廢水的物理處理

1、長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院3 廢水的物理處理廢水的物理處理沉降類型沉降類型n絮凝沉降集團(tuán)沉降(或成層沉淀)自由沉降壓縮沉淀二、懸浮顆粒的沉降速度二、懸浮顆粒的沉降速度計(jì)算公式當(dāng)水流為層流狀態(tài)時(shí)，自由沉降顆粒沉降速度可用斯托克斯公式表示：u=g(s-l)d2/18式中u顆粒沉降速度（m/s）g重力加速度（m2/s）液體粘度（Pas）s顆粒密度（kg/m3）l液體密度（kg/m3）d顆粒直徑（m）由此可見(jiàn)，影響球形顆粒沉速的主要因素為顆粒與液體的密度差、顆粒粒徑及液體的粘度。三、理想沉淀池三、理想沉淀池1.理想沉淀池的條件理想沉淀池的條件(1)沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均

2、相同，沉淀區(qū)過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，水平流速為水平流速為v；(2)懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u；(3)在沉淀池的入流區(qū)，水流中的懸浮顆粒均在沉淀池的入流區(qū)，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?，在沉降過(guò)程中的水勻分布在整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔?，在沉降過(guò)程中的水平分速度等于水流速度；平分速度等于水流速度； (4)顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除，不顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除，不再浮起。再浮起。2.計(jì)算計(jì)算（1）t=L/v=H/u（2）q=Q/A（3）v=Qt=HBL A=BL Q=v/t=HBL/t=Au Q/A=u=q（4）q=(1/1.2

3、51/1.75)q t=(1.52.0)t式中：式中：q,t分別為由沉降曲線上查得的理論沉降速度和沉降時(shí)間。分別為由沉降曲線上查得的理論沉降速度和沉降時(shí)間。自由沉降沉淀發(fā)生在水中懸浮固體濃度不高的情況下，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉降，顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個(gè)過(guò)程中，顆粒的物理性質(zhì)不發(fā)生變化。顆粒在沉砂池中的沉降屬自由沉降。 絮凝沉降的懸浮顆粒濃度不高，但沉降過(guò)程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因互相聚集增大而加快沉降，初沉池后期和二沉池初期沉降均屬絮凝沉降。 當(dāng)水中懸浮物濃度較高(5000mg/L以上)，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響，互相擠成一團(tuán)，形成一種呈網(wǎng)狀的絨體，顆粒間相對(duì)位置保持不變，以

4、一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池后期與污泥濃縮池初期沉降均屬此類。 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)構(gòu)，互相接觸，互相支承，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。二沉池污泥斗及污泥濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程屬此類沉淀。 懸浮物的沉降過(guò)程中，實(shí)際上都順次存在著上述四種類型的沉降，只是存在的時(shí)間長(zhǎng)短不同而已。1.卸載回收卸載回收 將貨艙中的石油卸載到其他船只中，但該法受氣候條件約束。2.燃燒處理燃燒處理 在不破壞周邊環(huán)境的前提下，該法可行，但實(shí)際要使浮油燃燒相當(dāng)困難，因?yàn)楹芏鄵]發(fā)性（或易燃的）有機(jī)物都已揮發(fā)掉了。3.化學(xué)分散法化學(xué)分散法

5、分散劑或其他性質(zhì)相似的表面活性劑，能把海面的浮油分散成極微小的顆粒，使其在海水中乳化、分散、溶解或沉降到海底。但該法導(dǎo)致油的揮發(fā)速率下降；油類物質(zhì)在混合層中均勻分布，增加水生生物與其接觸的機(jī)會(huì)，有毒性。漏油處理方法4.漏油的機(jī)械清除漏油的機(jī)械清除 清除方法主要有攔油柵、刮油器以及吸附劑，但該法受水流速度及風(fēng)浪的影響較大。5.沉降沉降 用沉降法去除海中的漏油在過(guò)去曾使用過(guò)，沉降是通過(guò)向水中添加沙子、滑石等，使油類物質(zhì)聚集成密度大于水的大油滴。6.生物修復(fù)生物修復(fù) 有三種形式：添加營(yíng)養(yǎng)鹽以促進(jìn)水體中的原生細(xì)菌的繁殖；引入分解石油的天然菌群；引入具有分解某種油類物質(zhì)能力的馴化菌群。即使在理想環(huán)境中，

