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第二章水污染控制的物理法2.1格栅与筛网2.2调节2.3沉淀法2城市污水二级处理流程废水预处理:属纯物理性质或机械性质的，其目的在于去除那些在性质上或大小上不利于后续处理工程的物质。使用要求：不论何种废水，在送入水泵和主体构筑物之前，均需设置格栅以拦截较大杂物,设置筛网以截留较细悬浮物.第一节格栅与筛滤•筛滤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。•筛滤的构件包括平行的棒、条、金属丝织物、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、格网或穿孔板构成的称为筛网。*它们所去除的物质则称为筛余物。第一节格栅与筛滤一、格栅安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑物之前，或设在泵站之前。去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。第一节格栅与筛滤•格栅的构造、作用与分类•格栅通常由一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水泵站集水井的进口处。•格栅按形状可分：平面格栅和曲面格栅。•按格栅栅条间的间距可分：粗格栅、中格栅和细格栅.•格栅在应用中可分:固定格栅和活动格栅。7与水平倾角：30°~60°与水平倾角：60°~90°（1）人工清渣格栅（2）机械清除格栅回转格栅图2-6曲面格栅（3）曲面格栅曲面格栅分为固定曲面格栅（栅条用不锈钢制）和旋转鼓式格栅。第一节格栅与筛滤污水处理厂多采用机械自动清除式格栅。格栅的效率：取决于栅条的间距，细格栅(间距1.5-10mm)中格栅(间距10-40mm)粗格栅(间距50-100mm)。第一节格栅与筛滤二、筛网（孔径小于10mm）某些悬浮物用格栅不能截留，也难通过重力沉降去除，常给后续处理构筑物或设备带来麻烦，可采用筛网过滤来分离和回收。去除对象：纺织、造纸、制革、洗毛等一些工业废水中含有细小纤维状的悬浮物质，如棉布毛、化学纤维、纸浆纤维、禽羽兽毛、藻类等稍细小的杂物和残渣。第一节格栅与筛滤装置类型：转鼓式、旋转式、转盘式、水力筛网振动和微滤机等。结构形式：筛网由金属丝织物或穿孔板构成。*孔径小于10mm的筛网主要用于工业废水的预处理，它可将小于3mm的漂浮物截留在网上。*孔径小于0.1mm的细筛网则用于处理后出水的最终处理或用于回用前。（一）转筒式筛网外进水转筒筛网内进水转筒筛网。进水出水渣槽旋转筒蒸汽或高压空气管筛网（二）振动筛网图2-8振动筛网示意图（三）水力筛网（靠水力作用旋转）图2-9水力筛网构造示意图导水叶片第一节格栅与筛滤三、微滤机微滤机是截留细小悬浮物的筛网装置。微滤机是一个鼓状的金属框架，上面覆盖有不锈钢丝编织成的支撑网和工作网。微滤机具有占地面积小、过滤能力大、操作方便等优点，可用于自来水厂原水过滤以去除藻类、水蚤等浮游生物，也可用于工业用水的过滤处理、工业废水中有用物质的回收(如造纸废水的白水微滤净化和纸浆回收)以及污水的最终处理等。1—旋转鼓筒2—水池3—水槽5—冲洗滤网的设备6—集渣斗7—排渣管四、栅渣的处理格栅截留的污物称为栅渣，含水率70%-80%。栅渣应妥善处理：（1）如填埋、焚烧、堆肥或与其它污泥混合后进行消化处理，或城市垃圾一起处理；（2）将污染物粉碎后送回污水处理厂进口；（3）当有回收利用价值时，有的可直接回用（如纸浆纤维）、有的可送至粉碎机或破碎机磨碎后再用；（4）对于大型系统，可采用焚烧彻底处理。第二节调节•调节的作用•污水的水质和水量一般都随时间的变化而变化。•污水的水量和水质的变化对排水设施及污水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能破坏这些设备。第二节调节为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。一、主要作用(2个)：①调节水量；②均和水质；第二节调节调节池其它作用：①调整pH值；②降低水温；③临时贮存事故排水。