污水的物理处理水污染控制技术综述

1第二章污水的物理处理重力或机械作用——一级（初级）处理去除对象：污水中的漂浮物和悬浮物主要方法：筛滤截留——筛网、格栅、过滤重力分离——沉沙池、沉淀池、隔油池、气浮池离心分离——旋流分离器、离心机2第二章污水的物理处理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/塑料齿构金属筛网与框架组成，倾斜安装在进水渠道，进水泵站集水井的进口或污水处理厂的前端。41格栅的种类平面格栅曲面格栅固定曲面格栅旋转鼓式格栅第一节格栅和筛网栅条间隙格栅形状粗格栅(50~100mm)中格栅(10~50mm)细格栅(1.5~10mm)格栅的工作原理XG型旋转式格栅除污机回转式固液分离机螺旋压榨细格栅螺旋压榨细格栅回转式格栅除砂机及栅渣皮带输送机GL型格栅除污机齿耙式格栅除污机阶梯式细格栅曝气沉砂池前细格栅格栅的液位差自动控制16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。两道：提升泵前粗格栅构建物前细格栅。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。2格栅的作用17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机械清除渣量>0.2m3/d

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134筛网应用:

城镇污水的生物脱氮除磷工艺——初沉池；小型污水处理系统——回收短小纤维形式:

振动筛网;水力筛网1420填埋焚烧（820℃以上）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格栅、筛网截留污染物的处置方法：5粉碎机22刀齿构造简图安装示意图格栅后污水泵前，防泵堵塞沉沙池后，防止损害破碎机1均化池（调节池）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。第二节均化池（调节池）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)调节的具体目的（调节池的作用）：（1）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；（2）控制pH值或减小中和需要的化学药剂量；（3）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；（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。1.2调节池类型均量池均质池均化池（调节池）事故池（3）实际调节池布置示意图出水量保持不变调节池水位变化以适应来水量的变化（4）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。1.3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，此时主要调节浓度。

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。3）方式：最常见的浓度调节池可称异程式调节池（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。带折流墙的调节池出水隔墙圆型调节池34

沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，达到固液分离的一种过程。1.沉淀处理工艺的应用预处理（沉砂池）：用以去除污水中的无机易沉物。初级处理（初沉池）：较经济地去除、减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。固液分离（二沉池）：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。

污泥浓缩池：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。第三节沉淀的基础理论35自由沉淀

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淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。如沉砂池。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分为四种类型

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、沉速变化。如化学混凝沉淀、二沉池中活性污泥沉降。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀

悬浮颗粒浓度较高(>5000mg/L)，颗粒沉降受周围其他颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，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。

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，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。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。362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沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v；悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u；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；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悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力时，下沉；重力等于浮力时，相对静止；重力小于浮力时，上浮。沉淀池的工作原理理想沉淀池分为：进口区域、沉淀区域、出口区域、污泥区域四个部分理想沉淀池当某一颗粒进入沉淀池后另一方面，颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是颗粒的自由沉降速度u一方面随着水流在水平方向流动，其水平流速v等于水流速度颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和，在沉淀过程中，是一组倾斜的直线，其坡度i=u/v理想沉淀池40设u0为某颗粒最小沉降速度(1)颗粒沉速u≥u0，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x’y’。(2)颗粒沉速u<u0，位于水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x’y。

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。41

从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。

平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等。

以重力或离心分离为基础，即控制污水流速，使相对密度大的无机颗粒下沉，有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种形式第四节沉砂池上海石洞口污水处理厂1、平流沉砂池43

平流沉砂池是一种传统的沉砂池，构造简单，工作稳定。

442、

曝气沉砂池集砂槽中的砂可采用机械刮砂、螺旋输送、移动空气提升器或移动泵吸式排砂机排除。由于曝气的去泡和浮渣作用，有一种曝气沉砂池在池的一侧设计除渣区和刮渣装置。可有效去除浮渣，减轻后续沉淀池或反应构筑物表面的浮渣量。50沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。曝气沉砂池的特点：曝气沉砂池是长形渠道，沿渠道壁一侧整个长度上，距池底约60~90cm处设置曝气装置；在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1~0.5的坡度，以保证砂粒滑入砂槽；为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。曝气沉砂池的构造：51曝气沉砂池的工作原理

