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环境污染治理设施运营培训——污废水处理工第三章污水的物理化学法处理主讲：杨蕴哲联系电话：13665059108福建工程学院环境与设备工程系第三章污水的物理化学法处理1、概述2、格栅与筛网（A）3、均质调节（A）4、沉淀与隔油（A）5、过滤（A）6、中和法（A）7、化学沉淀法（B）8、化学氧化还原法（C）9、电解（C）10、混凝法（A）11、气浮法（A）12、吸附法（A）13、离子交换法（A）14、膜分离技术（C）15、消毒（A）第一节概述物理化学法分为物理法、化学法和物理化学法。物理法：凡是借助物理作用或通过物理作用使废水发生变化的处理过程。处理对象：水中的漂浮物、悬浮物、砂、盐和油类物质。具体操作：格栅与筛网、均质调节、沉淀、过滤等。化学法：借助或通过化学反应完成废水处理的过程。处理对象：水和废水中无机的或有机的（难以生物降解的）溶解性污染物。具体操作：中和法、氧化还原法、消毒等。物理化学法：利用物理化学的原理和化工单元操作以去除水中的杂质。处理对象：废水中无机的或有机的（难以生物降解的）溶解性污染物或胶体物质。具体操作：混凝法、气浮法、吸附法、离子交换等。第二节格栅和筛网一、格栅的定义、作用1、格栅的定义格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网制成，安装在污水渠道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端。2、格栅的作用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，以便减少后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。3、基本结构格栅的基本结构尺寸1-栅条；2-工作平台4、实际案例DNDNDNDNDN进水进水闸阀闸阀栅条集水池超越管闸阀闸阀格栅设计图号比例设计号沉砂池平剖面图班级姓名校对指导教师学号中格栅泵房平面图中格栅泵房剖面图说明：1、本图中标高为绝对标高，单位为：米，地面标高为20.00米。2、图中标注单位为毫米。3、图中采用的格栅型号为：型号。4、图中采用螺旋输送机输送栅渣。5、图中泵为三用一备。二、格栅分类1、按形状：平面、曲面格栅（1）平面格栅平面格栅由栅条与框架组成。基本形式见图2-1。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，在格栅的顶部设有起吊架，可将格栅吊起，进行人工清渣。图2-1平面格栅表2-1平面格栅的基本参数与尺寸表2-2A型平面格栅安装尺寸（2）曲面格栅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2-3，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，污水从鼓简内向鼓简外流动，被去除的栅渣，由冲洗水管2冲入渣槽(带网眼)内排出。图2-3曲面格栅（a）固定曲面格栅，A1为格栅，A2为清渣浆板；（b）旋转鼓筒式格栅，1为鼓筒，2为冲洗水管，3为渣槽2、按栅条间隙粗格栅（50-100mm)、中格栅(10-40mm)、细格栅(3-10mm)格栅。3、按清渣方式（1）人工清渣：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，格栅安装角度以30一45为宜。（2）机械清渣（用链条、钢丝绳等带动齿耙清渣）：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。图2-4机械清渣格栅（a）固定式清渣机（b）活动式清渣机（c）回转耙式清渣机格栅操作平台滤水板图2-5人工清渣格栅示意图耙斗格栅行走轮图2-6移动式伸缩臂机械格栅示意图污水处理中一般设置两道格栅，一般在泵房前设粗格栅，泵房后设细格栅。图2-7格栅现场实例6.3.1污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。