水的物理化學(xué)處理方法課件

1、污水處理常規(guī)工藝第二章水的物理化學(xué)處理方法水體污染物的物理化學(xué)特征水中雜質(zhì)分類雜質(zhì)溶解物（低分子、離子）膠體懸浮物顆粒尺寸 0.1nm 1nm 10nm 100nm 1 10 100 1mm分辨工具電子顯微鏡超顯微鏡顯微鏡肉眼水的外觀透明渾濁渾濁廢水預(yù)處理廢水預(yù)處理: 屬純物理性質(zhì)或機械性質(zhì)的，其目的在于去除那些在性質(zhì)上或大小上不利于后續(xù)處理工程的物質(zhì)。預(yù)處理方式：物理處理（機械處理）調(diào)節(jié)物理處理法污水物理處理是利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài) 的固體污染物質(zhì)。是污水處理的基本方法。 生活污水和工業(yè)廢水含有大量的漂浮物與懸浮物質(zhì)，來源：水流夾帶 物理處理對象就是這些漂浮物與懸浮物質(zhì),尺度：0.

2、1-1mm以上 采用的處理方法： 1.篩濾截留法：篩網(wǎng)、格柵、濾池、微濾機、砂濾 2.重力分離法：沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮池。 3.離心分離法：離心機與漩流分離器。1、隔柵的類型及應(yīng)用（1）人工清渣的隔柵 一般采用直柵條平行焊制而成，柵條間距2040mm，安裝傾角4560度，隔柵間應(yīng)設(shè)置操作平臺。下圖為用于預(yù)處理的HUBER ROTAMAT隔柵，廢水從固定柵鼓內(nèi)流出鼓外時，超過縫寬的懸浮物被截留，刮刀將懸浮物刮到渣槽，由螺旋推進器卸走，形成干渣運走回轉(zhuǎn)式隔柵2、隔柵的計算 隔柵本身水流阻力很小，主要是由截留物堵塞柵條造成的。 隔柵水頭損失達到1015厘米時就該清撈。 隔柵后渠底應(yīng)比柵前低1

3、015厘米。避免造成回水 根據(jù)流速可計算隔柵總寬度。（廢水過柵流速取0.7米/秒）二、篩網(wǎng)作用：去除沉淀池不容易去除的纖維、藻類、紙漿等，可選擇不同材質(zhì)金屬絲網(wǎng)和不同孔徑的篩網(wǎng)過濾器來處理?？勺黝A(yù)處理，也可做深度處理。種類： 1、振動式 2、回轉(zhuǎn)式2.2 沉淀沉淀法是水處理的最基本方法之一。利用水中懸浮顆?？沙两敌阅?，在重力作用下下沉，達到固液分離的一種過程。在環(huán)境領(lǐng)域沉降原理如何利用？應(yīng)用水與廢水處理：各種顆粒物（無機砂粒、有機絮體）的沉降比重較小絮體的上浮油珠的上浮氣體凈化：粉塵、液珠沉 淀沉淀處理應(yīng)用的位置用于廢水的預(yù)處理沉砂池 用于污水進入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理初次沉淀池 用于生物

4、處理后的固液分離二次沉淀池 用于污泥處理階段的污泥濃縮污泥濃縮池 一、沉淀基本理論 1、沉淀類型（1）自由沉淀：離散顆粒、沉速不變 （沉砂池、初沉池前期）（2）絮凝沉淀：絮凝性顆粒，沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、給水混凝沉淀）（3）擁擠沉淀：顆粒濃度大，相互間發(fā)生干擾，分層（高濁水、二沉池、污泥濃縮池）（4）壓縮沉淀：顆粒間相互擠壓，下層顆粒間的水 在上層顆粒的重力下擠出，污泥得到濃縮。流體阻力 當某一顆粒在不可壓縮的連續(xù)流體中做穩(wěn)定運行時，顆粒會受到來自流體的阻力。 該阻力由兩部分組成：形狀阻力和摩擦阻力。 流體阻力的方向與顆粒物在流體中運動的方向相反，其大小與流體和顆粒物之間的相對運動