6、細(xì)菌分解也通常需要幾星期甚至幾個(gè)月，因此該法并非首選。 平流式沉淀池平流式沉淀池 水是按水平方向流過(guò)沉降區(qū)并完成沉淀過(guò)程的。池型呈長(zhǎng)方形，廢水從池的一端流人，水平方向流過(guò)池子，從池的另一端流出。在池的進(jìn)口處底部設(shè)貯泥斗，其它部位池底有坡度，傾向貯泥斗。平流沉淀池進(jìn)水板 沉淀區(qū)二、平流沉淀池的構(gòu)造二、平流沉淀池的構(gòu)造進(jìn)水區(qū) （均勻布水）布水擋板沉淀區(qū) （可沉顆粒與廢水分離）出水區(qū)污泥區(qū)（貯存、濃縮污泥與排泥）1.鏈帶式刮泥機(jī)：缺點(diǎn)是鏈帶的支承和驅(qū)動(dòng)件都浸沒(méi)于水中，易銹蝕，難保養(yǎng)。平流沉淀池形式平流沉淀池形式橋式行車刮泥機(jī)軌道設(shè)在池壁上，行車在軌道上移動(dòng)，刮泥板伸入水中，將污泥刮入污泥斗中，由排泥

7、管排出。這種刮泥機(jī)不但運(yùn)行靈活，而且保養(yǎng)維修都比較方便。多斗式平流沉淀池用于較小的平流沉淀池，不設(shè)刮泥設(shè)備，在沿池的長(zhǎng)度方向設(shè)置多個(gè)泥斗，每個(gè)泥斗各自單獨(dú)排泥，既不相互干擾，也有利于保證污泥濃度。平流式沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算1.沉淀區(qū)的計(jì)算a) 沉淀區(qū)總面積A為：A=Q/q=Q/ub) 沉淀池有效水深h2為：h2=Qt/A=utc) 沉淀區(qū)面積： A=Q/q 式中 Q 為最大設(shè)計(jì)流量m3/hq 表面負(fù)荷 初沉池1.53.0 m3/(m2h ) 二沉池12 m3/(m2h)沉淀區(qū)有效水深： h2=qt式中 t 廢水沉淀時(shí)間 初沉池 12h 二沉池 1.52.5h 沉淀區(qū)有效水深一般為2.04.0m沉淀

8、區(qū)長(zhǎng)度： L=vt沉淀區(qū)寬度： B=A/L2.污泥區(qū)的計(jì)算污泥區(qū)容積可根據(jù)每日所沉淀下來(lái)的污泥量和排泥周期來(lái)決定。3.沉淀池總高度H H=h1+h2+h3+h4式中：h1超高（m），一般取0.3m； h2沉淀區(qū)有效水深（m）； h3緩沖區(qū)高度（m），無(wú)刮泥設(shè)備時(shí)為0.5m，有刮泥設(shè)備時(shí)，其上緣高出刮板0.3m h4污泥區(qū)高度（m）豎流式沉淀池豎流式沉淀池豎流式沉淀池的構(gòu)造豎流式沉淀池的構(gòu)造 豎流式沉淀池的平面多呈圓形。沉淀池運(yùn)行時(shí)，廢水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心管，由管口出流后，借助反射板的阻擋向四周分布，并沿沉降區(qū)斷面緩慢豎直上升。直徑410m豎流式沉淀池的深、徑比一般不大于3，通常取2。 豎流式沉淀

9、池的工作原豎流式沉淀池的工作原理理污水從下向上以流速v作豎向流動(dòng)，廢水中的懸浮顆粒在豎向向上水流和本身重力作用下（設(shè)重力作用下的沉速為u），呈現(xiàn)以下三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)顆粒沉速u(mài)v時(shí)，則顆粒將以u(píng)-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；當(dāng)顆粒沉速u(mài)=v時(shí)，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，它們將因相互碰撞、凝聚而沉降；當(dāng)顆粒沉速u(mài)v時(shí)，顆粒將不能沉淀下來(lái)，而會(huì)隨上升水流帶走。豎流沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算豎流沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算1.中心管的斷面積A2.廢水在沉降區(qū)流速 上升流速v，等于待去除顆粒的最小沉速u(mài)（u可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定），也可取經(jīng)驗(yàn)值0.31.0mm/s。3.沉淀時(shí)間 t實(shí)=（1.52.0）t ，或取經(jīng)驗(yàn)值12h4.中心管內(nèi)

