水污染控制工程_第10章_污水的物理处理

1、1重力或机械作用重力或机械作用一级（初级）处理一级（初级）处理去除对象：污水中的漂浮物和悬浮物去除对象：污水中的漂浮物和悬浮物主要方法：主要方法：筛滤截留筛滤截留筛网、格栅、过滤筛网、格栅、过滤重力分离重力分离沉沙池、沉淀池、隔油池、气浮池沉沙池、沉淀池、隔油池、气浮池离心分离离心分离旋流分离器、离心机旋流分离器、离心机2第一节 格栅和筛网第二节 调节池第三节 沉淀的基础理论第四节 沉砂池第五节 沉淀池第六节 隔油池第七节 气浮池3第一节 格栅和筛网 格栅由一组（多组）平行的金属栅条格栅由一组（多组）平行的金属栅条/塑料齿构金属筛网与框架组成，塑料齿构金属筛网与框架组成，倾斜倾斜安装在安装在进

2、水渠道，进水泵站进水渠道，进水泵站集水井集水井的进口或污水处的进口或污水处理厂的前端。理厂的前端。41 1格格栅栅的的种种类类平面格栅平面格栅曲面格栅曲面格栅固定曲面格栅固定曲面格栅旋转鼓式格栅旋转鼓式格栅第一节 格栅和筛网栅条间隙栅条间隙格栅形状格栅形状粗格栅粗格栅(50100mm)中格栅中格栅 (1050mm)细格栅细格栅 (1.510mm)5平面格栅78回转式机械格栅911转鼓式机械格栅转鼓式机械格栅12转转鼓鼓式式机机械械格格栅栅13格栅运行控制14格栅运行控制格栅运行控制15排渣口排渣口料斗料斗排水口排水口16选用栅条间距的原则：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

3、。不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设备。两道：提升泵前两道：提升泵前 粗格栅构建物前粗格栅构建物前 细格栅。细格栅。去除可能堵塞水泵及管道阀门的粗大悬浮物，去除可能堵塞水泵及管道阀门的粗大悬浮物，保证后续处理设施的正常运行。保证后续处理设施的正常运行。2 格栅的作用17 圆形的水力圆形的水力条件较较方形好，但刚度较差方形好，但刚度较差 目前多采用断面形目前多采用断面形状为矩形的栅条状为矩形的栅条格栅栅条断面形状格栅渠道的水流速过栅流速矩形矩形圆形圆形方形方形18格栅栅条格栅栅条断面形状断面形状格栅渠道格栅渠道的水流速的水流速过栅流速过栅流速一方面泥沙不一方面泥沙不至于沉积在沟至于沉积在沟渠底部渠

4、底部另一方面截留另一方面截留的污染物又不的污染物又不至于冲过格栅至于冲过格栅通常采用通常采用0.40.9 m/s格栅渠道的宽度设置要适当，格栅渠道的宽度设置要适当，使水流保持适当的流速使水流保持适当的流速19格栅栅条格栅栅条断面形状断面形状格栅渠道格栅渠道的水流速的水流速过栅流速过栅流速为防止栅条间隙堵塞，为防止栅条间隙堵塞，一般采用一般采用0.61.0m/s最大流量可达到最大流量可达到1.21.4m/s渐扩渐扩20，沉底大于水头损失沉底大于水头损失格栅类型及性能格栅类型及性能水泵型号水泵型号栅条间距栅条间距(mm) 截留污染物量截留污染物量L/(d. L)2.5PW, 2.5PWL20464

5、PW，4PWL402.76PWL700.88PWL900.510PWL1100.2m3/d 过水面积一般应不过水面积一般应不小于进水管渠的有效面小于进水管渠的有效面积的积的1.2倍。倍。与水平面倾角：与水平面倾角：6070格栅的清渣方法格栅的清渣方法223 格栅的设计与计算格栅的设计与计算23khh02式中：式中： h0计算水头损失，计算水头损失，m； v污水流经格栅的速度，污水流经格栅的速度，m/s； 阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关；阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关； 格栅的放置倾角；格栅的放置倾角； g重力加速度，重力加速度，m/s2； k格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数，可

