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1第十章废水的预处理（物理处理）PreliminaryTreatment2第十章废水的物理处理本章的问题：•废水处理的第一个步骤是什么？•废水的流量和其中污染物的量是恒定的还是随时间变化的？如何解决流量和污染物量的变化？•对废水进行调节的目的和方式有几种？•废水中最容易除去的污染物如何除去？3第十章废水的物理处理•重力沉降在水处理中的作用是什么？•你知道重力沉降的原理吗？你是否认为重力沉降过程很简单？•重力沉降的规律是什么？•沉淀池的体积是如何确定的？•实际沉淀池是如何工作的？•沉淀池有哪些种类？各有什么特点和用途？返回4第十章废水的物理处理1均衡和调节1．1调节的目的连1．2调节的方式连1．3调节池体积的确定连1．4废水浓度的调节连1．5调节池的位置连2格栅与筛滤连2．1格栅连2．2筛网连2．3筛余物的处置连3重力沉降法连3．1概述连3．2自由沉降试验及去除率的计算连3．3影响絮凝沉降速度的因素连3.4理想沉淀池工作过程分析连3.5沉砂池连3.6沉淀池连3.7隔油池连51均衡和调节1．1调节的目的•废水流量和污染物含量是随时间变化的。•调节的目的是减少和控制废水水质（污染物浓度）及流量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。6某工业废水流量随时间变化曲线时间废水流量7生活废水流量随时间变化曲线时间/点钟300.050.10.150.204812162024废水流量/(m/s)8调节的具体目的（调节池的作用）：（1）适当缓冲有机物的波动以避免生物处理系统中的冲击负荷；（2）适当控制pH值或减小中和需要的化学药剂量；（3）削减进入物理化学处理系统的高峰流量并使加药率能与进水相适应；（4）当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供水；（5）控制废水向城市管道系统的排放量，使废水负荷分配比较均匀；（6）避免高浓度有毒废水进入生物处理厂；（7）调节由于季节的变化而引起的流量变化。返回目录91．2调节的方式（水量调节）1）调节的主要设备是设置废水调节池。2）按调节池的位置，调节方式可分为在线调节与离线调节两种：10（1）废水的在线调节示意图去处废水除调计量理厂杂物节池控制泵站在线调节流程可以大幅度地调节废水的成分和流量，但能源消耗大。11（2）废水离线调节示意图废水除杂物溢流设施调节池泵站计量与控制去水处理厂调节能力较差可以节省能源123）实际调节池布置示意图（在线）出水量保持不变调节池水位变化以适应来水量的变化134）调节池的搅拌装置：(1）搅拌的目的：a保证充分均和，避免固体的沉淀。b通过搅拌和曝气也可使还原性物质氧化。c使某些可溶性气体通过吹脱而减少。（2）搅拌的方法：常用的搅拌方法有机械曝气法、扩散空气法及涡轮式搅拌器等。最常用的是装设淹没式搅拌器。（3）下列情况不适用搅拌：（a）废水中含有有害的挥发物或溶解气体时；（b）废水中的还原性污染物能被空气中的氧氧化成有害物质；（c）空气中的二氧化碳能使废水中的污染物转化为沉淀物或有毒挥发物。返回目录141．3调节池体积的确定•计算时按最不利情况计算，即浓度和流量都在高峰时的区间来计算。•具体步骤：1）先在一天内分时段测定废水的平均流量，如每小时测定一次；2）经过一定时间后的平均浓度用下式计算。c——T小时内的污水平均浓度，mg/L；q——T小时内的污水平均流量，m3/h；c1，c2—污水在各段时间内的平均浓度，mg/Lq1，q2—污水在各段时间内的平均流量，m3/hT——t1，t2等时间之和15废水流量测定数据表时段/点钟0-11-22-33-44-5…23-24流量/m3/sq1q2q3q4q5…q24浓度/mg/Lc1c2c3c4c5…c24163）所需调节池的容积：V=qT=q1t1+q2t2+qntn若采用对角线调节池，容积按下式计算：V=qT/2α4）例：某化工厂酸性废水的日平均流量为1000m3/d，污水流量及盐酸浓度见表和图，计算6h的平均浓度和调节池容积？（见课本P27表和图）17返回目录解：在进行调节池的容积计算时，按最不利的情况，即浓度和流量在高峰时的区间来计算，调节时间越长，水质越均匀。