10、水流速度v0 管口不設(shè)反射板時(shí)，v00.03m/s，設(shè)反射板時(shí)，v00.1m/s5.中心管與反射板之間的流速v10.04m/s6.中心管下端至反射板表面間有關(guān)尺寸如書(shū)P40圖3.9所示，反射板底距污泥表面的距離（即緩沖層）為0.3m，泥斗壁傾角取4555。7.沉淀池直徑與沉降區(qū)深度直徑D與沉降區(qū)深度h之比不超過(guò)3：1，因?yàn)镈/h過(guò)大，池內(nèi)水流將可能變成輻射流，絮凝作用減少，發(fā)揮不了豎流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)。輻射式沉淀池輻射式沉淀池輻射式沉淀池的原理輻射式沉淀池的原理由于過(guò)水?dāng)嗝娌粩嘣龃螅顾搅魉僦饾u變小，顆粒沉降至池底，澄清的水通過(guò)設(shè)在四周區(qū)的溢流堰溢出。2.構(gòu)造輻射式沉淀池是一種直徑較大的圓形沉

11、淀池，池徑可在20m100m之間，池周水深1.53.0m，廢水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心布水筒后，通過(guò)孔口，均勻沿半徑方向，向池四周輻射流動(dòng)，沉淀于池底的污泥一般采用刮泥機(jī)刮除。3.缺點(diǎn)中心進(jìn)水口處流速較大，且呈紊流，容易影響初期沉降效果。二、計(jì)算 同平流沉淀池，其表面負(fù)荷一般為23m3/(m2*h)，沉淀時(shí)間一般為1.52.0h。沉淀于池底的污泥一般采用刮泥機(jī)刮除。斜管（板）沉淀池一、斜板沉淀池沉淀原理及構(gòu)造一、斜板沉淀池沉淀原理及構(gòu)造1淺層沉降理論 在沉淀池有效容積一定的情況下，池身越淺，沉淀面積越大，去除效率也越高。2斜板沉淀池工作原理 斜板沉淀池又稱淺層沉淀池，在池中將平行薄板按4560傾斜設(shè)置

12、，廢水從斜板下面，通過(guò)薄板間通道向側(cè)上方流去，懸浮物沉積在斜板上，自動(dòng)滑落進(jìn)入污泥斗。斜管（板）沉淀池斜管（板）沉淀池斜管（板）沉淀池 它由斜板(管)沉淀區(qū)、進(jìn)水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成，斜板(管)與水平面呈60角，長(zhǎng)度通常為1.0m左右，斜板凈距(或斜管孔徑)一般為80100mm。斜板(管)區(qū)上部清水區(qū)水深為0.71.0m，底部緩沖層高度為1.0m。3斜板沉淀池的構(gòu)造二、斜板沉淀池的材料及特點(diǎn)二、斜板沉淀池的材料及特點(diǎn)1材料 斜板材料要求輕質(zhì)、壁薄、堅(jiān)固、無(wú)毒而價(jià)廉。國(guó)內(nèi)多采用塑料和玻璃鋼，也有用石棉水泥和石棉瓦楞板，涂以樹(shù)脂加固層作斜板的。也可做成蜂窩狀管形，稱為斜管沉淀池。

13、2特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：大大增加了沉淀面積，因此沉降效率高；板間距及上升流速小，廢水流動(dòng)呈層流狀 態(tài)，有利于沉降；沉降時(shí)間短，沉池體積大大縮小，占地面積小。缺點(diǎn)：在相同流量的情況下，由于斜板、斜管沉淀池的停留時(shí)間短，其抗各種不利因素的能力較弱（如抗沖擊負(fù)荷能力差）；斜板斜管沉淀區(qū)只占沉淀池1/21/3，水流狀態(tài)不穩(wěn)定；斜板斜管沉淀池的進(jìn)水區(qū)約占整個(gè)池子容積的1/3，進(jìn)口配水是否均勻和穩(wěn)定對(duì)沉淀池的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這一區(qū)域?qū)ζ搅鞒恋沓氐挠绊憽?迷宮式沉淀池迷宮式沉淀池提高沉淀池沉淀效果的有效途徑 除可以用斜流沉淀池提高沉淀池的分離效果和處理能力，其它方法還有：對(duì)污水進(jìn)行曝氣攪動(dòng)以及回流部分活性污泥等。 曝氣攪