6、用式：格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数，可用式： k=3.36v-1.32求得，一般采用求得，一般采用k=3。 城市污水一般取城市污水一般取0.10.4m。kgvhsin22024格栅的建筑尺寸格栅的建筑尺寸 1.格栅的间隙数量n式中：Qmax最大设计流量， m3/s； b栅条间距，m； h栅前水深，m； v污水流经格栅的 速度，m/s。2.格栅槽总宽度B式中：s栅条宽度，m。3.栅后槽的总高度H式中:h栅前水深，m； h1格栅前渠道超高， 一般h1=0.3m。 h2格栅的水头损失, m；21hhhHnnsBb) 1(maxsinQnb h v25 4.格栅的总长度L 式中：L1进水渠道渐宽部

7、位的 长度，m；其中:B1 进水渠道宽度m； 1 进水渠道渐宽部位的展 开角度，一般1=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 格栅前槽高, m。5.每日栅渣量W式中：W1单位体积栅渣量， m3/(103m3污水)； KZ生活污水流量总变 化系数。tg/5.00.1121HLLL111tg2BBL格栅的建筑尺寸格栅的建筑尺寸100086400Z1maxvKWqWQ26格栅设计例题格栅设计例题例例1-1 已知某城市污水处理厂最大设计污水量已知某城市污水处理厂最大设计污水量 Qmax=0.2m3/s, KZ=1.5，计算格栅各部尺寸。计算格栅各部尺寸

8、。解：设栅前水深解：设栅前水深h=0.4m, 过栅流速过栅流速v=0.9m/s, 用中格用中格 栅，栅条间隙栅，栅条间隙b=20mm, 格栅安装倾角格栅安装倾角=60（1）栅条间隙数栅条间隙数n：（2）格栅槽总宽度格栅槽总宽度B：栅条宽度栅条宽度s=10mm个26)9 . 0*4 . 0*02. 0/(60sin*2 . 0/sinmaxhbQn27（3）进水渠渐宽部分长度）进水渠渐宽部分长度 L1 若进水渠宽若进水渠宽B1=0.65m,进水渠内流速进水渠内流速0.77m/s,渐渐 宽部分展开角宽部分展开角1=20（4）栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度）栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度L2 （

9、5）过栅水头损失）过栅水头损失h2mtgtgBBL22. 0202/65. 08 . 02/111）（）（m11. 02/LL12k*sing2k*hh20234)ds(m097. 03*60sin81. 9*29 . 0)02. 001. 0(42. 2h234228（6）栅后槽总高度）栅后槽总高度h总总取栅前水深取栅前水深h=0.4m，栅前渠道超高栅前渠道超高h1=0.3m（7）栅槽总长度栅槽总长度L（8）每日栅渣量每日栅渣量W W1取取0.07m/103m3 采用机械清渣采用机械清渣m8 . 0097. 03 . 04 . 0hhhh21总m24.260tgH15.0LLL121d/m8

10、 . 0)1000K/(86400WqW3Z1maxv134 筛网筛网应用应用: : 城镇污水的生物脱氮除磷工艺城镇污水的生物脱氮除磷工艺初沉池；初沉池； 小型污水处理系统小型污水处理系统回收短小纤维回收短小纤维形式形式: : 振动筛网振动筛网; ; 水力筛网水力筛网14315 粉碎机33刀齿构造简图刀齿构造简图安装示意图安装示意图格栅后污水泵前，防泵堵塞格栅后污水泵前，防泵堵塞沉沙池后，防止损害破碎机沉沙池后，防止损害破碎机1 1 均化池（调节池）均化池（调节池）1.1 1.1 调节的目的调节的目的v废水废水流量流量和和污染物含量污染物含量是随时间变化的。是随时间变化的。v调节的目的是调节的

11、目的是减少和控制废水水质（污染减少和控制废水水质（污染物浓度）及流量的波动，以便为后续处理物浓度）及流量的波动，以便为后续处理提供最佳条件。提供最佳条件。时间时间废废水水流流量量时间时间/ /点钟点钟3 30 00.050.050.10.10.150.150.20.20 04 48 81212161620202424废水流量废水流量/(m/(m/s)/s)调节的具体目的（调节池的作用）：调节的具体目的（调节池的作用）：（1 1）提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理）提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化；系统负荷的急剧变化；（2 2）控制）控制pHpH值或减小中和需要的

