第1章-物理法污水处理设备1

第1章物理法污水处理设备主要内容预处理设备(重点)沉淀池(重点)气浮装置(重点、难点)过滤装置离心分离设备磁分离设备第一节预处理设备格栅(掌握)沉砂池(掌握)调节池(掌握)选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设备。1.格栅格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道系统的类型、污水流量以及栅条的间距等因素有关，可参考的一些数据：当栅条间距为16~25mm时，栅渣截留量为0.10~0.05m3/（103m3污水）；当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.03~0.01m3/（103m3污水）；栅渣的含水率约为80%，密度约为960kg/m3。人工清除设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。与水平面倾角：45º~60º机械清除过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。与水平面倾角：60º~70º格栅的清渣方法格栅的工作原理XG型旋转式格栅除污机回转式固液分离机螺旋压榨细格栅螺旋压榨细格栅回转式格栅除砂机及栅渣皮带输送机GL型格栅除污机齿耙式格栅除污机阶梯式细格栅曝气沉砂池前细格栅格栅的液位差自动控制格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速矩形圆形方形圆形的水力条件较方形好，但刚度较差目前多采用断面形状为矩形的栅条格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅通常采用0.4~0.9m/s格栅渠道的宽度要设置得当，应使水流保持适当流速格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速为防止栅条间隙堵塞，一般采用0.6~1.0m/s最大流量时可高于1.2~1.4m/s渐扩α＝20°，沉底大于水头损失格栅的设计与计算通过格栅的水头损失h2的计算：式中：h0——计算水头损失，m；v——污水流经格栅的速度，m/s；ξ——阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关；α——格栅的放置倾角；g——重力加速度，m/s2；k——考虑到格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数，可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。城市污水一般取0.1~0.4m。格栅的设计与计算khh02kgvhsin220khh02kgvhsin220格栅的建筑尺寸1.格栅的间隙数量n式中：qvmax——最大设计流量，m3/s；d——栅条间距，m；h——栅前水深，m；v——污水流经格栅的速度，m/s。2.格栅的建筑宽度b式中：b——格栅的建筑宽度；s——栅条宽度，m。3.栅后槽的总高度h总式中:h——栅前水深，m；h2——格栅的水头损失,m；h1——格栅前渠道超高，一般h1=0.3m。ndnsb)1(21hhhh总)/(sinmaxvvhdqn格栅的建筑尺寸4.格栅的总建筑长度L式中：L1——进水渠道渐宽部位的长度，m；其中:b1——进水渠道宽度m；α1——进水渠道渐宽部位的展开角度，一般α1=20°；L2——格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般L2=0.5L1；H1——格栅前的渠道深度,m。5.每日栅渣量W式中：W1——栅渣量，m3/(103m3污水)；KZ——生活污水流量总变化系数。tg/5.00.1121HLLL111tg2bbL100086400Z1maxvKWqW作用用于废水处理或短小纤维的回收形式振动筛网水力筛网2.筛网填埋焚烧（820℃以上）堆肥将栅渣粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉池格栅、筛网截留的污染物的处置方法：沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种形式从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池、多尔沉砂池等以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走3.沉砂池沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数城市污水厂一般均设置沉砂池，并且沉砂池的个数或分格数应不小于2；工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。设计流量应按分期建设考虑：最大时流量(自流进入时)、最大组合流量(水泵抽送时)、合流制流量(雨污合流时)沉砂池去除的砂粒相对密度为2.65，粒径为0.2mm以上。城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约为60%，容重约1500kg/m3。贮砂斗的容积应按2d沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55º,排砂管直径不应小于200mm。沉砂池的超高不宜小于0.3m。平流式沉砂池平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定。污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30~60s；有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，池宽不小于0.6m；池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。平流式沉砂池的系统参数3.池总宽度b式中：h2——设计有效水深。4.贮砂斗所需容积V式中:X——城市污水的沉砂量,一般采用30m3/(106m3污水）;T——排砂时间的间隔,d;kz——生活污水流量的变化系数。平流式沉砂池的计算公式1.长度L式中：v——最大设计流量时的速度，m/s；t——最大设计流量时的停留时间,s。2.水流断面面积A式中：qvmax——最大设计流量，m3/s。vtLvqA/maxv2/hAb6zv1086400maxkTXqV7.池总高度h式中:h1——超高，m；h2——有效水深,m;h3——贮砂斗高度,m。8.