④生物预处理（如预曝气）第二节调节二、调节池的分类与特征1、形式：圆形、方形、（自然）多边形等，可建在地下或地上。2、结构：混凝土、钢筋混凝土、石结构和自然体等。第二节调节3、位置：前置原废水集中调节池分流调节地处理后水调节池。4、功能：水量调节池水质水量调节池具预处理作用的调节池第二节调节三、水质调节池水质调节的任务是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀。（一）水质调节的基本方法①利用外加动力强制调节（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）。②利用差流方式进行自身水力混合。第二节调节(二）调节池的位置一般设在一级处理（如格栅、沉砂池）之后，二级处理之前。第二节调节（三）调节池的容积调节池的容积主要根据废水流量、浓度变化及均和程度决定。设计时应考虑几种情况：①水质变化不大，仅调节水量的调节池;②水质和流量变化均不规则变化。（四）调节池出水方式图周边进水池底出水（五）常见调节池（1）强制搅拌调节池①曝气均和池（空气搅拌）②机械搅拌③水泵强制循环搅拌①曝气均和池（空气搅拌）②机械搅拌在池内安装机械搅拌设备，如浆式、推进式、涡流式等。③水泵强制循环搅拌（2）差流式调节池①折流式调节池②对角线出水调节池①折流式调节池配水槽设许多孔口溢流，分散地头配到调节池的前后各个位置上（不同的折流板之间），从而使某一时刻的出水包含不同时刻流入的废水，使废水在池内得到混合和均衡。②对角线出水调节池图对角线出水调节池第二节调节四、水量调节池单纯的水量调节的方式：(1)线内调节(2)线外调节第二节调节•五、分流贮水池（事故排放池）调节池某工厂废水去生物处理分流贮水池泵图分流贮水池第三节沉淀•一、沉淀过程的理论基础•1.概述•它是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下使其下沉，以达到固液分离的一种过程。•2.沉淀的类型及其理论基础•（1）沉淀的基本类型•根据悬浮颗粒的性质、凝聚性及其浓度的高低，沉淀可分为以下四种基本类型。第三节沉淀•①自由沉淀•水中的悬浮固体浓度不高，不具有凝聚的性能，也不互相聚合、干扰，其形状、尺寸、密度等均不改变，下沉速度恒定。•悬浮物浓度不高且无絮凝性时常发生这类沉淀。第三节沉淀•②絮凝沉淀•当水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性时，在沉淀过程中，颗粒互相凝聚，其粒径和质量增大，沉淀速度加快。第三节沉淀•③拥挤沉淀•当悬浮物浓度较高时，每个颗粒的下沉都受到周围其他颗粒的干扰，颗粒互相牵扯形成网状的“絮毯”整体下沉，在颗粒群与澄清水层之间存在明显的界面。沉淀速度就是界面下移的速度。第三节沉淀•④压缩沉淀•当悬浮物浓度很高，颗粒互相接触，互相支承时，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间的水被挤出，污泥层被压缩。第三节沉淀•（2）沉淀理论基础•①沉淀基本原理•污水中的悬浮物在重力作用下与水分离，实质是悬浮物的密度大于污水的密度时下沉，小于时上浮。污水中悬浮物下沉和上浮的速度，是污水处理设计中对沉降分离设备要求的主要依据，是有决定性作用的参数。第三节沉淀•②沉淀池的工作原理•理想沉淀池的假定条件:•一是从入口到出口，池内污水按水平方向等速流动，颗粒水平分布均匀。•二是悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速，沉淀速度固定不变。•三是颗粒沉到池底即认为被除去。第三节沉淀理想平流沉淀池示意图第三节沉淀•二、沉砂池•沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等相对密度较大的颗粒，以免这些颗粒对装置磨损或影响后续处理构筑物的正常运行。一般沉砂池作为污水处理前的预处理。第三节沉淀•沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，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。