12、化学药剂量；值或减小中和需要的化学药剂量；（3 3）减少对物理化学处理系统的流量波动，使化学）减少对物理化学处理系统的流量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额；品添加速率适合加料设备的定额；（4 4）当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供水；水；（5 5）控制废水向城市管道系统的排放量，使废水负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；荷分配比较均匀；（6 6）避免高浓度有毒废水进入生物处理厂；避免高浓度有毒废水进入生物处理厂；（7 7）调节由于季节的变化而引起的流量变化。调节由于季节的变化而引起的流量变化。v均量池均量池v均质池均质

13、池v均化池（调节池）均化池（调节池）v事故池事故池在线调节流程可以大幅度地调节废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。水的成分和流量，但能源消耗大。去除去除杂物杂物调调节节池池污水污水废废水水除除杂杂物物溢流溢流设施设施调调节节池池泵泵站站计量计量与控制与控制去去水水处处理理厂厂调节能力较差可以节省能源（3）实际调节池布置示意图（在线）实际调节池布置示意图（在线）出水量保出水量保持不变持不变调节池水位变化以调节池水位变化以适应来水量的变化适应来水量的变化图解法图解法例如某工厂的废水在生产周期（例如某工厂的废水在生产周期（T）内）内的废水流量变化曲线如图所示。的废水流量变化

14、曲线如图所示。废水流量变化曲线废水流量变化曲线061218245010015061.0平 均 流 量 曲 线流 量 曲 线 Q=1464m/d3图 2-1 某 厂 废 水 流 量 曲 线 生产周期生产周期T内废水总量内废水总量WT（m3） 式中：式中：qiti时段内废水的平均流量，时段内废水的平均流量，m3/h ti时段时段,h 在周期在周期T内废水平均流量内废水平均流量Q（m3/h） TtiiTitqW0TtqTWQT0tiiTi废水流量累积曲线如图所示废水流量累积曲线如图所示 图2-1 某厂废水流量累积曲线06121824a2004006008001000120014001600Ad600

15、4003002001000出水累计曲线220m390m3CEb90+220=310m3池中水量变化曲线池中水量(m3)进水累积曲线K累积水量累积水量/m/m3 3v在交点在交点K以左，累积出水线高于累积进水线，即这以左，累积出水线高于累积进水线，即这段时间里出水累积量大于进水累积量，在某一时段时间里出水累积量大于进水累积量，在某一时刻该两线的最大差值即为池中必须刻该两线的最大差值即为池中必须预留预留的最少水的最少水量量（A出进出进）max，否则池水会被排干，使出水，否则池水会被排干，使出水流量变小。流量变小。v在在K点附近，点附近，进水线进水线斜率大于斜率大于出水线出水线，则表示进水，则表示进

16、水流量大于出水流量，池内开始存水，在流量大于出水流量，池内开始存水，在进水线进水线比比出水线出水线高的一段时间里，表示进水累积量不仅已高的一段时间里，表示进水累积量不仅已补足了避免池子流空的存水量补足了避免池子流空的存水量（A出进出进）max （在（在K已补足已补足 （A出进出进）max ），而且还多存了），而且还多存了一部分水。一部分水。v当在当在K点以右的某一时刻点以右的某一时刻进水线进水线和和出水线出水线高度差达高度差达一最大值一最大值（A进出进出）max ，此值即为在已存必须的，此值即为在已存必须的 （A出进出进）max 水量后，还要多存的水量，水量后，还要多存的水量，如果不如果不考虑

17、这一累积水量，将不能保证预存的水量考虑这一累积水量，将不能保证预存的水量（A出出进进）max 足够，足够，到到24点时，多存的水量点时，多存的水量（A进出进出）max 又因一段时间里出水流量大于进水流量而完全又因一段时间里出水流量大于进水流量而完全排出，池中此时存水量只有排出，池中此时存水量只有（A出进出进）max 。v为此可见，池子的最小容积应为：为此可见，池子的最小容积应为：maxmaxmin(）出进进出AAV提示：提示： 在实际应用这一方法时，必须要在实际应用这一方法时，必须要有可靠的废水排放日变化流量数据，有可靠的废水排放日变化流量数据，另外，在确定设计容积时，可选取另外，在确定设计容

