污水處理第二章(工業(yè)廢水的物理處理)

第二章工業(yè)廢水的物理處理第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算第二節(jié)離心分離原理與設(shè)備第三節(jié)除油裝置第四節(jié)過濾第二章工業(yè)廢水的物理處理第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算一、均量池二、均質(zhì)池五、事故池三、均化池四、間歇均化池第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算水量調(diào)節(jié)池一、均量池--水量調(diào)節(jié)●均化水量；●實際是一座變水位的貯水池，來水為重力流，出水用泵抽；●池中最高水位不高于進水管的設(shè)計水位，水深一般為2米左右，最低水位為死水位。第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算某廠廢水流量曲線圖解法計算調(diào)節(jié)池容積：T小時內(nèi)所圍面積為廢水總量WT（m3）qi——ti時段內(nèi)廢水的平均流量，m3/hti——時段,h周期T內(nèi)廢水平均流量Q（m3/h）第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算某廠廢水流量累積曲線如圖所示：（1）出水累計曲線OA，其斜率即為出水流量Q。（2）虛線為調(diào)節(jié)池中水量變化曲線。（3）水量調(diào)節(jié)池的容積確定：V（m3）

V=BD+CE第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算二、均質(zhì)池--水質(zhì)調(diào)節(jié)1.普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池物料平衡方程：C1QT+C0V=C2QT+C2V式中：Q——取樣間隔時間內(nèi)的平均流量。C1——取樣間隔時間內(nèi)進入調(diào)節(jié)池污物濃度。T——取樣間隔時間。C0——取樣間隔開始時調(diào)節(jié)池內(nèi)污物濃度。C2——取樣間隔終了時調(diào)節(jié)池出水污物濃度。V——調(diào)節(jié)池容積。第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算二、均質(zhì)池--水質(zhì)調(diào)節(jié)假設(shè)在一個取樣間隔時間內(nèi)出水濃度C2不變，則每一個取樣間隔后的出水濃度為：當(dāng)調(diào)節(jié)池容積已知時，利用上式可求出各間隔時間的出水污物濃度。參照書中449頁例題。第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算二、均質(zhì)池--水質(zhì)調(diào)節(jié)１－進水２－集水３－出水４－縱向隔墻５－橫向隔墻６－配水槽穿孔導(dǎo)流槽水質(zhì)調(diào)節(jié)池2.穿孔導(dǎo)流槽水質(zhì)調(diào)節(jié)池

同時進入調(diào)節(jié)池的廢水，由于流程長短不同，使前后進入調(diào)節(jié)池的廢水相混合，以均和水質(zhì)。第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算三、均化池--水質(zhì)水量同時調(diào)節(jié)1.原理既均量，又均質(zhì)；在池中設(shè)置攪拌裝置，出水泵的流量用儀表控制。如采用表面曝氣機或鼓風(fēng)機曝氣時，除可使懸浮物不致沉淀和出現(xiàn)厭氧情況外，還可以有預(yù)曝氣的作用，能改進初沉效果，減輕曝氣池負荷。2.相關(guān)計算第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算三、均化池--水質(zhì)水量同時調(diào)節(jié)●

調(diào)節(jié)池的容積實際要求的池容式中：η=0.7（容積加大系數(shù)）●

調(diào)節(jié)池池形選擇及攪拌方式的確定方形矩形圓形水泵強制循環(huán)攪拌空氣攪拌機械攪拌取有效水深1.5～2.0m，則池面積可定池寬、池長、分格數(shù)、污泥斗尺寸等●

