污水处理技术：第2章 污水的物理处理

1、第二章 污水的物理处理 目 录1234 第一节 格栅 第二节 沉淀理论 第三节 沉砂池 第四节 沉淀池废水的物理处理法是指通过物理作用分离和去除废水中不溶解的悬浮固体（包括油膜、油品）的方法。重力分离法筛滤截留法离心分离法 优点：设备比较简单，操作方便，分离效果良好，使用极为广泛。一、悬浮物的危害1、破坏水体外观，提高浑浊度，增加给水处理的困难。2、影响水面复氧：使阳光透过率降低油类等漂浮物使水与空气隔绝。3、堵塞、淤积管道、设备4、形成淤泥层，厌氧分解，影响水体卫生，恶化环境。 二、物理处理的主要方法1、重力分离：沉降法（沉砂池、沉淀池、浓缩池）上浮法（隔油池、气浮池）2、筛滤截留：格栅筛网

2、微滤机、滤池等城市污水主要用：格栅、沉砂池、沉淀池、滤池等 格栅格栅，是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道、泵站集水池的进口处或污水厂进水口端部 截阻水中大块呈悬浮和漂浮状态的物质，以免堵塞水泵、管道、闸门及沉淀池排泥管，减轻后续处理构筑物及泵站机组的负荷。 按形状：平面格栅和曲面格栅 按格栅栅条的净间隙：粗格栅（50l00mm）、中格栅（1050mm）和细格栅（310mm） 根据清渣方式：人工清渣和机械清渣 位置 作用分类2.1 格栅图2-1 平面格栅图2-2 固定曲面格栅 图2-3 旋转鼓筒式格栅A1为格栅，A2为清渣桨板 l-鼓筒；2-冲洗水管；3-渣槽各种格栅自动

3、机械格栅钢丝绳牵引格栅WG型机械格栅滤网滤网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5-1.0mm。 滤网用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物 按孔眼大小分为粗筛网和细筛网，按工作方式不同分为固定筛网和旋转筛网。 位置 作用分类2.2 滤网固定筛网（水力筛） 由曲面栅条及框架组成，筛面自上而下形成一个倾角逐渐减小的曲面。栅条间距为0.25-0.5mm。工作过程：水由格栅的后部进口进入栅条的上部，然后沿栅条宽度向栅条前面溢流。水经过栅条表面时，通过栅条间隙流入栅条下部，从出口流出。污物被截留，并在水力冲刷及自身重力的作用下沿筛面滑下，落入渣槽。它能去除水中细小的纤维和

4、固体颗粒，无需其他动力。 旋转筛网 旋转筛网由圆形框架和传动装置组成。工作过程：水经入口缓慢流入转筒内，由转筒下部筛网经过过滤后排出。污物被截留在筛网内壁上。经刮渣设备及冲洗水冲洗后，被截留的污物掉在转筒中心处的收集槽内，再经过出渣导槽排出。旋转筛网能去除纤维、纸屑等。 初沉池中的沉淀过程 悬浮物质浓度不高 二沉池中的沉淀过程 悬浮物质浓度约为50500mg/L 二沉池下部及浓缩池开始阶段 悬浮物质浓度大于500mg/L 二沉池的污泥斗及浓缩池悬浮物的浓度很高 压缩沉淀 区域沉淀 絮凝沉淀 自由沉淀 沉淀类型2.3 沉淀理论根据废水中可沉物质的性质、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，沉淀可分为四种

5、类型。 自由沉淀：废水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状、尺寸，也不相互黏合，各自独立地完成沉淀过程。颗粒在沉砂池和在初次沉淀池内的初期沉淀即属于自由沉淀。 絮凝沉淀：废水中的悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，相互黏合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。初次沉淀池的后期和二次沉淀池的初期沉淀就属于絮凝沉淀。 压缩沉淀：浓度很高，固体颗粒相互接触，相互支承，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。集团沉淀：当废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后，每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有

6、所降低，如浓度进一步提高，颗粒间的干涉影响加剧，沉速大的颗粒也不能超过沉速小的颗粒，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。液体与颗粒群之间，形成清晰的界面。沉淀的过程，实质上就是这个界面下降的过程。沉淀理论斯托克斯公式沉淀 速度影响沉速的因素：颗粒与液体的密度差颗粒粒径液体温度 沉速：废水中悬浮物沉降和上浮的速度，是废水处理设计中对沉降分离设备（沉淀池）、上浮分离设备（上浮池、隔油池）要求的主要依据，是对分离效果有决定性作用的参数。 图2-4 自由沉淀试验曲线沉淀试验及沉淀曲线沉淀管沉淀率 E=(c0-ct)/c0 x100%沉速 ut =h/t 理想沉淀

7、池 为了分析悬浮颗粒在沉淀池内运动的普遍规律及其分离效果，提出一种概念化的沉淀池，即所谓理想沉淀池。假定条件：池内废水按水平方向流动，从入口到出口，颗粒水平分布均匀，每个颗粒都按水平流速v流动；悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，其水平分速等于废水的水平流速，每个颗粒的沉速固定不变；颗粒一经沉淀，就不再上浮。 理想沉淀池Q/A的物理意义是：在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,称之为表面负荷，以q表示，单位为m3/(m2h)。 在一定流量下，沉淀池表面积越大，则分离的悬浮颗粒沉淀速度越小，颗粒粒径也越小，由沉淀性能曲线可知，其沉淀率越大。由此可以看出，沉淀池的沉淀率仅与颗粒沉速或沉淀池的表明负荷有关