18、积时，可选取1.21.3的安全系数。的安全系数。v计算时按最不利情况计算，即浓度和流量都在高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。峰时的区间来计算。v具体步骤：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；定一次； 2）经过一定时间后的平均浓度用下式计算。）经过一定时间后的平均浓度用下式计算。 cT小时内的污水平均浓度，小时内的污水平均浓度，mg/L； c1，cn污水在各段时间内的平均浓度，污水在各段时间内的平均浓度， mg/L q1，qn污水在各段时间内的平均流量，污水在各段时间内的平均流量， m3/

19、h Tt1，tn等时间之和等时间之和niiniiinnnqqcqqqqcqcqcc11212211.3 3）所需调节池的容积）所需调节池的容积tiiqV12tiiqV12 考虑到废水在池内流动可能出现短路等因考虑到废水在池内流动可能出现短路等因素，一般引入素，一般引入0.7的容积加大系数，则上式的容积加大系数，则上式应为：应为：4）例：某化工厂酸性废水的日平均流量为）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，计算污水流量及盐酸浓度见表和图，计算6h的平均浓度和的平均浓度和调节池容积？调节池容积？解：在进行调节池的容积计算时，按最不利的情解：在进行调节池的容

20、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。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由图可知，污水流量和浓度较高的时段在12h18h之内，此之内，此6h的污水平均浓度为：的污水平均浓度为：c=(570037+470068+300040+350064+530040+420040)/(37+68+40+64+40+40)=4350( mg/L)容积按下式计算：容积按下式计算：V=(37+68+40+64+40+40)/20.7=206(m3) 1）目的：）目的： 如果废水的流量变化不大，仅是污染物

21、的如果废水的流量变化不大，仅是污染物的浓度变化较大，此时主要调节浓度。浓度变化较大，此时主要调节浓度。 2）均和水质的基本方法有两种：）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）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；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）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。废水混合而进行的自身水力混合。3）方式）方式：最常见的浓度调节池可称：最常见的浓度调节池可称异异程式调节池程式调节池（均质池）（均质池）。这种调节池为。这种调节池为常水位，重力流，常水位，重力流，在调节池中水流每

22、一在调节池中水流每一质点的流程则由短到长，都不相同，再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得以相互混合，取得随机均质的效果。进水进水 集水出水纵向隔墙横向隔墙配水槽集水出水纵向隔墙横向隔墙配水槽矩形平面布置矩形平面布置( (对角线出水槽对角线出水槽) )出出水水隔隔墙墙（3）圆型调节池）圆型调节池 确定原则确定原则（1）调节池的位置必须根据每个处理）调节池的位置必须根据每个处理系统的情况而定。系统的情况而定。 （2）因为调节池的最佳位置将随废水）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

23、水系统不处理方法、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同而不同，所以应根据不同的情况认真对比后确定。真对比后确定。 （3）一般是把调节池设置在初级处理之后）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其它处理之前，这样可以减少污泥和浮渣的问题。的问题。 （4）如果把调节池设在初级处理之前，就）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止固体沉淀，同时应设置曝气设备以防止产生气味。产生气味。63 沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重沉淀法是利用水中悬浮

24、颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，达到固液分离的一种过程。力作用下产生下沉作用，达到固液分离的一种过程。 1. 1. 沉淀处理工艺的应用沉淀处理工艺的应用u 预处理（沉砂池）：预处理（沉砂池）：用以去除污水中的无机易沉物。用以去除污水中的无机易沉物。u 初级处理（初沉池）：初级处理（初沉池）：较经济地去除、减轻后续生物较经济地去除、减轻后续生物 处理构筑物的有机负荷。处理构筑物的有机负荷。u 固液分离（二沉池）：固液分离（二沉池）：分离生物处理工艺中产生的生分离生物处理工艺中产生的生 物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。u 污泥浓缩池：污泥

25、浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓 缩，减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。缩，减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。第三节 沉淀的基础理论64自由沉淀自由沉淀 悬浮颗粒浓度不高，沉淀过程中悬浮悬浮颗粒浓度不高，沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗颗粒的物理性质不变。如沉砂池。粒的物理性质不变。如沉砂池。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分为四种类型浓度，沉淀可分为四种类型 悬浮颗粒浓