沉砂池可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池和曝气沉砂池三种基本形式。第三节沉淀•三、沉淀池•沉淀池的类型很多，按工艺布置不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池两种。•初次沉淀池设于生物处理前，二次沉淀池设于生物处理后.•按池内水流方向，又可分为平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池三种。第三节沉淀•平流式沉淀池•1.平流式沉淀池的构造•如图所示是使用比较广泛的一种平流式沉淀池。平流式沉淀池示意图第三节沉淀•2.平流式沉淀池的工作特征•（1）平流式沉淀池的组成•①进水区•进水区是平流式沉淀池的混合反应区，进水区的作用是使水流均匀地分布在整个进水断面上，尽可能减少污水扰动，并使流速不致太大。•②沉淀区•沉淀区即工作区，其作用是使可沉颗粒与污水分离，使悬浮物沉降，池的设计应使进、出水均匀，池内水流稳定，提高水池的有效容积，减少紊动影响，提高沉淀效率。第三节沉淀机械刮泥设备第三节沉淀•③出水区•出水区的作用是使沉淀后的水尽量均匀地流出。它是通过由流出槽与挡板组成的出流装置来实现的。流出槽设自由溢流堰，溢流堰严格水平，既可保证水流均匀，又可控制沉淀池水位。出流装置多采用自由堰形式，堰前也设挡板，以阻拦浮渣,或设浮渣收集和排除装置。•④存泥区•存泥区一方面是用于存积下沉的泥，另一方面是供排泥用.平流式沉淀池的出水装置第三节沉淀•（2）排泥方法•①静水压力法•利用池内的静水压力，将污泥排出池外。•排泥管插入污泥斗，上端伸出水面以便清通。污泥通过静水压力排出池外。为了使池底污泥能滑入污泥斗，池底应有一定的坡度。•②机械排泥法•辐流式沉淀池•1.辐流式沉淀池的构造•辐流式沉淀池的构造如图所示。第三节沉淀•辐流式沉淀池常为直径较大的圆形。•2.辐流式沉淀池的工作特征•污水从池中心处流出，沿半径的方向向池周流动，因此其水力特征是污水的流速由大向小变化。在池中心处设中心管，污水从池底的进水管进入中心管，在中心管的周围常用穿孔档板围成流入区，使污水在沉淀池内得以均匀流动。第三节沉淀辐流式沉淀池多采用机械刮泥。•辐流式沉淀池适用范围广泛，城市污水及各种类型的工业废水都可以使用，既能够作为初次沉淀池，也可以作为二次沉淀池，一般适用于大型污水处理厂。辐流式沉淀池的构造辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径可100m，池周水深1.5~3.0m。68辐流式沉淀池的构造有中进周出、周进中出、周进周出及旋转臂配水等几种形式。69•竖流式沉淀池1.竖流式沉淀池的构造竖流式沉淀池的表面多呈圆形，也有采用方形和多角形的。沉淀池上部呈圆柱状的部分为沉淀区，下部呈截头圆锥状的部分为污泥区。•第三节沉淀•2.竖流式沉淀池的工作特征•污水从中心管流入，由下部流出，通过反射板的阻拦向四周分布，然后沉淀区的整个断面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。流出区设于池四周，采用自由堰或三角堰。第三节沉淀•竖流式沉淀池的•优点:是排泥容易，不需要机械刮泥设备，便于管理。•缺点:是池深大，施工难，造价高；每个池子的容量小，污水量大时不适用；水流分布不易均匀等。第三节沉淀•四、沉淀池的选择及运行原理•1.沉淀池的选择•2.沉淀池的运行原理•沉淀池的组成，即进水区、出水区、沉淀区、贮泥区。•进水区和出水区的功能是使水流的进入与流出保持均匀平稳，以提高沉淀效率。第三节沉淀•3.提高沉淀池沉淀效果的有效途径•除可以用斜板（管）沉淀池提高沉淀池的分离效果和处理能力外，其他方法还有对污水进行曝气搅动以及回流部分活性污泥等。•将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用活性污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。•在工业废水处理中，由于水质、水量的不均匀性，一般均设置污水调节池，在调节池中布置一些曝气设备，可以有效地提高污水处理程度，而且还可以减少调节池中沉积污泥的清理工作。