3污水的物理处理

3污水的物理处理生活污水和工业废水都含有大量的漂浮物与悬浮物质，其中包括无机性和有机性两类。由于污水来源广泛，所以悬浮物质含量变化幅度很大，从几十到几千mg/L，甚至达数万mg/L。筛滤截留法——筛网、格栅、滤池与微滤机等；重力分离法——沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池等；离心分离法——离心机与旋流分离器等。本章主要阐述城市污水处理使用的格栅、沉砂池与沉淀池。其他设备将在第3篇有关章节中阐述。3.1格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截留的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为70％—80％，容重约为750kg／m3。3.1.1格栅分类按形状，可分为平面格栅与曲面格栅两种。平面格栅由栅条与框架组成。基本形式见图3—1。图中A型是栅条布置在框架的外侧，适用于机械清渣或人工清渣；B型是栅条布置在框架的内侧，在格栅的顶部没有起吊架，可将格栅吊起，进行人工清渣。曲面格栅又可分为固定曲面格栅(栅条用不锈钢制)与旋转鼓筒式格栅两种，见图3—3，图中(a)为固定曲面格栅，利用渠道水流速度推动除渣桨板。(b)为旋转鼓筒式格栅，污水从鼓筒内向鼓筒外流动，被格除的栅渣，由冲洗水管2冲人渣槽(带网眼)内排出。按清渣方式，可分为人工清渣和机械清渣两种。人工清渣格栅——适用于小型污水处理厂。为了使工人易于清渣作业，避免清渣过程中的栅渣掉回水中，格栅安装角度α以30°—45°为宜。机械清渣格栅——当栅渣量大于0.2m3／d时，为改善劳动与卫生条件，都应采用机械清渣格栅。3.2破碎机3.2.1概述破碎机的作用是把污水中较大的悬浮固体破碎成较小的、较均匀的碎块，仍留在污水中，随水流至后续污水处理构筑物进行处理。破碎机的安装地点：可安装格栅后、污水泵前，作为格栅的补充，防止污水泵被阻塞并提高与改善后续处理构筑物的处理效能；也可安装在沉砂池之后，使破碎机的磨损减轻。国外的城市污水处理普遍使用破碎机并取得显著效果，有成套定型设备可供选用。我国的城市污水处理厂，目前还少使用实例。3.2.2破碎机的构造与安装P60-613.3沉淀理论3.3.1概述污水中的悬浮物质，可在重力的作用下沉淀去除。这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可分为4种类型。第一类为自由沉淀，当悬浮物质浓度不高时，在沉淀的过程中，颗粒之间互不碰撞，呈单颗物状态，各自独立地完成沉淀过程。典型例子是砂粒在沉砂池中的沉淀以及悬浮物浓度较低的污水在初次沉淀池中的沉淀过程。自由沉淀过程可用牛顿第二定律及斯托克斯公式描述。第二类为絮凝沉淀(也称干涉沉淀)，当悬浮物质浓度约为50—500mg/L时，在沉淀过程中，颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用，使颗粒的粒径与质量逐渐加大，沉淀速度不断加快，故实际沉速很难用理论公式计算，主要靠试验测定。这类沉淀的典型例子是活性污泥在二次沉淀池中的沉淀。第三类为区域沉淀(或称成层沉淀，拥挤沉淀)，当悬浮物质浓度大于500mg/L时，在沉淀过程中，相邻颗粒之间互相妨碍、干扰，沉速大的颗粒也无法超越沉速小的颗粒，各自保持相对位置不变，并在聚合力的作用下，颗粒群结合成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的液—固界面，沉淀显示为界面下沉。典型例子是二次沉淀池下部的沉淀过程及浓缩池开始阶段。第四类为压缩，区域沉淀的继续，即形成压缩。颗粒间互相支承，上层颗粒在重力作用下，挤出下层颗粒的间隙水，使污泥得到浓缩。典型的例子是活性污泥在二次沉淀池的污泥池中及浓缩池中的浓缩过程。活性污泥在二次沉淀池及浓缩池的沉淀与浓缩过程中，实际上都顺次存在着第一、第二、第三、第四类型的沉淀过程，只是产生各类沉淀的时间长短不同而已。图3—7所示的沉淀曲线，即活性污泥在二次沉淀池中的沉淀过程。3.3.2沉淀类型的分析P62—723.4沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒(如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2.65。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉炒池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等(P72—77)。3.5沉淀池沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物，设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质(为SS，约可去除40％—55％以上)，同时可去除部分BOD5(约占总BOD5的20％—30％，主要是悬浮性BOD5)，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初次沉淀池中沉淀的物质称为初次沉淀污泥；二次沉淀池设在生物处理构筑物(活性污泥法或生物膜法)的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥(指生物膜法脱落的生物膜)，它是生物处理系统的重要组成部分。初沉池、生物膜法及其后的二沉池SS总去除率为60％—90％，BOD5总去除率为65％—90％；初沉池、活性污泥法及其后的二沉池的总去除率分别为70％—90％和65％—95％。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池（78—93）。