26、度不高，沉淀过程中悬浮颗粒浓度不高，沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线，颗粒的质量、形状、沉速迹呈曲线，颗粒的质量、形状、沉速变化。如化学混凝沉淀、二沉池中活变化。如化学混凝沉淀、二沉池中活性污泥沉降。性污泥沉降。絮凝沉淀絮凝沉淀区域沉淀或区域沉淀或成层沉淀成层沉淀压缩沉淀压缩沉淀 悬浮颗粒浓度较高悬浮颗粒浓度较高(5000mg/L)，颗粒沉降受周围其他颗粒影响，颗粒间颗粒沉降受周围其他颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水

27、间有清晰的泥水界面。下沉，与澄清水间有清晰的泥水界面。如二沉池下部及污泥浓缩池。如二沉池下部及污泥浓缩池。 悬浮颗粒浓度很高；颗粒之间已挤悬浮颗粒浓度很高；颗粒之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。压缩沉淀。652 沉淀池的工作原理沉淀池的工作原理理想沉淀池：进口、沉淀、出口和污泥四个区域理想沉淀池：进口、沉淀、出口和污泥四个区域u沉淀区过水断面

28、上各点的水流速度均相同，水平沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为流速为v；u悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；u在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；布在整个过水断面上；u颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。理想沉淀池的几个假定理想沉淀池的几个假定66式中：式中： A沉淀区过水断面面积，沉淀区过水断面面积， Hb； v颗粒的水平分速；颗粒的水平分速； Q进水流量；进水流量； H沉淀区的水深；沉淀区的水深； b沉淀区宽度。沉淀区宽度。颗粒进入沉淀

29、池颗粒进入沉淀池另一方面，颗粒在重另一方面，颗粒在重力作用下垂直下沉，力作用下垂直下沉，其沉速即是颗粒的自其沉速即是颗粒的自由沉降速度由沉降速度u一方面随着水流在一方面随着水流在水平方向流动，其水平方向流动，其水平流速水平流速 v 等于水等于水流速度流速度颗粒运动轨迹为水平分速颗粒运动轨迹为水平分速v和沉速和沉速u的矢量和，的矢量和，沉淀过程中为一组倾斜直线，其坡度沉淀过程中为一组倾斜直线，其坡度 I = u/v)/(/bHQAQv67设u0为某颗粒最小沉降速度 (1) 颗粒沉速uu0，无论颗粒处于进口端的什么位置，都可以沉到池底被去除，即图中的迹线xy与xy。 (2) 颗粒沉速uu0，位于水

30、面的颗粒不能沉到池底，如图轨迹xy”；当其位于水面下某一位置时，可以沉到池底而被去除，如图轨迹xy。 说明：沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。68式中：P0沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占比例； （1-P0）沉速u0的颗粒去除率。 设沉速为u1的颗粒占全部颗粒的dP，其中 的颗粒将从水中沉到池底而去除。PHhdtuHtuh01；在同一沉淀时间t，下式成立： 对于沉速为u1（u1u0）的全部悬浮颗粒，可被沉淀于池底的总量为：故故01/uuHhPuuPHhdd0100010001d1d/uuPuuPuu 沉淀池能去除的颗粒包括uu0以及 u1v时，颗粒将以u-v的差

31、值向下沉淀，颗粒得以去除； 当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉也不上升； 当uv时，颗粒将不能沉淀下来，会被上升水流带走。 当颗粒属于自由沉淀类型时，其沉淀效果（在相同的表面水力负荷条件下）比平流式沉淀池的去除率低。 当颗粒属于絮凝沉淀类型时，由于在池中的流动存在着各自相反的状态，就会出现上升着的颗粒与下降着的颗粒，上升颗粒与上升颗粒之间、下沉颗粒与下沉颗粒之间的相互接触、碰撞，致使颗粒的直径逐渐增大，有利于颗粒的沉淀。125 竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。 竖流式沉淀池的深、宽（径）比一般不大于竖流式沉淀池的深、宽（径）比一般不大

32、于3，通常取，通常取2。 竖流式沉淀池的中心管如下图所示。竖流式沉淀池的中心管如下图所示。竖流式沉淀池的构造竖流式沉淀池的构造126中心流速：中心流速：无反射板：无反射板：30mm/s有反射板：有反射板：100mm/s流出速度：流出速度：20mm/s中心导流筒设计中心导流筒设计 斜流式沉淀池是根据浅池理论，在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板（管）沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。 按斜板或斜管间水流域污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。污水处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池。 异向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈60角，长度通常为1.0m

