第2章1物理方法(预处理)2小时

第2章污水的物理处理（预处理）

——不溶态污染物的分离技术2.1格栅和筛网2.2沉淀、沉砂、澄清2.3隔油和破乳2.4浮上法2.5离心分离2.6过滤2.7均衡与调节2.1筛滤-格栅与筛网2.1.1格栅2.1.2筛网2.1.3筛余物处置方法思考题2.1.1格栅1）作用2）格栅的选择3）分类4）格栅设计一组（或多组）平行的金属栅条与框架组成，斜安在进水渠道，或进水泵站集水井进口处。作用：去除较粗大悬浮物，以防堵塞水泵机组及管道阀门。1）格栅的作用格栅2）格栅的选择3）格栅分类

按形状分

按栅条的净间隙粗(coarse)格栅（b=50-100mm）细(fine)格栅（b=3-10mm）中(medium)格栅（b=10-40mm）人工清除设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。与水平面倾角：45º~60º机械清除过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。与水平面倾角：60º~70º格栅的清渣方法钢丝绳牵引式格栅除污机用途：应用于截取自来水厂、雨水泵站、发电厂冷却水取水口、城市污水处理厂及工业废水中粗大的固体悬浮物，是理想的大型水源预处理设备全自动格栅XG型旋转式格栅除污机回转式固液分离机上海天山水质净化厂GL型格栅除污机上海石洞口污水处理厂上海嘉定水质净化厂曝气沉砂池前细格栅弧形格栅除污机旋转形格栅用途：用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较大悬浮物，保证后续处理设施能正常运行。上海松江东部污水处理厂上海松江东部污水处理厂进水泵房格栅除污机格栅栅条断面形状矩形圆形方形圆形的水利条件较方形好，但刚度较差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。4）格栅的设计与计算P23通过格栅的水头损失h2的计算：h0-计算水头损失，m；v-污水流经格栅的速度，m/s；ξ-阻力系数，其值与格栅栅条的断面几何形状有关，见表10-4；α-格栅的放置倾角；g-重力加速度，m/s2；k-考虑到由于格栅受污染物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。

城市污水一般取0.1~0.4m。格栅的设计与计算格栅的建筑尺寸

1.格栅的间隙数量n可由下式决定：式中：Qmax-最大设计流量，m3/s；b-栅条间距，m；h-栅前水深，m；v-过栅流速，m/s

2.格栅的建筑宽度B由下式决定式中：B-格栅的建筑宽度，ms-栅条宽度，m

3.栅后槽的总高度H由下式决定式中：h-栅前水深，m；h2-格栅的水头损失，m；h1-格栅前渠道超高，0.3m。格栅的建筑尺寸4.格栅的总建筑长度L由下式决定式中：L1-进水渠道渐宽部位的长度，m；其中：B1-进水渠道宽度m；α1-进水渠道渐宽部位的展开角度，一般α1=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-格栅前的渠道深度，m。5.每日栅渣量W由下式决定式中：W1-栅渣量，m3/103m3污水；KZ-生活污水流量总变化系数。栅前渠道水流流速污水过栅条间距的流速一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅通常采用0.4~0.9m/s格栅渠道的宽度要设置得当，应使水流保持适当流速格栅设计注意点过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速为防止栅条间隙堵塞一般采用0.6~1.0m/s最大流量时可高于1.2~1.4m/s渐扩α＝20°沉底大于水头损失，栅前垒水

设计参数过栅流速：0.6～1.0m/s栅前渠道内流速：0.4～0.9m/s格栅倾角：45°～75°，90°水头损失一般为：0.08～0.15m栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关栅条间隙d16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水栅渣含水率80%±，容重960kg/m3当栅渣量>0.2m3/日，则应采用机械清渣作用除去粒度更小的悬浮物。相当于初次沉淀池。短小纤维的回收型式振动筛网(vibrationscreen)水力筛网(hydraulicscreen)转鼓式筛网(drumscreen)转盘式筛网(discscreen)微滤机(microfiltration)2.1.2筛网金属丝编织成方孔筛网。振动筛网：水力筛网构造示意图水筛余物进水管不透水部分转筒式筛网

填埋(landfill)或与城市垃圾一起处理。

焚烧（820℃以上）（大型）

堆肥

将栅渣粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉池。或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。2.1.3筛余物(screenings)的处置小结格栅作用、选择、分类、设计筛网作用、构造筛余物处置2.1均衡与调节(equalization)1）调节的目的2）水量的调节3）水质的调节4）均质均量调节池5）调节池的位置2.1均衡与调节(equalization)（预处理）1）调节的目的水质流量某工业废水流量随时间变化曲线时间

废水流量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)调节池水位变化以适应来水量的变化出水量保持不变2）水量的调节L3）水质的调节浓度调节——均质池。目的：仅浓度变化大。方式：