由图可知，污水流量和浓度较高的时段在12h~18h之内，此6h的污水平均浓度为：c=（5700×37+4700×68+3000×40+3500×64+5300×40+4200×40）/（37+68+40+64+40+40）=4350（mg/L）容积按下式计算：V=（37+68+40+64+40+40）/2×0.7=206（m3）181．4废水浓度的调节1）目的：如果废水的流量变化不大，仅是污染物的浓度变化较大，可用另一种调节方式。2）均和水质的基本方法有两种：（1）利用压缩空气、叶轮搅拌和水泵循环而进行的强制混合和均化；（2）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。193）方式：最常见的浓度调节池可称异程式调节池，浓度调节池也称为均质池。这种调节池为常水位，重力流，在调节池中水流每一质点的流程则由短到长，都不相同，再结合进出水槽的布置，使前后时程的水得以相互混合，取得随机均质的效果。204）调节池形式（1）穿孔导流槽式调节池21（2）带折流墙的调节池出水22返回目录隔墙（3）圆型调节池231.5调节池的位置确定原则（1）调节池的位置必须根据每个处理系统的情况而定。（2）因为调节池的最佳位置将随废水处理方法、废水的特性和集水系统不同而不同，所以应根据不同的情况认真对比后确定。241．5调节池的位置（3）一般是把调节池设置在初级处理之后其它处理之前，这样可以减少污泥和浮渣的问题。（4）如果把调节池设在初级处理之前，就必须考虑设置足够的混合和搅拌设备以防止固体沉淀，同时应设置曝气设备以防止产生气味。返回目录252格栅与筛滤1）作用：•筛滤的目的是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。2）分类：•筛滤的构件包括平行的棒、条、金属网、格网或穿孔板。•由平行的棒和条构成的称为格栅；•由金属丝织物或穿孔板构成的称为筛网。•他们的去除物称为筛余物。262．1格栅1）位置：格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处，它本身阻力不大，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条2）分类：（1）按形状曲面格栅：筛网呈弧状平面格栅：筛网呈平面27（2）按栅条的间隙粗格栅（50-100mm）（3）按筛余物清理方式分人工清渣机械清渣大于0.2m3/d时采用细格栅（3-10mm）中格栅（10-40mm）（4）按格栅活动方式固定格栅活动格栅手耙式机械耙式钢索格栅鼓轮格栅28人工清渣格栅示意图格栅操作平台滤水板29移动式伸缩臂机械格栅示意图耙斗格栅行走轮30返回目录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312．2筛网1）作用：筛网的孔的形状和大小与格栅不同，最常用的是使用金属丝编织成的方孔筛网。作用是除去粒度更小的悬浮物，如纤维，藻类，纸浆等。2）分类振动筛网水力筛网转鼓式筛网转盘式筛网微滤机32（1）振动筛网示意图33（2）水力筛网构造示意图水筛余物进水管不透水部分34353637返回目录3）如何选择筛网：（1）污水呈酸性或碱性时，筛网应耐腐蚀；（2）筛网尺寸应按所需截流污染物的流量定；（3）污水中若含有油类物质，应对污水先进行预处理（除油），以防止油堵塞网孔。382．3筛余物的处置原则（1）收集的筛余物运至处置区填埋或与城市垃圾一起处理。（2）当有回收利用价值时，可送至粉碎机或破碎机被破碎后再用。（3）对于大型水处理系统，也可采用焚烧的方法彻底处理。返回目录393、重力分离法3.1概述4041424344451）定义（1）重力分离是依靠废水中悬浮物密度与水密度不同这一特点来分离废水中固体悬浮物的方法。（2）当悬浮物的密度大于水的密度时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物。当悬浮物的密度小于水的密度时，悬浮物将上浮到水面形成浮渣，通过收集沉淀物与浮渣，使废水得到净化的过程就是重力分离的方法。因此重力分离法又分为沉淀法和上浮法46（3）沉淀法的分类：沉淀法可分为自然沉淀和混凝沉淀（i）自然沉淀依靠废水中固体颗粒的自身重力进行沉降，仅对较大颗粒能达到去除目的，其实质是物理处理方法，如沉淀池（ii）混凝沉淀在废水中投加混凝剂，使废水中的微小颗粒与混凝剂结成较大的胶团，加速在水中的沉降，其实质是化学处理方法，沉淀的作用是泥水分离。