33、左右，斜板净距（或斜管孔径）一般为80100mm。斜板（管）区上部清水区水深为0.71.0m，底部缓冲层高度为1.0m。129斜流式沉淀池的构造斜流式沉淀池的构造131 斜流式沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点，在给水处理中得到比较广泛的应用，在废水处理中应用不普遍。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂含油废水的隔油等方面已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。 斜流式沉淀池在废水处理中的应用斜流式沉淀池在废水处理中的应用132七 提高沉淀池沉淀效果的有效途径沉淀池均存在去除率不高、占沉淀池均存在去除率不高、占地面积大，体积庞大的问题地面积大，体积庞大的问题提高沉淀池分离

34、效果和去除能力方法提高沉淀池分离效果和去除能力方法增设斜板增设斜板（管）（管）对污水进行对污水进行曝气搅动曝气搅动回流部分回流部分活性污泥活性污泥 将剩余活性污泥投加到入流污水中，利用污泥的活性，产将剩余活性污泥投加到入流污水中，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法可使沉生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法可使沉淀效率比原来的沉淀池提高淀效率比原来的沉淀池提高10%15% ，BOD5的去除率也能增的去除率也能增加加15%以上，活性污泥的投加量一般在以上，活性污泥的投加量一般在100400mg/L之间。之间。 曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮曝气

35、搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用此法，可使沉颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用此法，可使沉淀效率提高淀效率提高5%8%，1m3废水的曝气量约废水的曝气量约0.5m3左右。左右。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。石油开采石油开采l 焦炉气冷凝水焦炉气冷凝水l 洗煤气水洗煤气水l 各种储罐排水各种储罐排水l 带水原油的带水原油的 分离水分离水l 钻井提钻时钻井提钻时 设备冲洗水设备冲洗水l 井场及油罐井场及油罐 区地面降水区地面降水生产装置的油生产装置的油水分离过程水分离过程,油油品、设备的洗品、设备的洗涤、冲洗过程涤、冲洗过程焦化含

36、油废水焦化含油废水石油开采及加工石油开采及加工工业工业固体燃料热加工固体燃料热加工纺织工业中的洗毛废水纺织工业中的洗毛废水轻工业中的制革废水轻工业中的制革废水铁路及交通运输工业铁路及交通运输工业屠宰及食品加工屠宰及食品加工机械工业中车削工艺中的乳化液机械工业中车削工艺中的乳化液石油炼制石油炼制石油化工石油化工 1含油废水的来源油品在水中的溶解度非常低，只有几毫克每升。油品在水中的溶解度非常低，只有几毫克每升。溶解油：溶解油：515mg/L呈悬浮呈悬浮状态的状态的可浮油可浮油呈乳化呈乳化状态的状态的乳化油乳化油呈溶解呈溶解状态的状态的溶解油溶解油油滴的粒径较大，可以依靠油水比重差而从油滴的粒径较

37、大，可以依靠油水比重差而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的种状态的油一般占废水中含油量的60%80%左右。粒径：左右。粒径：60m以上以上平流分离：平流分离：100150m；斜板：；斜板： 60m以上以上非常细小的油滴，由于其表面上有一层由乳化非常细小的油滴，由于其表面上有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳，作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳，乳

38、化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。细分散油粒：细分散油粒： 1060m；乳化油：粒径乳化油：粒径 10m油油的的状状态态含油废水侵入土含油废水侵入土壤孔隙间形成油壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作膜，产生堵塞作用，致使空气、用，致使空气、水分及肥料均不水分及肥料均不能渗入土中，破能渗入土中，破坏土层结构，不坏土层结构，不利于农作物的生利于农作物的生长，甚至是农作长，甚至是农作物枯死。物枯死。含油废水排入水含油废水排入水体后将在水面上体后将在水面上产生油膜，阻碍产生油膜，阻碍大气中的氧向水大气中的氧向水体转移，使水生体转移，使水生生物处于严重缺生物处于严重缺氧状