調(diào)節(jié)池工藝尺寸確定第一節(jié)調(diào)節(jié)池的類型及設(shè)計計算四、其他調(diào)節(jié)池間歇式均化池當(dāng)廢水水量規(guī)模較小時，可設(shè)間歇式貯水池，即間歇貯水、間歇運行的均化池，池可分為兩或三格，交替使用。池中設(shè)攪拌裝置。這種池型效果最好。事故池為防止水質(zhì)出現(xiàn)惡性事故，或發(fā)生破壞污水處理廠運行的事故時，設(shè)置所謂事故池，貯留事故排水，這是一種變相的均化池。事故池的進水閥門一般是自動控制，否則無法及時發(fā)現(xiàn)事故。這種池平時保證泄空備用。第二章工業(yè)廢水的物理處理第二節(jié)離心分離的原理與設(shè)備一、離心分離的原理定義原理分類離心機水力旋流器二、離心分離的設(shè)備第二節(jié)離心分離的原理與設(shè)備一、離心分離的原理●定義：利用高速旋轉(zhuǎn)的物體產(chǎn)生的離心力場以分離廢水中的懸浮固體的處理方法。●原理：是利用快速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力使含有懸浮固體（或乳狀油）的廢水進行高速旋轉(zhuǎn)，由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同，因而所受到的離心力也將不同，顆粒受到靜離心力，這樣懸浮固體和水從各自出口排除，從而使廢水得到處理。●類型：當(dāng)離心分離設(shè)備中分離顆粒密度大于介質(zhì)密度時，分離顆粒被沉除在離心設(shè)備的最外側(cè)；而當(dāng)顆粒密度小于介質(zhì)密度時，分離顆粒被“浮上”在離心設(shè)備最里面，因此離心設(shè)備包括離心沉降和離心浮上兩種。什么是靜離心力？什么是分離因素？第二節(jié)離心分離的原理與設(shè)備設(shè)m和m0分別為廢水和固體顆粒的質(zhì)量，旋轉(zhuǎn)半徑為r,角速度為w,

則懸浮固體的凈離心力為：Fc=(m-m0)w2r

懸浮固體的凈重力為：Fg=(m-m0)g

懸浮固體的離心力與重力之比為：a=Fc/Fg=w2r/g

將w=2?n/60代入,則a=Fc/Fg?rn2/900“a”稱為分離因素，其影響因素有：（1）n↗，a↗，分離效果好；

（2）r↗,a↗,分離效果好；（3）密度差（顆粒與水）越大，分離效果越好；（4）顆粒直徑與分離效率有關(guān)。第二節(jié)離心分離的原理與設(shè)備二、離心分離的設(shè)備●離心機是依靠一個可以隨轉(zhuǎn)動的圓筒（又稱轉(zhuǎn)鼓），在外借傳動設(shè)備驅(qū)動下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，其中液體也隨同旋轉(zhuǎn)，由于其中不同密度的組分產(chǎn)生不同的離心力，從而達到分離的目的。離心機脫水的一般效果見下表。表4離心機脫水的一般效果污泥種類原污泥干固體濃度%分離液懸物濃度%泥餅干固體濃度%固體回收率%預(yù)處理初次沉淀污泥3.830.4935.088.0不需要初次沉淀與活性污泥混合3.610.0620.098.2化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與活性污泥混合4.60.2541.395.5熱處理初次沉淀與腐殖污泥混合9.570.0522.999.2化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥混合4.80.0858.298.4熱處理初次沉淀經(jīng)消化8.81.4430.088.0不需要初次沉淀與活性污泥經(jīng)消化3.50.3020.093.0化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化2.790.4422.086.0化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化8.51.1537.989.0化學(xué)調(diào)節(jié)活性污泥2.190.5519.674.2化學(xué)調(diào)節(jié)活性污泥8.20.8438.892.0熱處理第二節(jié)離心分離的原理與設(shè)備二、離心分離的設(shè)備●水力旋流器壓力式重力式含懸浮物的廢水在水泵或其他外加壓力的作用下，以切線方向進入旋流器后發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，固體顆粒物被拋向器壁，并隨旋流下降到錐形底部出口。澄清后的廢水或含有較細微粒的廢水，則形成螺旋上升的內(nèi)層旋流，由上端中央溢流管排出。水流在分離器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)靠進出口的水位差壓力。廢水從切線方向進入器內(nèi)，造成旋流，在離心力和重力作用下，懸浮顆粒甩向器壁并向器底水池集中，隨時水得到凈化。重污油回收處理設(shè)施原則流程第二章工業(yè)廢水的物理處理第三節(jié)除油裝置一、含油廢水的來源及污染特征1、隔油池2、除油罐二、國內(nèi)外常見含油廢水處理方法三、除油裝置四、隔油池的計算第三節(jié)除油裝置一、含油廢水的來源及污染特征來源：●含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機械加工等工業(yè)企業(yè)；●肉類加工、牛奶加工、洗衣房、汽車修理車間等廢水中都含有很高的油、油脂；●在一般的生活污水中，油脂占總有機質(zhì)的10%，每人每天產(chǎn)生的油脂可按0.015kg估算。廢水中污油的分類：●浮油：油珠粒徑較大，一般大于100μm，易浮于水面，形成油膜或油層；●分散油：油珠粒徑一般為10—100μm，以微小油珠懸浮于水中，不穩(wěn)定，靜置一定時間后往往形成浮油；●乳化油：油珠粒徑小于10μm；一般為0.1—2μm，往往因水中含有表面活性劑使油珠成為穩(wěn)定的乳化液；●