用动力混合

用水力混合：普通水质调节池最常见异程式调节池，常水位，重力流。

水泵搅拌混合空气搅拌混合机械搅拌混合

穿孔导流槽水质调节池

普通水质调节池

１－进水２－集水３－出水４－纵向隔墙５－横向隔墙６－配水槽圆型调节池隔墙折流调节池水泵强制循环搅拌强制调节池——曝气（3~5m3/m2.h）分流贮水池：如果有偶然泄漏或周期性冲击负荷，可设分流贮水池。

分流贮水池（离线）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

均量——池中水位应变化均质——池中水应混合。4）均质均量调节池不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。5)均质沉淀池：当废水中SS高时，则可采用均质沉淀池。池侧沿程进水，使同时进池的污水转变为前后出水，达到与不同时序的污水混合的目的。5）调节池的位置初级处理之后其它处理之前，减少污泥和浮渣问题。如果在初级处理之前，须设置混合和搅拌设备以防固体沉淀，同时应设置曝气设备以防止产生气味。思考题

1.废水均和调节有哪几种方式，各有何优缺点？2.沉淀池能否起到均量均质的作用？3.常用的预处理方法有哪些？思考题

1.水量调节池容积应如何确定？2.废水均和调节有哪几种方式，各有何优缺点？3.水体水质现状评价分类及其概念？4.沉淀池能否起到均量均质的作用？5.常用的预处理方法有哪些？习题

1.已知某城市的最大设计污水量Q=0.2m/s，K=1.5，计算格栅各部尺寸。2.已知某化工厂的酸性废水的平均日流量为1000m/d,废水流量及盐酸浓度列于表中，求6h的平均浓度和调节池的容积。数据如下表：习题调节池体积的确定根据进口流量累积体积与时间的关系曲线图确定。（a）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；（b）然后计算出一天内废水的累积流量。再以时间为横坐标，累积体积流量为纵坐标作出曲线;L

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累积流量/m3Q1Q2Q3Q4Q5…Q24确定调节池体积的图解示意图

01224(0)1224时间VV累积体积流量m3实际累积流量曲线平均累积流量曲线（c）作出按日平均流量计算的累积曲线，其方法是连接实际累积曲线的终点与坐标原点；L（d）做与日均流量线平行并与实际流量曲线相切的直线；

L（e）过切点做纵轴的平行线与日均流量线相交，则切点与交点之间的距离在纵坐标上所代表的体积就是所需的调节池体积。L（1）出水累计曲线OA，其斜率即为出水流量。（2）池中水量变化曲线。（3）水量调节池的容积确定：V（m3）V=220+90物料平衡：C1QT+C0V=C2QT+C2V式中：Q——取样间隔时间内的平均流量。C1——取样间隔时间内进入调节池污物浓度（平均）。T——取样间隔时间。C0——取样间隔开始时调节池内污物浓度。C2——取样间隔终了时调节池出水污物浓度。V——调节池容积。当在一个取样间隔时间内出水浓度C2不变，则：

普通水质调节池（1）迭代法计算均质池容积（恒水位）L恒水位水质均化池模拟计算要点（1）、给出C1、Qi(i=0,1,2…n-1)、Δt，预设V和C0，用模型进行迭代计算，可得Ci+1系列数据。（2）、每给出一个V值，即可得到一个均化出水浓度系列值，可验证所取的V值是否满足均化出水的浓度要求。（一般当废水峰值系数（Max/Mean值）PF≤1.2，并且水质标准偏差与平衡值之比（Sedev/Mean值）SDeff/X≤0.2就可满足水处理工艺的要求。一般当PF=1.2，另一约束条件可以保证。另外，考虑均质池计算中完全混合假设不能完全实现应给以校正，通常取有效池容计算值除以0.7后作为均质池设计用有效池容。）多次尝试可得到一个满足均化出水浓度要求的最小V值，即是恒水位水质均化池最小有效容积的计算值。（3）、均化池初始浓度C0对迭代运算结果略有影响，为计算方便可取废水浓度测定值的平均值。为更精确起见，可进一步再调整C0为Ci+1序列的最后一个值；例如对以24小时为一个周期的废水模拟T个周期时，可尝试使得C0=C24T，结合调整V的值，尝试三到四次后就可以得到精确的结果。（2）经验法调节池的容积实际要求的池容式中：η=0.7（容积加大系数）

从废水的水量水质变化曲线图表上选择其流量和水质浓度较高的时段。求该时段的废水平均浓度与废水累计量。取这一时段区域总水量的一半除以经验校正系数(考虑池内废水未能达到完全混合的放大系数，常取0.7)，即为均质池有效容积。经验方法没有综合考虑水质水量的不均匀性，计算