39、态而死亡。氧状态而死亡。在滩涂上还会影在滩涂上还会影响养殖和利用。响养殖和利用。含油废水排入城含油废水排入城市沟道，对沟市沟道，对沟道、附属设备及道、附属设备及城市污水处理厂城市污水处理厂都会造成不良都会造成不良影响。影响。土壤土壤沟道沟道水体水体油油 污污 染染 对对 环环 境境 的的 危害危害平流式隔油池斜板隔油池n 废水从池子的一端流入池子，以较低的水平流速流 经池子，流动过程中，密度小于水的有利上升到水 面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池子的 另一端流出。隔油池的出水端设置集油管。n 大型隔油池应设置刮油刮泥机，以及时排油及排除 底泥。隔油池的池底构造与沉淀池相同。n 表面一般设

40、置盖板，冬季保持浮渣的温度，从而保 持它的流动性，同时可以防火与防雨。n 构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定。n 平流式隔油池可去除的最小油滴直径为100150 m，相应的上升速度不高于0.9mm/s。n 平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似，按 表面负荷设计时，一般采用1.2m3/m2h；按停留时间 设计时，一般采用2h。斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直径为60m，相应的上升速度约为0.2mm/s。铁路运输、化工等行业使用的小型隔油池，其撇油装置是依靠水与油的密度差形成液位差而达到自动撇油的目的。小型隔油池 当油和水相混，又有乳化剂存在，乳化剂会在油当油和水相混，又有乳化

41、剂存在，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。u 当分散相是油滴时，称水包油乳状液；当分散相是油滴时，称水包油乳状液；u 当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。3 乳化油及破乳方法乳化油及破乳方法由于生产工由于生产工艺的需要而艺的需要而制成制成含油（可浮含油（可浮油）废水在油）废水在沟与含乳化沟与含乳化剂的废水混剂的废水混合，受水流合，受水流搅动而形成。搅动而形成。以洗涤剂清洗以洗涤剂清洗受油污染的机受油污染的机械零件、油槽

42、械零件、油槽车等而产生乳车等而产生乳化油废水化油废水乳化油的主要来源破乳方法简介破乳方法简介 破乳的基本原理：破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得破乳的基本原理：破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得 以分离。以分离。 投加换型乳化剂：投入适量投加换型乳化剂：投入适量“换型剂换型剂”后，在水包油（油后，在水包油（油 包包 水）乳状液转型为油包水（水包油）乳状液过程中，存在一水）乳状液转型为油包水（水包油）乳状液过程中，存在一 个转化点，这时乳状液非常不稳定，油水可能形成分层。个转化点，这时乳状液非常不稳定，油水可能形成分层。 投加盐类、酸类：可使乳化剂失去乳化作用。投加盐类、酸类：可使乳化剂失去

43、乳化作用。 投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂：例如异戊醇，投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂：例如异戊醇， 从两相界面上挤掉乳化剂使其失去乳化作用。从两相界面上挤掉乳化剂使其失去乳化作用。 搅拌、振荡、转动：通过剧烈的搅拌、振荡或转动，使乳化搅拌、振荡、转动：通过剧烈的搅拌、振荡或转动，使乳化 的液滴猛烈相碰撞而合并。的液滴猛烈相碰撞而合并。 过滤：如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固过滤：如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固 体粉末包围的油滴。体粉末包围的油滴。 改变温度：改变乳化液的温度来破坏乳化液的稳定。改变温度：改变乳化液的温度来破坏乳化液的稳定。 某些乳

44、化液必须投加化学药剂破乳，如钙、镁、铁、铝的盐某些乳化液必须投加化学药剂破乳，如钙、镁、铁、铝的盐 类或无机酸，碱，混凝剂等。类或无机酸，碱，混凝剂等。气浮法处理工艺必须满足三个基本条件：气浮法处理工艺必须满足三个基本条件： 必须向水中提供足够量的细微气泡；必须向水中提供足够量的细微气泡； 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态； 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。l石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离l 工业废水处理工业废水处理l 污水中有用物质的回收污水中有用物质的

45、回收l 取代二次沉淀池，特别是用于易于产生活性污泥膨取代二次沉淀池，特别是用于易于产生活性污泥膨 胀的情况胀的情况l 剩于活性污泥的浓缩剩于活性污泥的浓缩污水处理技术中，气浮法分离技术的应用：污水处理技术中，气浮法分离技术的应用：微孔曝气微孔曝气气浮法气浮法 剪切气泡剪切气泡气浮法气浮法 加压溶气加压溶气气浮法气浮法真空真空气浮法气浮法电解气浮法电解气浮法分散空气气浮法分散空气气浮法 溶解空气气浮法溶解空气气浮法 按生产细微气泡的方法按生产细微气泡的方法一、气浮法的类型一、气浮法的类型1 分散空气气浮法分散空气气浮法 剪切气泡气浮法使用于处理水量不大、剪切气泡气浮法使用于处理水量不大、浓度较高

