小分布對(duì)水頭損失的影響。當(dāng)濾池堵塞時(shí)，水頭損失將增大。此時(shí)的計(jì)算結(jié)果為期望的最小水頭損失。最初水頭損失大于0.6m時(shí)意味著負(fù)荷率太高，或細(xì)砂所占的比例太大。設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到濾池運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的其它水頭損失。因此，濾池深度必須至少等于最大設(shè)計(jì)水頭損失，應(yīng)為3m左右。l計(jì)算反沖洗水頭損失可確定濾槽上方反沖洗水槽的位置。反沖洗水槽的底部必須離膨脹濾床表面至少0.15m，以防止濾料損失,Fair 和Geyer提出預(yù)測(cè)

21、膨脹濾床深度的公式： 式中：D-原來(lái)濾床深度，m；-原來(lái)濾床空隙率；-膨脹濾床空隙率。vb-反沖洗流速，m/s；vs-沉淀速率，m/s。nieefDD11)1 (22. 0)(sbevvl嚴(yán)格地說，以上計(jì)算膨脹濾床空隙率的公式只適合于層流狀況。所以Richardson和Zaki提出了更具代表性的方程式： 式中，d60%-通過率為60%時(shí)的顆粒直徑，m。lDe的值可以直接確定。eVs; 而 ;必須計(jì)算CD, 而CD是Re的函數(shù)（例：湍流時(shí)CD=24/Re）; 因此也是沉降速率Vs的函數(shù)。所以出現(xiàn)一個(gè)怪圈（VsRe）：即必須利用Vs求出Vs。所以就必須采用試差法了。首先估計(jì)一個(gè)沉降速率值。如果知道

22、砂粒的直徑和密度，則利用下圖可以得到第一個(gè)沉降速率的估計(jì)值，以計(jì)算Re準(zhǔn)數(shù)。l反沖洗速率選擇的限制因素是那些留在濾池中的最小砂粒的終端沉降速率。反沖洗工藝實(shí)際上可看成是一個(gè)上流式澄清池，反沖洗速率即為澄清池的溢流率，它決定濾料顆粒是留在濾池中還是經(jīng)洗砂水槽流出。1 . 0Re2247. 0)(sbevvsvd%60Re 2/13)(4DssCdgvl2.7.3.1概述過濾是去除懸浮物，特別是去除濃度比較低的渾濁液中微小顆粒的一種有效方法。格篩過濾 微孔過濾 膜過濾 深層過濾 l(1) 格篩過濾： 過濾介質(zhì)為柵條或?yàn)V網(wǎng)，用以去除粗大的懸浮物，如雜草、破布、纖維、紙漿等。其典型設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)和微

23、濾機(jī)。(2) 微孔過濾： 采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可加入助濾劑(如硅藻土)便于在介質(zhì)上形成一層結(jié)構(gòu)疏松的濾餅，用以去除粒徑細(xì)微的顆粒。 (3) 膜過濾： 采用特別的半透膜作過濾介質(zhì)在一定的推動(dòng)力下進(jìn)行過濾，利用膜孔小且具有選擇性，去除水中的細(xì)菌、病毒、有機(jī)物和溶解性物質(zhì)。其主要設(shè)備有反滲透、超過濾和電滲析等。l(4) 深層過濾 采用顆粒狀濾料，如石英砂、無(wú)煙煤等。由于濾料顆粒間存在孔隙，原水穿過一定深度的濾層，水中的固體微粒即被截留。為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾過程，將此類過濾稱為深層過濾，簡(jiǎn)稱過濾。在給水處理中，常用過濾處理沉淀或澄清池出水，使濾后出水渾濁度滿足

24、用水要求。在污水處理中，過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等的預(yù)處理手段，也作為生化處理后的深度處理，使濾后水達(dá)到回用的要求。 過濾分離是一種較復(fù)雜的不穩(wěn)定過程，隨過濾的進(jìn)行，阻力損失越來(lái)越大，速率也越來(lái)越慢，懸浮顆粒的過濾分離涉及多種因素，一般其機(jī)理可分為三類，即遷移機(jī)理、附著機(jī)理和脫落機(jī)理。 遷移機(jī)理附著機(jī)理脫落機(jī)理 (1) 遷移機(jī)理 懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過程，就是遷移過程，引起顆粒遷移的原因主要有如下幾種： 篩濾 攔截 慣性 沉淀 布朗運(yùn)動(dòng) 水力作用 （2）附著機(jī)理 由于上述遷移過程而與濾料接觸的懸浮顆粒，附著在濾料表面上不再脫離，就是附著過程。引起顆粒附著的因素有如下幾種：