5、速度u、流體的密度、粘度以及顆粒物的大小、形狀有關(guān)。對于一般非球形的顆粒物，這種關(guān)系非常復(fù)雜。 對于球形顆粒，流體阻力的計算方程： 顆粒的雷諾數(shù) CD:阻力（曳力）系數(shù)，是雷諾數(shù)的函數(shù)。AP：顆粒的投影面積重力沉降一、重力場中顆粒的沉降過程 浮力Fb重力Fg假設(shè)球形顆粒粒徑為dP、質(zhì)量為m。沉速如何計算？ 根據(jù)牛頓第二定律，顆粒將產(chǎn)生向下運行的加速度 阻力（曳力）FD達到平衡時：ut顆粒終端沉降速度（terminal velocity ） （1）層流區(qū)：ReP2 CD=24/ReP 斯托克斯（Stokes）公式 （2）過渡區(qū)：2ReP103 艾侖(Allen)公式 （3）紊流區(qū)：103ReP2

6、105 CD = 0.44牛頓（Newton）公式 3、理想沉淀池1）懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，速度為u。2）水流水平流動，在過水斷面上，各點流速相等，水平流速為v。3）進口區(qū)域，懸浮顆粒均勻分布在整個過水斷面上4）顆粒到底就被去除。水平流速 v=Q/(H B) B: 池寬 流線III：正好有一個沉降速度為u0的顆粒從池頂沉淀到池底，稱為截留速度。 uu0的顆?？梢匀咳コ?uu0的顆粒只能部分去除 去除率 Eui/u0 = ui/(Q/A) q=Q/A =u0 表面負荷或溢流率對于顆粒沉速小于u0的顆粒來講，去除率為 Eui/u0 = ui/(Q/A) 理想沉淀池中： E與表面負荷有關(guān)，而與

7、其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間）無關(guān)。 1）E一定，ui越大，表面負荷越大； 或q不變但E增大。ui與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重 視加強混凝工藝。 2）ui一定，增大A，可以增加Q或增大E。 當容積一定時，增加A，可以降低水深“淺層理論”。二、沉淀實驗1、靜置沉淀實驗t=0t=tih1、在ti時，從底部取樣，測定Ci2、計算 ti ui = h/ti Ci pi = Ci/C0 pi：沉速小于ui的顆粒占全部顆粒的比重3、pu 曲線（顆粒粒度分布曲線）pu=h/t4.顆粒去除率 在t0 時， uu0 的顆粒全部去除 uu0 的顆粒部分去除 hi/h = uit0/(u0t0) = u/u0

8、通過實驗可繪制以下曲線： E-t 曲線 Eu曲線（與水深無關(guān)） 2、絮凝沉淀實驗在沉淀過程中，顆粒變大，沉淀變大。懸浮物的去除率不僅與沉速有關(guān)，而且與深度、時間有關(guān)。無理論描述公式，只能通過沉淀實驗預(yù)測沉淀效果。沉淀柱高度實際沉淀池深度1）在時間ti，不同深度測Ci2) 計算各深度處的顆粒去除百分率 p=(C0Ci)/C0100%3）繪制去除百分率等值線4）計算顆粒去除率方法1：按自由沉淀來類推（參考圖169）方法2：中部取樣法P（C0-C）/C0*100% C：h/2處的濃度5）沉淀效率、表面負荷和停留時間之間的關(guān)系要求一定的去除率- 設(shè)計停留時間和表面負荷假定不同的水力停留時間t-計算總?cè)?/p>