6.3.2格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：1粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。2细格栅：宜为1.5～10mm。3水泵前，应根据水泵要求确定。6.3.3污水过栅流速宜采用0.6～1.0m／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。6.3.4格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om。三、格栅的设计规范6.3.5格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6.3.6格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。6.3.7粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。6.3.8格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。6.3.9格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。四、格栅设计规范条文说明6.3.1规定设置格栅的要求。在污水中混有纤维、木材、塑料制品和纸张等大小不同的杂物。为了防止水泵和处理构筑物的机械设备和管道被磨损或堵塞，使后续处理流程能顺利进行，作此规定。6.3.2关于格栅栅条间隙宽度的规定。根据调查，本条规定粗格栅栅条间隙宽度：机械清除时为16～25mm，人工清除时为25～40mm，特殊情况下最大栅条间隙可采用100mm。根据调查，细格栅栅条间隙宽度为1.5～10mm，超细格栅栅条间隙宽度为0.2～1.5mm，本条规定细格栅栅条间隙宽度为1.5～10mm。水泵前，格栅除污机栅条间隙宽度应根据水泵进口口径按表8选用。对于阶梯式格栅除污机、回转式固液分离机和转鼓式格栅除污机的栅条间隙或栅孔可按需要确定。水泵口径（mm）200250-450500-9001000-3500栅条间隙（mm）15-2030-4040-8080-100表2-3栅条间隙如泵站较深，泵前格栅机械清除或人工清除比较复杂，可在泵前设置仅为保护水泵正常运转的、空隙宽度较大的粗格栅（宽度根据水泵要求，国外资料认为可大到100mm）以减少栅渣量，并在处理构筑物前设置间隙宽度较小的细格栅，保证后续工序的顺利进行。这样既便于维修养护，投资也不会增加。6.3.3关于污水过栅流速和格栅倾角的规定。过栅流速是参照国外资料制定的。前苏联规范为0.8～1.0m/s，日本指南为0.45m/s，美国《污水处理厂设计手册》(1998年，以下简称美国污水厂手册)为0.6～1.2m/s，法国《水处理手册》(1978年，以下简称法国手册）为0.6～1.0m/s。本规范规定为0.6～1.0m/s。格栅倾角是根据国内外采用的数据而制定的。除转鼓式格栅除污机外，其资料见表2-4。资料来源格栅倾角人工清除机械清除国内污水厂一般为45º-75º日本指南45º-60º70º左右美国污水厂手册30º-45º40º-90º本规范30º-60º60º-90º表2-4格栅倾角6.3.4关于格栅除污机底部前端距井壁尺寸的规定。钢丝绳牵引格栅除污机和移动悬吊葫芦抓斗式格栅除和污机应考虑耙斗尺寸安装人员的工作位置，其他类型格栅除污机由于齿耙尺寸较小，其尺寸可适当减小。6.3.5关于设置格栅工作平台的规定。本条规定为便于清除栅渣和养护格栅。6.3.6关于格栅工作平台过道宽度的规定。本条是根据国内污水厂养护管理的实践经验而制定的。6.3.7关于栅渣输送的规定。栅渣通过机械输送、压榨脱水外运的方式，在国内新建的大中污水厂中已得到应用。关于栅渣的输送设备采用：一般粗格栅渣宜采用带式输送机，细格栅渣宜采用螺旋输送机；对输送距离大于8.0m宜采用带式输送机，对距离较短的宜采用螺旋输送机；而当污水中有较大的杂质时，不管输送距离长短，均以采用皮带输送机为宜。6.3.8关于污水预处理构筑物臭味去除的规定。一般情况下污水预处理构筑物，散发的臭味较大，格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式。