溶解油：油珠粒徑比乳化油還小，有的可小到幾nm，是溶于水的油微粒。第三節(jié)除油裝置一、含油廢水的來源及污染特征●重力分離法：利用油水兩相的密度差及油和水的不互溶性進行分離

●聚結(jié)法(粗?；?

：利用油水兩相對聚結(jié)材料親和力的不同來進行分離，主要用于分散油的處理。

●凝聚法：也就是用絮凝劑除油的方法。

●氣浮法：通常采用的主要是加壓溶氣浮選法去除乳化油。

●生物法：主要采用活性污泥法和生物濾池法

●水力旋流：屬于離心沉降，利用不同密度、不互溶的兩相在水力旋流器中高速旋轉(zhuǎn)時相對產(chǎn)生的離心力的差異而達到分離的目的。

●其它第三節(jié)除油裝置二、國內(nèi)外常見的含油廢水處理方法三、除油裝置●隔油池

是利用油類自然上浮法分離、去除含油廢水中可浮油。常用的有平流隔油池和斜板隔油池。第三節(jié)除油裝置●除油罐

可去除浮油和分散油。含油廢水通過進水管配水室的配水支管和配水頭流入除油罐內(nèi)，在罐內(nèi)廢水自上而下緩慢流動，靠油水的密度差進行油水分離，分離出的廢油浮至水面，然后流入集油槽，經(jīng)過出油管流出。廢水則經(jīng)集水頭、集水干管、中心柱管和出水總管流出罐外。平流式隔油池●構(gòu)造：類似于平流式沉淀池。大型隔油池設(shè)置刮油刮泥設(shè)備，在出水一側(cè)水面上設(shè)集油管，上開切口并可轉(zhuǎn)動。池表面覆蓋蓋板，以防雨、防火和保溫。寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)加溫管。