14、動(dòng)是利用氣泡的攪動(dòng)促使廢水中的懸浮顆粒相互作用，產(chǎn)生自然絮凝。采用這種預(yù)曝氣方法，可使沉淀效率提高58，1m3廢水的曝氣量約 0.5m3左右。預(yù)曝氣方法一般應(yīng)在專設(shè)的構(gòu)筑物預(yù)曝氣池或生物絮凝池內(nèi)進(jìn)行。 將剩余活性污泥投加到人流污水中去，利用污泥的活性，產(chǎn)生吸附與絮凝作用，這一過(guò)程稱為生物絮凝。這一方法已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。采用這種方法，可以使沉淀效率比原來(lái)的沉淀池提高1015，BOD5的去除率也能增加 15以上，活性污泥的投加量一般在100400mgL之間。36 隔隔 油油 池池一、工作原理一、工作原理 利用油水之間的密度差，使直徑較大的油粒浮到水面并加以去除。36 隔隔 油油 池池二、隔油

15、池形式二、隔油池形式1平流式隔油池（1）構(gòu)造、原理 廢水在流經(jīng)隔油池的過(guò)程中，由于流速降低，相對(duì)密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉于池底。在出水一側(cè)的水面上設(shè)置集油管，集油管可以繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在大型隔油池中還應(yīng)設(shè)置刮油刮泥機(jī)。平流式隔油池表面一般設(shè)置蓋板（防火、保溫），在寒冷地區(qū)還應(yīng)在池內(nèi)設(shè)置加溫管，以便必要時(shí)加溫。隔油池施工圖2斜板隔油池（1）構(gòu)造、原理 隔油池采用斜板形式，池內(nèi)斜板采用聚酯玻璃鋼波紋板，板距為2050mm，傾角不小于45，斜板采用導(dǎo)向流形式，污水自上而下流入斜板組，油粒沿斜板上浮。（2）特點(diǎn) 含油廢水在斜板式隔油池中的停留時(shí)間一般不大于30min，池容大大縮小

16、，油水分離效果大大提高。37 氣氣 浮浮 1原理水中懸浮顆粒的疏水性是氣浮的最基本條件。微小氣泡與在水中懸浮的疏水性顆粒粘附，形成水氣顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，其平均密度小于水而上浮至水面，形成浮渣層。能向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。2氣浮法處理工藝須備條件：二、氣浮法的分類二、氣浮法的分類1加壓溶氣氣?。?）原理加壓溶氣氣浮法是目前常用的氣浮法。加壓溶氣浮上法，是使空氣在加壓的條件下溶解于水，然后通過(guò)將壓力降至常壓而使過(guò)飽和的空氣以細(xì)微氣泡形式釋放出來(lái)。（2）構(gòu)造 該工藝采用射流注氣方式，用水泵將廢水加壓至3-5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣

17、壓力，在分流管上安裝水射器以吸入空氣，由水泵葉輪混合攪拌后壓入容器罐，經(jīng)規(guī)定的接觸時(shí)間，通過(guò)減壓閥進(jìn)入氣浮池。產(chǎn)生的泡沫由刮沫器刮到收集槽，澄清的水由池中部引出。（3）特點(diǎn)氣浮效率很高，可達(dá)90%以上。 2葉輪充氣氣?。?）構(gòu)造 靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在葉輪中心部分形成負(fù)壓，從空氣管中吸入空氣。進(jìn)入廢水中的空氣與循環(huán)水流充分?jǐn)嚮?，成為?xì)小的氣泡甩出，經(jīng)過(guò)穩(wěn)流板消能，氣泡垂直上升，進(jìn)行氣浮。形成的浮渣不斷被緩慢旋轉(zhuǎn)的刮板刮出槽外。（2）特點(diǎn)：適用于懸浮物濃度高的廢水，效率一般為80%左右。見(jiàn)P47圖3.17淺層氣浮系統(tǒng)38 快快 濾濾 池池一、一、快濾池的構(gòu)造及快濾池的構(gòu)造及工藝過(guò)程工藝過(guò)程典型快濾池如P48圖3.18所示。 廢水進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)濾層由上而下過(guò)濾，再經(jīng)下部集水裝置和出水管流到池外清水渠。若濾層因截留懸浮物而堵塞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行沖洗。38 快快 濾濾 池池濾池的各部件及其作用如下：（1）濾料 濾池最重要的組成部分，常采用經(jīng)篩分的天然砂為濾料