核算最小流速vmin式中:qvmin——设计最小流量，m3/s；n1——最小流量时工作的沉砂池数目;Amin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2。平流式沉砂池的计算公式5.贮砂斗个部分尺寸计算设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为60º；则贮砂斗的上口宽b2为：贮砂斗的容积V1：式中:h’3——贮砂斗高度，m；S1，S2——贮砂斗上口和下口的面积。6.贮砂室的高度h3设采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向砂斗，则13260tg'2bhb)('21213311SSSShV321hhhhmin1minvmin/Anqv2/)'2(06.0'06.0'23233bbLhlhh沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。曝气沉砂池的特点：曝气沉砂池是一个长形渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约60~90cm处设置曝气装置；在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保证砂粒滑入砂槽；为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。曝气沉砂池的构造：曝气沉砂池的工作原理污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动（一般流速0.1m/s），同时在池的横断面上产生旋转流动（旋转流速0.4m/s），整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有5%左右，长期搁置也不至于腐化。曝气沉砂池实景水平流速一般取0.08~0.12m/s。污水在池内的停留时间为4~6min；雨天最大流量时为1~3min。如作为预曝气，停留时间为10~30min。池的有效水深为2~3m，池宽与池深比为1~1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底约为0.6~0.9m，并应有调节阀门。曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。曝气沉砂池的设计参数曝气沉砂池设计内容:（1）工艺尺寸（2）结构尺寸（3）进出水区（4）工艺装备（1）工艺尺寸主要确定沉砂池的池长Ｌ、池宽Ｂ、池深Ｈ等。TQMAXV水流断面A：vQAMAX池宽B：HAB池长L：AVL池容V（有效容积）：每小时所需的空气量：3600maxdQq在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比，以保证沉砂池内的流态为推流式。如不满足需重新调整有关尺寸：重新选择设计参数，从新进行设计计算。集砂斗倾角不小于50º。集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于0.8m/s。集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1/2－2/3，底部以60º－75º倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。（2）结构尺寸沉砂池的结构尺寸包括集砂斗、集砂槽、集油区等。进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于曝气沉沙池内水流的旋流特性，一般认为对曝气沉砂池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。（3）进出水区进水区、配水方式、出水区（4）工艺装备供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2－5mm。排砂设备、集油设备：曝气沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。砂水和油水分离设备：从沉沙池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。•原理:•水从沉砂池一侧以平流方式进入池内，砂砾在重力作用下沉于池底，被刮砂机上的弧形刮板依次推移至池边的贮砂斗中，并落入集砂槽内，再经耙式步进输砂机逐渐刮至池外，刮出的砂无需再进行砂水分离就可运走。多尔沉砂池的工作原理除砂机主要由两部分组成：刮砂机与耙式步进输砂机。刮砂机由工作桥、主梁、传动轴、刮臂与刮板等组成；耙式步进输砂机由传动装置、连杆、刮板等组成。特点:•结构简单，维护方便•传动件在水上，便于维护•操作简单，无需维护•原理•旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转，控制进入水流的流速与流态，使砂颗粒在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速沉降，同时有机物在水流的作用下，随水流漂走，沉入池底的砂经空气提升或政治部提升后，与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出，清洗水回流至格栅井，从而达到除砂的目的。钟式沉砂池的工作原理工业废水水质、水量的不均衡性工业废水水质、水量调节的作用均衡水质、水量，降低处理设施投资规模保证后续处理设施的正常运行工业废水水质、水量调节的方法水量调节水质调节综合调节调节水量和水质的构筑物：调节池4.调节池•进水为重力流，出水用泵抽升•最高水位：不高于进水管的设计水位•有效水深：2~3米•最低水位：死水位(1)水量调节池：•调节池的容积：图解法计算曲线下在T小时内所围的面积，等于废水总量WT(m3)0TTitiWqt•在周期T内废水平均流量Q，m3/h0TitiTqtWQTT•废水流量累计曲线OA，A点纵标即周期T（24h）的累积流量•OA的斜率即周期T（24h）平均水量•虚线为调节池内水量变化曲线(2)水质调节池：普通水质调节池：物料衡算假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变1022CQTCVCQTCV102//CTCVQCTVQ穿孔导流槽式调节池：同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，以此来均和水质。（1）含油废水的来源含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业。肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理车间等