《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件

1、第二章 水的物理化學(xué)處理方法第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī) 是污水處理的第一個單元，通常設(shè)置在各處理構(gòu)筑物之前。（一）格柵由斜置于渠道內(nèi)的一組平行的金屬柵條和框架組成；通過格柵的水流速度一般在0.61.0m/s；柵后的渠底應(yīng)比柵前低1015cm，避免造成壅水現(xiàn)象；人工清撈格柵；機(jī)械清除格柵（履帶式，鋼絲繩牽引式，回轉(zhuǎn)式等）；截留粗大懸浮物和漂浮物，多用于生活污水的預(yù)處理。作用：去除粗大物質(zhì)并回收有用物質(zhì)；保護(hù)后續(xù)機(jī)械設(shè)備；防止管道堵塞。機(jī)械格柵如果只設(shè)置一套格柵，則應(yīng)設(shè)置溢流旁通道。（二）篩網(wǎng)去除水中纖維、紙漿、藻類等稍小的雜物；轉(zhuǎn)鼓式，旋轉(zhuǎn)式，轉(zhuǎn)盤式，振動篩等；截留粒度

2、10mm的細(xì)碎懸浮物，多用于工業(yè)廢水預(yù)處理。（三）微濾機(jī) 是一種截留細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過濾裝置。微濾機(jī)示意圖1.旋轉(zhuǎn)鼓筒； 2.清水池； 3.污水槽4.孔管；5.濾網(wǎng)沖洗設(shè)備；6.集渣斗7.排渣管； 8.出水管占地面積小，過濾能力大，操作方便；可用于自來水廠原水過濾，去除藻類、水蚤等浮游生物；可用于工業(yè)廢水的過濾、廢水中有用物質(zhì)的回收；或用于污水的最終處理。二、沉砂池去除水中砂粒、煤渣等大顆粒雜質(zhì)；一般設(shè)在泵站、沉淀池之前；防止對水泵和污泥處置設(shè)備的磨損；使沉淀池中的污泥具有良好的流動性。沉砂池工作原理：重力沉降自由沉降。自由沉降的沉砂池，其澄清流量為池表面積和顆粒沉降速度的函數(shù)。沉砂池的設(shè)計(jì)則

3、是根據(jù)實(shí)際水樣的沉降試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料來進(jìn)行。（一）平流式沉砂池構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易于排砂。（二）豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)后自下而上流動；處理效果一般較差。（三）曝氣沉砂池除砂效率穩(wěn)定，對污水預(yù)曝氣，避免污水發(fā)臭，有利于后續(xù)的生化處理過程。閘閥（可控制排砂）平流式沉砂池實(shí)驗(yàn)室模型平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算： P84一般取0.150.3m/s在池的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動，產(chǎn)生與主流垂直的橫向環(huán)流。在離心力作用下，密度較大的無機(jī)顆粒被甩沉下，而使有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)。同時，砂?；ハ嗄Σ?，可去除砂粒表面附著的有機(jī)污染物。（排出的沉渣一般只含約5的有機(jī)物。）對污水

4、起到預(yù)曝氣作用。曝氣沉砂池三、離心分離（一）壓力式水力旋流器體積小，用料少，單位容積的處理能力高；表面負(fù)荷高達(dá)1000 m3/(m2h)；設(shè)備易受損，電耗較大。（二）重力式水力旋流器直徑大，離心力作用減弱，主要靠重力完成分離；表面負(fù)荷僅2530 m3/(m2h).（三）離心機(jī)常速（低速、中速）、高速離心機(jī)；轉(zhuǎn)筒式、管式、盤式、板式離心機(jī)等。第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、沉淀（一）沉淀的基本類型（1）自由沉降顆粒之間呈離散狀態(tài)，互不聚合，單獨(dú)進(jìn)行沉降；其形狀、尺寸、質(zhì)量等均不改變；如：沉砂池及初次沉淀池的初期沉降。（2）絮凝沉降沉降過程中各顆粒之間互相黏結(jié)而凝聚成為較大的絮凝體；其尺寸

5、、質(zhì)量隨深度而逐漸變大；如：混凝沉淀池、初次沉淀池的后期、二次沉淀池中的初期沉降。P88（3）擁擠沉降（成層沉降）顆粒在水中濃度較大時，大量顆粒形成一個整體，共同下沉；顆粒間的相互位置不變，清水與泥水間界面清晰；如：高濁度水的沉淀、二沉池后期的沉降。（4）壓縮沉降上層顆?？恐亓ψ饔脭D壓下層顆粒，擠出水分；顆粒群體被壓縮；進(jìn)程非常緩慢；如：沉淀池底部的污泥斗中，或污泥濃縮池內(nèi)。以下重點(diǎn)討論自由沉降過程： P89低濃度的離散顆粒，在靜水中受到兩個基本力的作用：重力Fg水的浮力Fb顆粒受到的凈作用力Fn為：此即顆粒沉降的推動力當(dāng)顆粒下沉?xí)r，立即受到阻力Fd的作用：當(dāng)推動力和阻力達(dá)到平衡時，顆粒將以等

6、速下沉。若顆粒是直徑為d的均質(zhì)球形，則此時的沉速為：CD :球形顆粒阻力系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)在實(shí)際應(yīng)用中，一般通過沉淀試驗(yàn)來判定水樣的沉降性能。P92設(shè)計(jì)最小沉速u0u=1.74*10-2 m/minx054平流式沉淀池示意圖沉淀池進(jìn)口的整流措施：采用擋板、穿孔墻、淹沒孔，或組合式；出口：常采用溢流式集水槽、淹沒孔口、鋸齒形三角堰口等。（二）沉淀池 1、平流式沉淀池最早、最常用的形式，適用于較大流量的水處理廠；沉淀池底微有坡度，一般為0.010.02。平流沉淀池的幾種配水方式平流沉淀池的集水槽布置方式2、豎流式沉淀池平面形狀一般為圓形或方形，一般不設(shè)排泥機(jī)械，靠靜水壓頭排泥；沉淀池單池容量小，水

7、量較大時不宜采用。豎流式沉淀池剖面圖豎流式沉淀池平面圖豎流式沉淀池實(shí)驗(yàn)室模型3、輻流式沉淀池直徑較大、水深相對較淺的圓形池子，適用于大型水廠；一般采用機(jī)械排泥，刮泥機(jī)每小時轉(zhuǎn)24周；可設(shè)計(jì)為中央進(jìn)水、周邊出水，周邊進(jìn)水、中央出水，或周邊進(jìn)水、周邊出水等形式。輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖(中心進(jìn)水周邊出水)缺點(diǎn)：進(jìn)口處流速很大，影響沉降效果。輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖(周邊進(jìn)水中央出水)輻流式沉淀池溢流堰選擇沉淀池類型時應(yīng)綜合考慮以下因素：水量的大??；水中懸浮物質(zhì)的物理性質(zhì)及其沉降特性；處理廠的總體布置與地形地質(zhì)情況等。4、斜管/斜板沉淀池（斜流式沉淀池）斜板沉淀池/斜管沉淀池（蜂窩形或波紋形管）；淺池沉降原理：沉淀池越淺，沉淀時間越短；增加了沉淀池面積，縮短了沉淀時間，改善了水力條件，因此可大幅度提高處理能力。斜板/斜管沉淀池缺點(diǎn)：當(dāng)泥量增加時，若排泥不暢，易產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，出水水質(zhì)惡化；水流停留時間短，耐沖擊負(fù)荷的能力較