9、除率 P得出相應(yīng)的表面負荷 q 繪制三者之間的關(guān)系曲線注意：曲線與水深有關(guān)。三、沉淀池分類平流式豎流式輻流式斜流式平流式沉淀池豎流式沉淀池（一）平流式沉淀池 池型呈長方形，廢水從池的一端流人，水平方向流過池子，從池的另一端流出。在池的進口處底部設(shè)貯泥斗，其它部位池底有坡度，傾向貯泥斗。 1、構(gòu)造（1）流入裝置 流量均勻分布 可采用配水孔或者縫 給水中，通常采用穿孔花墻 v0.15-0.2 m/s（2）流出區(qū)裝置出水均勻。通常采用：溢流堰（施工難） 三角堰（對出水影響不大 淹沒孔口（容易找平） 控制單位堰長的出水量： 給水：500 m3/(m d) 初沉：4, L/H10水流速度的控制也很重要適

10、宜范圍：1025 mm/s（給水） 57mm/s（污水）泥斗排泥：靠靜水壓力 1.5 2.0m，下設(shè)有排泥管 多斗形式，可省去機械刮泥設(shè)備（池容不大時） 機械排泥：帶刮泥機，池底需要一定坡度虹吸吸泥車2.3調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)池的作用 1、調(diào)節(jié)水質(zhì)水量 2、平衡水溫 調(diào)節(jié)池其它作用： 調(diào)整pH值； 降低水溫； 臨時貯存事故排水。 生物預(yù)處理（如預(yù)曝氣）調(diào)節(jié)池的分類與特征 1、形式：圓形、方形、（自然）多邊形等，可建在地下或地上。 2、結(jié)構(gòu)：混凝土、鋼筋混凝土、石結(jié)構(gòu)和自然體等。 3、位置：前置原廢水集中調(diào)節(jié)池 分流調(diào)節(jié)地 處理后水調(diào)節(jié)池。 4、功能：水量調(diào)節(jié)池 水質(zhì)水量調(diào)節(jié)池 具預(yù)處理作用的調(diào)節(jié)池水質(zhì)

11、調(diào)節(jié)池 水質(zhì)調(diào)節(jié)的任務(wù)是對不同時間或不同來源的廢水進行混合，使流出水質(zhì)比較均勻。（一）水質(zhì)調(diào)節(jié)的基本方法 利用外加動力強制調(diào)節(jié)（如葉輪攪拌、空氣攪拌、水泵循環(huán)）。 利用差流方式進行自身水力混合。二、調(diào)節(jié)池構(gòu)造1、對角線出水的調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池構(gòu)造：出水槽沿池的對角線方向設(shè)置。 池內(nèi)設(shè)有若干縱向隔板。廢水走向：經(jīng)左右兩側(cè)的水槽進入池內(nèi)。同時進入池內(nèi)的廢水，停留時間不同。出水槽內(nèi)，同一廢水不同時刻流入池內(nèi)的，在槽中相遇并混合，實現(xiàn)水質(zhì)均一。 調(diào)節(jié)池液面可上下自由波動以此實現(xiàn)水量調(diào)節(jié)。池底設(shè)置沉渣斗，通過排渣管定期排渣。2、折流式調(diào)節(jié)池3、線內(nèi)水量調(diào)節(jié)池4、強制式調(diào)節(jié)池三、調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算調(diào)節(jié)池的容積 調(diào)節(jié)池的容積主要根據(jù)廢水流量、濃度變化及均和程度決定。 設(shè)計時應(yīng)考慮幾種情況： 水質(zhì)變化不大，僅調(diào)節(jié)水量的調(diào)節(jié)池; 水質(zhì)和流量變化均不規(guī)則變化。 當無流量變化資料時，調(diào)節(jié)池可按平均時流量的6-8小時計算。（停留時間6-8小時）池容積的計算 Vqt 式中 V調(diào)節(jié)池容積； t廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時間； qt小時內(nèi)廢水平均流量； 對角線式調(diào)節(jié)池： Vqt1.4 式中 1.4經(jīng)驗參數(shù)。 確定調(diào)節(jié)池的均衡時間和容積，設(shè)計調(diào)節(jié)池時按流量和濃度在高蜂時的區(qū)間計算，調(diào)節(jié)時間越長水質(zhì)