●優(yōu)點：構(gòu)造簡單，便于運行管理，除油效果穩(wěn)定。●缺點：池體大，占地面積多。

平流式隔油池第三節(jié)除油裝置●構(gòu)造：采用波紋型斜板，板間距20～50mm、傾斜角為450。

●優(yōu)點：油水分離效率高，停留時間短，一般不大于30min，占地面積小。所以應(yīng)用極為廣泛。斜板式隔油池第三節(jié)除油裝置平流式、平板式和傾斜板式隔油池的特性比較項目平流式傾斜板式除油效率%60—7070—80占地面積（處理量相同時）11/3—1/4可能除去的最小油滴粒徑μm100—15060最小油滴的浮上速度mm/s0.90.2分離油的去除方式刮板及集油管集油集油管集油泥渣除去方式刮泥機將泥渣集中到泥渣斗重力排泥平行板的清洗沒有定期清洗防火防臭措施浮油與大氣相通，有著火危險，臭氣散發(fā)有著火危險，臭氣比較少附屬設(shè)備刮油刮泥機沒有基建費低較低四、隔油池的計算●按油粒上浮速度計算法第三節(jié)除油裝置α值與速度比（v/u）的關(guān)系:v/u20151063α1.741.641.441.371.28注：V為水流流速；設(shè)計上浮速度U可由廢水靜浮試驗確定或按經(jīng)驗公式計算。四、隔油池的計算●按油粒上浮速度計算法第三節(jié)除油裝置斯篤克斯公式：四、隔油池的計算●按油粒上浮速度計算法第三節(jié)除油裝置隔油池的過水?dāng)嗝婷娣e隔油池每個格間的有效水深和池寬比（h/b），宜取0.3-0.4。有效水深一般為1.5-2.0M,隔油池的長度L為隔油池每個格間的長寬比L/b，不宜小于4.0。四、隔油池的計算第三節(jié)除油裝置●按廢水停留時間計算法第二章工業(yè)廢水的物理處理第四節(jié)過濾一、過濾的作用1、遷移機理2、附著機理3、脫落機理二、濾池的構(gòu)造與工作過程三、濾料與承托層四、過濾機理第四節(jié)過濾一、過濾的作用●進一步去除廢水二級處理后的生物絮體和膠體物質(zhì)，顯著降低出水的懸浮物含量和濁度，能使出水晶瑩透明，為出水的安全回用提供保證?！襁M一步降低出水的BOD、COD值，對重金屬、細菌、病毒有很高的去除率?！袢コ瘜W(xué)絮凝過程產(chǎn)生的鐵鹽、鋁鹽、石灰等沉積物。去除化學(xué)法除磷時水中不溶性磷?！裨诨钚蕴课交螂x子交換之前，作為預(yù)處理設(shè)施，可提高后續(xù)處理裝置的安全性和處理效率。●在深度處理廠中，過濾能克服生物和化學(xué)處理的不規(guī)則性，從而提高回用的連續(xù)性和可靠性?！裢ㄟ^進一步去除廢水中污染物質(zhì)，可以減少后續(xù)的消毒費用。第四節(jié)過濾二、濾池的構(gòu)造與工作過程●普通快濾池構(gòu)造快濾池一般用鋼筋混凝土建造，它內(nèi)有排水槽、濾料層、墊料層和配水系統(tǒng)；它外有集中管廊，配有進水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及附件。第四節(jié)過濾二、濾池的構(gòu)造與工作過程●普通快濾池工作過程過濾時，加入凝聚劑的渾水自進水管經(jīng)集水渠、排水槽進入濾池，自上而下穿過濾料層、墊料層，由配水系統(tǒng)收集，并經(jīng)出水管排出．此時開F1、F2，關(guān)F3、F4、F5。經(jīng)過一段時間過濾，濾料層截留的懸浮物數(shù)量增加；濾層孔隙率減小，使孔隙水流速增大，其結(jié)果一方面造成過濾阻力增大，另一方面水流對孔隙中截留的雜質(zhì)沖刷力增大，使出水水質(zhì)變差。當(dāng)水頭損失超過允許值，或者出水的懸浮物濃度超過規(guī)定值，過濾即應(yīng)終止，進行濾他反沖洗。反沖洗時，開F3、F4，關(guān)F1、F2。反沖洗水由沖洗水管經(jīng)配水系統(tǒng)過入濾池，由下而上穿過墊料層，濾料層，最后由排水槽經(jīng)集水渠排出。反沖洗完畢，又進入下一過濾周期．第四節(jié)過濾●濾料1、要求：（1）粒徑是影響濾料過濾操作的基本特征，不宜過大也不宜過??；（2）濾料耐腐蝕性強；濾料必須具有較高的耐腐蝕性，這樣能減少濾料在反沖洗后期或掛膜量少時的磨損程度；（3）濾料的機械強度好，成本低。2、種類：石英砂、無煙煤、大理石、石榴石、白云石、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、纖維球濾料等，其中以石英砂使用最廣。三、濾料與承托層作用：阻擋濾料進入配水系統(tǒng)；均勻配水（反沖洗時）；主要配合大阻力配水系統(tǒng)而使用。要求承托層是一種反濾料層結(jié)構(gòu)●承托層大理石無煙煤石英砂石榴石發(fā)泡塑料纖維球第四節(jié)過濾四、過濾機理

1.遷移機理●篩濾

比濾層孔隙大的顆粒被機械篩分，截留于過濾表面上，然后這些被截留的顆粒形成孔隙更小的濾餅層，使過濾水頭增加，甚至發(fā)生堵塞?！駭r截

隨流線流動的小顆粒，在流線會聚處與濾料表面接觸。其去除概率與顆粒直徑的平方成正比，與濾料粒徑的立方成反比，也是雷諾準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)。

●慣性

當(dāng)流線繞過濾料表面時，具有較大動量和密度的顆粒因慣性沖擊而脫離流線碰撞到濾料表面上?！癯恋?/p>

如果懸浮物的粒徑和密度較大，將存在一個沿重力方向的相對沉淀速度。在凈重力作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料表面上。沉淀效率取決于顆粒沉速和過濾水速的相對大小和方向。此時，濾層中的每個小孔隙起著一