8、，而与池深和沉淀时间无关。因此，在可能的条件下，应该把沉淀池搞得浅些，表面积大些，这就是颗粒沉淀的浅层理论。 QA = u = q平流式沉砂池、曝气式沉砂池和涡流沉砂池、多尔沉砂池 使相对密度较大的无机颗粒沉淀 较轻的有机颗粒可随水流出 泵站或倒虹管前 初沉池之前 去除污水中相对密度较大的无机颗粒 沉砂池常见的形式 沉砂池的工作 沉砂池的位置沉砂池的功能 第三节 沉砂池平流沉砂池的构造 排泥装置 进水装置出水装置沉淀区 平流式沉砂池平流式沉砂池是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，平面为长方形，横断面多为矩形。当污水流过时，由于过水断面增大，水流速度下降，污水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下

9、沉，从而达到分离水中无机颗粒的目的。 多尔沉砂池 多尔沉砂池结构上部为方形，下部为圆形，装有复耙提升坡道式筛分机。多尔沉砂池属线性沉砂池，颗粒的沉淀是通过减小池内水流速度来完成的。为了保证分离出的砂粒纯净，利用复耙提升坡道式筛分机分离沉砂中的有机颗粒，分离出来的污泥和有机物再通过回流装置回流至沉砂池中。 曝气沉砂池 由于曝气的作用，废水中的有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒相互摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够被去除，有利于取得较为纯净的砂粒。从曝气沉砂池中排出的沉砂，有机物只占5%左右，一般长期搁置也不腐败。 涡流沉砂池 图2-5 涡流沉砂池水砂流线图圆形涡流式沉砂池与传统的平流

10、式曝气沉砂池相比，具有占地面积小，土建费用低的优点，对中小型污水处理厂具有一定的实用性。 污水从切线方向进入，进水渠道末端设有一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂粒向下滑入沉砂池。池内设有可调速浆板，使池内水流保持螺旋行环流，较重的砂粒在靠近池心的一个环形孔口处落入底部的沉砂斗，水和较轻的有机物被引向出水渠，从而达到除砂的目的。 钟式沉砂池 利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒沉淀，并使有机物随水流带走的沉砂装置。废水由流入口切线方向流入沉砂区，利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片，由于所受离心力的不同，把砂粒甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被送回废水中。调整转速，可达到最佳沉砂效果。沉砂用压

11、缩空气经砂提升管、排砂管清洗后排出，清洗水回流至沉砂区。 平流沉砂池:构造简单，处理效果较好，工作稳定。但沉砂中夹杂一些有机物，易于腐化散发臭味，难于处置，并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。曝气沉砂池：在曝气的作用下，颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表明的有机物摩擦去除掉，产生洁净的沉砂，同时提高颗粒的去除效率。多尔沉砂池:设置了一个洗砂槽，可产生洁净的沉砂。涡流式沉砂池:依靠电动机械转盘和斜坡式叶片，利用离心力将砂粒甩向池壁去除，并将有机物脱除。这三种沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺点，但构造比平流沉淀池复杂。初次沉淀池 二沉池第四节 沉淀池活性污泥混合液 处理对象泥水分离以及污泥浓

12、缩 作用：污水中密度大的固体悬浮物 处理对象作用：泥水分离沉淀池的结构 出水区进水区澄清区出水区按池内水流方向 沉淀池的分类平流式、辐流式、竖流式、斜流式等 按运行方式 间歇式连续式 污水在池内按水平方向流动，从池一端流入，从另一端流出从池一端流入。污水中悬浮物在重力作用下沉淀，在进水处的底部设贮泥斗。 流入区、流出区、沉淀区、缓冲层、污泥区、排泥装置 优点：有效沉淀区大，沉淀效果好，造价较低，对污水流量的适应性强。缺点：占地面积大，排泥较困难。 构造流程优缺点平流式沉淀池 图2-8 平流式沉淀池图2-9 平流式沉淀池的出水堰形式辐流式沉淀池中心进水周边出水周边进水、中央出水周边进水、周边出水

13、污水由中心管管壁上的孔口进人，为了使布水均匀，进水管四周设穿孔挡板。在穿孔挡板作用下，呈水平方向均匀地沿池子半径向池四周辐射流动。随着过水断面面积不断增大，污水流速逐渐降低，污水中悬浮物在重力作用下沉淀，澄清的水从设在池壁顶端的三角堰式或淹没式溢流口溢流流出。 优点：用于大型污水处理厂，沉淀池个数较少，比较经济，便于管理；机械排泥设备已定型，排泥较方便。缺点：池内水流不稳定，沉淀效果相对较差；排泥设备比较复杂，对运行管理要求较高；池体较大，对施工质量要求较高。 优点：排泥容易，不需机械刮泥设备，便于管理 缺点：池深大，施工难，造价高；每个池子的容量小，废水量大时不适用；水流分布不易均匀。竖流式沉淀池 废水从中心管流入，由下部流出，通过反射板的阻拦向四周分布，然后沿沉淀区的整个断面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。斜流沉淀区进水配水区清水出水区缓冲区污泥区 优点：沉淀效率高、停留时间短、占地少 缺点：缓冲能力差、对混凝要求高耗材、较易堵塞 构造优缺点斜板式沉淀池 斜板式沉淀池是根据浅层沉淀理论，在沉淀池沉淀区放置与水平面成一定倾角（通常为60度）的斜板，以提高沉淀效率。沉淀池：在生化前或生化后泥水分离的构筑物。分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池称为二沉池