25、接觸凝聚 靜電引力 吸附 分子引力 l（3）脫落機(jī)理 普通快濾池通常用水進(jìn)行反沖洗，有時(shí)先用或同時(shí)用壓縮空氣進(jìn)行輔助表面沖洗。在反沖洗時(shí)，濾層膨脹一定高度，濾料處于流化狀態(tài)。截留和附著于濾料上的懸浮物受到高速反洗水的沖刷而脫落，濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)，碰撞和摩擦，也使懸浮物脫落。反沖洗效果主要取決于沖洗強(qiáng)度和時(shí)間，當(dāng)采用同向流沖洗時(shí)，還與沖洗流速的變動(dòng)有關(guān)。 l快濾池 ：l(1)普通快濾池快濾池一般用鋼筋混凝土建造，主要由過濾介質(zhì)(濾料)與墊層、配水系統(tǒng)、排水槽及集水渠、表面沖洗裝置等部分構(gòu)成。 濾層：濾層：l 單層-細(xì)粒石英砂，給水和較清潔的工業(yè)污水，濾速4.820m/h； 粗粒石英砂或均勻陶

26、粒，濾速3.737m/h。適用條件：適用條件： l單層-細(xì)粒石英砂，給水和較清潔的工業(yè)污水；單層粗粒石英沙，二級(jí)處理出水，特別適合于生物膜消化和脫氮處理系統(tǒng)出水。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： l單池面積較大，有成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可采用降速過濾，出水水質(zhì)較好；閥門多，易損壞，必須全套反沖洗設(shè)備。l快濾池的運(yùn)行快濾池的運(yùn)行是由過濾操作和反沖洗操作交替進(jìn)行的間歇過程。（A）過濾操作及控制：原水流過濾床，懸浮顆粒被截留在濾料表面，使污水得以凈化。隨過濾的進(jìn)行，由于濾層阻力不斷增大， 濾速相應(yīng)減小。為了保持一定的濾速，應(yīng)設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置，以保證濾池進(jìn)水量與出水量的平衡， 防止因水位過高而溢流。在恒速過濾中，作用在濾池上

27、的水頭恒定，而濾層中的阻力增加，由逐漸開大的出水閥來(lái)補(bǔ)償，使總阻力和出水量維持不變。開始過濾時(shí)，濾層是干凈的，阻力很小。如果全部推動(dòng)力都用于穿過濾池，則濾速會(huì)很高。此時(shí)讓一部分水頭由出口閥消耗掉。繼續(xù)進(jìn)行過濾，濾池逐漸被懸浮物阻塞，阻力增大，因而流量控制閥應(yīng)逐漸開大。當(dāng)出水閥全開時(shí)，則過濾終止。 l(B) 濾池的沖洗：濾池沖洗的目的是清除截留在濾料孔隙中的懸浮物，恢復(fù)其過濾能力。一般濾池采用濾后水反沖洗，并輔以表面沖洗或空氣沖洗。空氣沖洗管常布設(shè)在濾料層與墊料層的交界處。用空氣泡攪動(dòng)濾料層，使截留的懸浮物脫落下來(lái)，被水洗帶走。采用這種水-氣聯(lián)合沖洗方式不需要使濾層全部流化，所用的沖洗強(qiáng)度較小，

28、不會(huì)產(chǎn)生濾料流失，濾料也不會(huì)分層，但沖洗不夠干凈。大多數(shù)濾池都采用了較高的沖洗強(qiáng)度，使濾層全部流化?？克羟泻皖w料摩擦清洗濾料。通常采用水流自下而上的反沖洗，使濾料層膨脹。l快濾池一般用鋼筋混凝土建造，主要由過濾介質(zhì)(濾料)與墊層、配水系統(tǒng)、排水槽及集水渠、表面沖洗裝置等部分構(gòu)成。過濾介質(zhì) 配水系統(tǒng) 排水槽 集水渠表面沖洗裝置 l濾層：濾層：無(wú)煙煤、石英砂；陶粒、石英砂；纖維球、石英砂；活性炭、石英砂；樹脂、石英砂；樹脂、無(wú)煙煤等。均勻-非均勻?yàn)V料，上層均勻?yàn)V料-均勻煤粒、塑料372、ABS顆粒l適用條件：適用條件： 濾速4.824m/h；大、中型給水和二級(jí)處理出水。l優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 采用

29、降速過濾，出水水質(zhì)較好；方便舊池改造。料濾選擇要求高，沖洗困難，易積泥，易流失。 濾層：濾層： 無(wú)煙煤、石英砂、石榴子石(磁鐵礦石)。適用條件：適用條件： 濾速4.824m/h；大、中型給水和二級(jí)處理出水。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 截污能力大，降速過濾，出水水質(zhì)較好 。l(4)無(wú)閥濾池(見后) l(5)虹吸濾池(見后) l(1)壓力濾池濾層：濾層： 單層、雙層或三層濾料適用條件：適用條件： 小型給水廠；工業(yè)污水處理優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 立式濾層較探，臥式過濾面積較大；允許水頭損失達(dá)67m；每個(gè)單元的出水可連接起來(lái)，互為反沖洗用水，省去反沖洗設(shè)備；清砂不便。 l(2)上向流濾池濾層： 單層石英砂濾料，濾層可