46、的废水，除油效率可达浓度较高的废水，除油效率可达80%。 分散空气气浮用于矿物浮选，含油脂、分散空气气浮用于矿物浮选，含油脂、羊毛及表面活性剂等污水的初级处理。羊毛及表面活性剂等污水的初级处理。电解废水可同时产生三种作用：电解废水可同时产生三种作用：电解氧化还原电解氧化还原电解混凝电解混凝电气浮电气浮电电 解解 气浮气浮 法法电解气浮法的应用：电解气浮法的应用： 电解气浮法产生的气泡小于其他方法电解气浮法产生的气泡小于其他方法产生的气泡，主要用于工业废水处理方面，产生的气泡，主要用于工业废水处理方面，处理水量约在处理水量约在1020 m3/h；故特别适用于；故特别适用于脆弱絮状悬浮物。脆弱絮状

47、悬浮物。 缺点：电耗高、操作运行管理复杂及缺点：电耗高、操作运行管理复杂及含有大量表面活性剂的污水。含有大量表面活性剂的污水。加压溶解加压溶解减压析出减压析出形成微气泡形成微气泡3 溶解空气气浮法溶解空气气浮法加压溶气气浮法加压溶气气浮法真空气浮法真空气浮法全加压溶气流程全加压溶气流程部分加压溶气流程部分加压溶气流程部分回流加压溶气流程部分回流加压溶气流程真空气浮法真空气浮法二、加压溶气气浮的基本原理二、加压溶气气浮的基本原理1、空气在水中的溶解度与压力的关系、空气在水中的溶解度与压力的关系单位体积水溶单位体积水溶液中溶入的空液中溶入的空气重量气重量:g(气气)/m3(水水)单位体积水溶单位体

48、积水溶液中溶入的空液中溶入的空气体积气体积:mL(气气)/L(水水)空气在水中的空气在水中的溶解度的表示溶解度的表示空气在纯水中的饱和溶解度空气在纯水中的饱和溶解度空气在水中的溶解度与温度、压力有关。空气在水中的溶解度与温度、压力有关。在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度越大。一定温度下，溶解度与压力成正比。一定温度下，溶解度与压力成正比。气泡核的形成过程气泡核的形成过程起决定性作用，相当起决定性作用，相当数量的气泡核可以控制气泡数量的多少与气泡数量的气泡核可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。形成的气泡核数量越多，形成的直径的大小。形成

49、的气泡核数量越多，形成的气泡直径越小，越有利于气浮工艺的要求。气泡直径越小，越有利于气浮工艺的要求。 气泡的增长过程。气泡的增长过程。SE 2. 水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理不同悬浮颗粒与水的润湿情况不同悬浮颗粒与水的润湿情况气泡与悬浮颗粒粘附的条件2. 水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理水中悬浮颗粒与微小气泡的粘附原理LGLSE 1GSE 2GSLGLSEEE 21GSLGLS )180cos(（1）（2）)cos1( LGE不同悬浮颗粒与水的润湿情况不同悬浮颗粒与水的润湿情况气泡与悬气泡与悬浮颗粒的浮颗粒的粘附形式粘附形式气粒吸附气粒吸附气泡顶托气泡顶托气

50、气泡泡裹裹夹夹2)(18dguSL上“颗粒颗粒- -气泡气泡”复合体的上浮速度复合体的上浮速度3. 投加化学药剂对气浮效果的影响投加化学药剂对气浮效果的影响 一般疏水性或亲水性物质，均需投加化学药剂，一般疏水性或亲水性物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。混凝剂混凝剂浮选剂浮选剂助凝剂助凝剂抑制剂抑制剂调节剂调节剂 各种无机或有机高分子混凝剂，不仅可各种无机或有机高分子混凝剂，不仅可以改变污水中悬浮颗粒的亲水性能，而且还以改变污水中悬浮颗粒的亲水性能，而且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。大多是链状有机表面活性剂。分子一端含极性大多是链状有机表面活性剂。分子一端含极性基基(-OH、-COOH、