472）重力分离可以除去的污染物：•悬浮物(SS)：包括有机悬浮物和无机悬浮物•油类物质：包括浮油和乳化油483）沉降在废水处理系统中的作用(1)在一级处理的废水处理系统中，沉降是主要处理工艺，废水处理效果的高低，基本取决于沉淀池的沉淀效果。(2)在二级处理的废水处理系统中，沉降具有多种功能。在生物处理设备前设初次沉淀池，以减轻后继处理设备的负荷，保证生物处理设备净化功能的正常发挥。•在生物处理设备后设二次沉淀池，用以分离生物污泥，使处理水得到澄清。49(3)在灌溉或排入氧化塘前，废水也必须进行沉降处理，以稳定水质，去除寄生虫卵和能够堵塞土壤孔隙的固体颗粒。重力沉降过程是一个看起来简单，实际上很复杂的过程，下面我们详细介绍重力沉降过程。504）沉降过程的分类：根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉降可分为四种类型：自由沉降絮凝沉降成层沉降(集团沉降、干涉沉降）压缩沉降51（1）自由沉降的特点：a发生条件：废水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚性时发生的。b特征：※沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。※颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不变。c现象：实验时可观察到水是从上到下逐步变清的。d例：沉砂池和初沉池内颗粒物初期沉淀；含量少的泥砂在水中的沉淀。52自由沉降过程示意图液面在搅拌的作用下分布均匀随着沉降的进行，上部变清到一定时间，沉降完成。t=0时t=t1时t=t2时t=无穷大时53（2）絮凝沉降的特点：a发生条件：固体浓度也不高，但具有凝聚性时发生的。b特征：※在沉降的过程中，颗粒尺寸，质量均会随深度的增加而增加；※浓度上稀下浓；SS浓度随水深度变化而变化，且呈现非线性变化。※沉降的过程中颗粒的沉降速度也是随深度增加而增加的。c现象：水也是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象。d例二沉池中的活性污泥初期沉淀；水处理中的混凝沉淀。54（3）成层沉降的特点：a发生条件：废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。b特征：每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。c现象：实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，沉降的过程实际上是该界面下沉的过程。d例二沉池中的活性污泥的后期沉淀55（4）压缩沉降的特点：a发生条件：废水中悬浮物的浓度很高时发生的。b特征：此时固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。c现象：粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。d例污泥在浓缩池中的浓缩56不同沉降过程示意图A－澄清区；B－沉降区；C－过渡区；D－压缩区清水区，此处等于出水的水质开始时在搅拌的作用下是分布均匀沉降区和清水区有明显的界面，沉降的过程是该界面以等速下沉压缩区，该区内浓度基本相同，但比沉淀区高过渡区，该区内浓度随深度变化沉降区，该区内浓度基本相同，且不随时间变化返回目录573．2自由沉降试验及去除率的计算1）颗粒自由沉降速度的确定自由沉降适用于悬浮固体浓度较低，且为非絮凝性或弱絮凝性的水质状况。计算颗粒沉降速度的假设：（1）颗粒为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉降过程中其大小、形状和质量等均不变；（2）水处于静止状态；（3）颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用。在以上假设的条件下可以得出球形颗粒的沉降速度公式。58596061Re=duρ/μ62Stokes公式说明的问题（1）颗粒与水的密度差（s－）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。当s时u0，颗粒下