30、厚1.8m；濾層頂部設(shè)遏制格柵，以遏制濾層不致膨脹。適用條件： 小、中型給水廠；工業(yè)污水處理。優(yōu)缺點(diǎn): 反粒度過濾,效率高。配水系統(tǒng)同時(shí)是反沖洗水系統(tǒng),要求布水均勻。可用待濾水作反沖洗用水，懸浮物多被截留在下部，不易反沖洗干凈。(3)硅藻土濾池單層單層: 硅澡土。適用條件適用條件: 工業(yè)污水二級(jí)處理出水。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn): 可獲取高質(zhì)量出水，BOD、SS可達(dá)痕量；費(fèi)用高，不適于處理懸浮物濃度變化較大的污水。 l(4)纖維球?yàn)V池濾層： 510mm纖維球作濾料。適用條件： 工業(yè)污水二級(jí)處理出水。優(yōu)缺點(diǎn)： 濾速可達(dá)2030m/h，截污量達(dá)45kg/cm3；采用氣水同時(shí)反沖洗，充分發(fā)揮過濾效果。ll（2）

31、虹吸濾池虹吸濾池的濾料組成和濾速選定，與普通快濾池相同，采用小阻力配水系統(tǒng)。所不同的是利用虹吸原理進(jìn)水和排走反洗水，其構(gòu)造和工作原理如圖所示。 l濾層：濾層： 單層濾料適用條件：適用條件： 中型給水廠；不宜用于污水過濾優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 無(wú)大型閥門、無(wú)專用反沖洗設(shè)備、易于自動(dòng)化；小阻力配水系統(tǒng)、恒速過濾、濾層不發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象；濾料粒徑、層厚及反沖洗強(qiáng)度受限制。l一般快濾池都有復(fù)雜的管道系統(tǒng)， 并設(shè)有各種控制閥門，操作步驟相當(dāng)復(fù)雜，同時(shí)也增加了建造費(fèi)用。無(wú)閥濾池是利用水力學(xué)原理， 通過進(jìn)出水的壓差自動(dòng)控制虹吸產(chǎn)生和破壞，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的濾池。下圖為敞開式無(wú)閥濾池示意圖。 l濾層：濾層： 單層砂濾料小

32、型給水廠使用較多優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 無(wú)大型閥門。強(qiáng)制自動(dòng)沖洗、工廠定型制造、安裝快速；小阻力配水系統(tǒng)、變水頭過濾；清砂不便、浪費(fèi)部分沖洗水。濾速：4.824m/hl壓力濾池的構(gòu)造如圖所示。它是一個(gè)承壓的鋼罐，內(nèi)部構(gòu)造與普通快濾池相似，在壓力下工作，允許水頭損失可達(dá)67m。進(jìn)水用泵直接抽入，濾后水壓力較高，常可直接送到用水裝置或水塔中。壓力濾池過濾能力強(qiáng)，容積小，設(shè)備定型，使用的機(jī)動(dòng)性大。但是單個(gè)濾池的過濾面積較小，只適用于污水量小的場(chǎng)合。l微濾機(jī)是通過機(jī)械隔濾將懸浮固體從液體中分離出來(lái)的一種簡(jiǎn)單過濾設(shè)備。主要用以去除各種類型的浮游植物、藻類、浮游動(dòng)物和一般的無(wú)機(jī)、有機(jī)碎片或纖維紙漿等。 l在水處

33、理中，通過消毒將水體中的病原菌（引起疾病的微生物）減少到可以接受的程度。消毒與滅菌不同，滅菌消滅了所有活的生物，飲用水不需要達(dá)到無(wú)菌。l人體內(nèi)病原菌主要有三類：細(xì)菌、病毒和阿米巴胞囊。有目的的消毒必須能夠消滅以上三類病原菌。水的消毒劑必須包括以下特性：（1）必須能夠消滅一定溫度范圍下、在水中存在相當(dāng)時(shí)間的所有種類和數(shù)目的病原微生物；（2）必須能夠適應(yīng)待處理水或廢水的成分、濃度和其他情況的可能波動(dòng)；（3）必須對(duì)人和動(dòng)物無(wú)害。在所需濃度范圍內(nèi)無(wú)其他（如味覺上）不好的感覺；（4）必須成本低廉、安全、容易儲(chǔ)存、輸送、處理和使用；（5）消毒劑在處理水中的強(qiáng)度或濃度必須能容易地、迅速地和（最好能）自動(dòng)測(cè)定