根据污水提升泵站、污水厂的周围环境情况，确定是否需要设置除臭装置。6.3.9关于格栅间设置通风设施的规定。为改善格栅间的操作条件和确保操作人员安全，需设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。五、运行控制条件（1）栅距；（2）过栅流速；（3）水头损失；（4）栅渣量：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。六、维护管理（1）每天要对栅条、除渣耙、栅渣箱和前后水渠等进行清扫，及时清运栅渣，保持格栅通畅；（2）检查并调节栅前的流量调节阀门，保证过栅流量的均匀分布；（3）定期检查渠道的沉砂情况；（4）定期对格栅除污机进行维护；（5）注意卫生和安全；（6）要及时进行分析测量和记录。七、筛网1、筛网（1）作用水处理中当污水量非常小或根据截流的悬浮物的形状有时选择筛网做为筛滤装置，常用的筛网有水力筛网和旋转筛网，水力筛网一般栅距较细0.25~5mm，常用除去粒度更小的悬浮物，如纤维，藻类，纸浆等。（2）类型振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机。1）振动筛网示意图图2-9振动筛网示意图2）水力筛网构造示意图进水管不透水部分筛余物图2-10水力筛网构造示意图3）筛板图2-11筛板实例2、维护管理：当废水呈酸性或碱性时，筛网的设备应选用耐酸碱、耐腐蚀材料制作；在运行过程中要合理控制进水流量，做到进水均匀，并采取措施尽量减少进水口来料对筛面的冲击力，以确保筛网的使用寿命并减少维修量；筛网尺寸应按截留的微粒大小选定，最好通过试验确定；当废水含油类物质时，会堵塞网孔，应进行除油处理；应定期采用蒸汽或热水对筛网进行冲洗。第三节均质调节一、功能对水量进行调节，对水质进行均和。对具有以上功能的构筑物称为调节池；调节池的形状：圆形、方形、多边形；可建在地下或地上；目的：为处理设备创造良好的工作条件，使其稳定运行，并能减小设备容积，降低成本。二、常见类型按功能可分为水量调节池、水质调节池、事故调节池。1、水量调节池只需设置简单的水池，保持必要的调节池容积并使出水均匀即可；废水自流进入调节池时，进水管应等于或高于最高水位。为了保证均匀，可采用水泵抽吸或浮子排水等方式；调节池可设于泵站前或后。当进水管埋得较浅而废水量又不大时，与泵站集水井合建较为经济，否则，应单独建造于泵站后。2、水质调节池（1）水质均和分两种情况：进水的水量均匀，水质不均匀；水质水量都不均匀。（2）为了使废水水质达到均衡，调节池在构造上和功能上采取如下措施：穿孔导流槽式调节池；增加搅拌设备。穿孔导流槽式调节池：利用差流方式使不同时间不同浓度的废水混合而进行的自身水力混合。废水由池子的两对角流入，从边槽均匀配入池中，然后溢流入沿对角线设置的集水槽，再流出池外同一时间进入池子的废水，由于流程不同，因而不能同时流出池外。这种差流作用的结果，使某一时刻的出水中包含着不同时间流入的不同浓度的废水，因而其浓度达到了某种程度的均和。增加搅拌设备：——空气搅拌池底设有曝气管，在其搅拌作用下，使不同时间进入池内的废水得以互相混和。这种均和池构造简单，效果良好，并可防止污物沉积。最宜在流水流量不大、处理工艺中需要预曝气以及处理厂有压缩空气的情况下采用，所需空气量约为3～5m3/m2·h。——机械搅拌：在池内安装机械搅拌设备；优点：混合效果好，占地小，但动力消耗大。——水力搅拌：在调节池设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力进行搅拌；简单易行，但动力消耗较多。3、事故调节池某些工业废水处理系统发生物料泄漏或周期性冲击负荷时，宜设置事故池；事故池只有在特殊的情况下才设立；可起到保护处理系统不受冲击、减少调节池容积的作用。三、调节池运行管理要点调节池的有效容积要能够容纳水质水量变化一个周期所排放的全部废水量，若同时有预处理的要求时，应适当增加池容；应及时清除沉淀物；经常观察调节池水位变化情况，定期检测进出水水质；事故调节池的阀门必须能够自动控制；事故调节池应保持排空状态。第四节沉淀的基础理论一、概述1、沉淀的基本概念沉淀是利用水中悬浮颗粒的可沉降性，在重力的作用下产生下沉，以达到固液分离的一种过程。2、沉淀在水处理中的应用（1）污水的预处理：