34、；（6）能在水中保持一定的濃度，以提供足夠強(qiáng)的殺傷力，防止水在使用前被再次污染。殘余殺菌力消失表示水可能受到二次污染。l在理想條件下，當(dāng)具有單一敏感位點(diǎn)的微生物暴露于消毒劑中時(shí)，其死亡速率遵循Chick定律。即在單位時(shí)間內(nèi)被消滅的微生物數(shù)目與其殘余的數(shù)目成正比：kNdtdNl這是一個(gè)一級(jí)反應(yīng)。在實(shí)際情況下，殺滅率可能偏離Chick定律。由于消毒劑進(jìn)入生物細(xì)胞中心引起時(shí)間延遲，而可能使殺菌率增加。當(dāng)消毒劑濃度減少或消毒劑與病原菌分布不均勻時(shí)，殺菌率可能逐漸降低。l氯是最常使用的消毒劑。其利用形式有氯氣，NaOCl和Ca(OCl)2。 Cl2 + H2O HClO + HCl 幾毫秒內(nèi)完成反應(yīng)。

35、HClO是一種弱酸，在pH值小于6.0時(shí)難于離解。 HClO H+ + ClO-，pK = 7.537 （25C）。 以HClO和ClO-形式存在的氯稱為有效氯。l次氯酸鹽溶于水中產(chǎn)生ClO-： NaOCl Na+ + ClO-l氯氣傾向于降低pH，1mg/L的氯可降低CaCO3硬度1.4mg/L。l氯消毒涉及一系列復(fù)雜反應(yīng)并且受到與氯反應(yīng)物質(zhì)的種類、反應(yīng)程度、溫度、pH、試驗(yàn)生物活性以及各種其它因素的影響。這些因素使氯對(duì)細(xì)菌及其它微生物的作用變得復(fù)雜化。一般情況下，假設(shè)消毒劑的殺菌作用遵循CT理論：溶液中消毒劑濃度（C）與殺菌時(shí)間（T）的乘積為一常數(shù)。CT理論廣泛應(yīng)用于胞囊與病毒消毒的標(biāo)準(zhǔn)。

36、CT是一種定義生物失活性能的經(jīng)驗(yàn)公式： CT = 0.9847C0.1758pH2.7519t-0.1467 式中t表示溫度，C。該式表示當(dāng)游離氯濃度、pH、水溫已知時(shí)，游離氯使梨形蟲胞囊減少99.9%，所需要的濃度和時(shí)間的乘積。加氯設(shè)備通常都采用加氯機(jī)。國(guó)內(nèi)最常用的加氯機(jī)有轉(zhuǎn)子加氯機(jī)和真空加氯兩種。使用時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定進(jìn)行操作。因氯有毒，故氯的運(yùn)輸、貯存及使用應(yīng)特別謹(jǐn)慎小心，確保安全。加氯設(shè)備的安裝位置應(yīng)盡量靠近加氯點(diǎn)。加氯設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，防凍保溫，通風(fēng)良好，并備有檢修及搶救設(shè)備。NH3 + HOCl NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O NHC

37、l2 + HOCl NCl3 + H2Ol氯也會(huì)與有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸等反應(yīng)生成有機(jī)氯胺化合物。氯與氨或有機(jī)氮化合物在水中結(jié)合形成的氯化合物稱為結(jié)合有效氯。l游離氯溶液的氧化能力隨pH變化，這是由HOCl與OCl-濃度的比值隨pH變化所致。l一種很強(qiáng)的氧化劑。初期消毒、殺滅細(xì)菌和胞囊，然后利用氯胺在配水管網(wǎng)系統(tǒng)消毒。ClO2不能在配水系統(tǒng)中維持長(zhǎng)時(shí)間的余氯量。l當(dāng)ClO2處理水時(shí)會(huì)形成2種副產(chǎn)物：亞氯酸鹽和氯酸鹽，這些副產(chǎn)物會(huì)影響人體健康。l水氯化的實(shí)踐應(yīng)用：結(jié)合余氯和游離余氯。l使用ClO2還會(huì)產(chǎn)生味與嗅的問題。以及相對(duì)高的成本等因素限制了ClO2的使用。然而應(yīng)用ClO2作為前期消毒劑取得了滿意的結(jié)果。l臭氧是一種具有刺激性氣味、不穩(wěn)定的氣體，分子式為O3。由于不穩(wěn)定性，通常在使用地點(diǎn)生產(chǎn)臭氧。臭氧發(fā)生器的反應(yīng)（1500020000V電壓）： O2 2O；O + O2 O3。 從臭氧發(fā)生器出來(lái)的氧氣中含有0.5%1.0%（體積分?jǐn)?shù)）的臭氧。這樣的氣體混合物便被注入水中進(jìn)行消毒。l臭氧、二氧化氯及氯胺去除99.9%的梨形蟲胞囊的CT值：溫度0.5C5C10C