污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动（一般流速0.1m/s），同时在池的横断面上产生旋转流动（旋转流速0.4m/s），整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有5%左右，长期搁置也不至于腐化。旋流沉砂池旋流沉砂池剖面图p40-41钟氏沉砂池钟氏旋流沉砂池应用实例上海松江东部污水处理厂深圳盐田污水处理厂57一、沉淀池一级处理主要构件，生物处理法中的预处理。去除40~55%悬浮固体，及20~30%的BOD5，生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分。分离活性污泥或去除脱落的生物膜。按使用功能分初次沉淀池二次沉淀池第五节沉淀池58一、沉淀池按水流方向分平流式辐流（射）式竖流式平流式竖流式辐流式单斗和多斗反射板：均匀分布机械排泥59

进水区、出水区功能：使水流的进入与流出保持平稳，提高沉淀效率。

沉淀区：悬浮固体分离的主要场所。

缓冲区：避免水流搅起沉底污泥及缓解冲击负荷

贮泥区：贮存、浓缩与排放污泥。沉淀池由五部分组成平流式沉淀池结构示意图沉淀区贮泥区缓冲区60连续式

污水中的可沉颗粒在流过水池时完成，受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用污水连续不断地流入与排出

污水中可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程，由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作过程：进水、静止、沉淀、排水间歇式沉淀池的运行方式61沉淀池特点与适用条件池型优点缺点适用条件平流式1.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；2.施工简单造价低采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀1.适用地下水位较高及地质较差的地区；2.适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，管理简单；2.占地面积较小1.池深度大，施工困难；2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；3.造价较高；4.池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1.采用机械排泥，运行较好，管理较简单；2.排泥设备已有定型产品1.池水水流速度不稳定；2.机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高1.适用于地下水位较高的地区；2.适用于大、中型污水处理厂62平流式沉淀池63出水堰锯齿形三角堰集水槽64平流沉淀池清泥

特点：水流速度沿径向逐渐减小，利于悬浮颗粒沉淀。但进水处流速大，易冲击池底污泥。进水出水排泥中心进水辐流式沉淀池

辐流式沉淀池池体为圆形，直径大；有中心进水和周边进水两种形式。66辐流式沉淀池剖面中心进水周边进水进水槽刮泥装置出水堰出水槽69刮泥装置沉淀池中心进水套管70进水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前挡板进水挡板,深入水下约2/3水深7172

圆形竖流式沉淀池.avi中心管74

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3，通常取2。竖流式沉淀池的中心管如下图所示。竖流式沉淀池的构造

斜板（管）沉淀池

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60º角，长度通常为1.0m左右，斜板净距（或斜管孔径）一般为80~100mm。斜板（管）区上部清水区水深为0.7~1.0m，底部缓冲层高度为1.0m。77斜流式沉淀池的构造79

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第六节

隔油池石油开采焦炉气冷凝水洗煤气水各种储罐排水带水原油的分离水钻井提钻时设备冲洗水井场及油罐区地面降水生产装置的油水分离过程,油品、设备的洗涤、冲洗过程焦化含油废水石油开采及加工工业固体燃料热加工纺织工业中的洗毛废水轻工业中的制革废水铁路及交通运输工业屠宰及食品加工机械工业中车削工艺中的乳化液石油炼制石油化工

1含油废水的来源分类在含油废水处理过程中,一般根据水体中油污染物的成分和存在状态及其粒径,选择处理方法。含油废水的类别及特征含油废水侵入土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长，甚至是农作物枯死。含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂上还会影响养殖和利用。含油废水排入城市沟道，对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响。土壤沟道水体油污染对环境的危害2

隔油池平流式隔油池斜板隔油池斜板隔油池与小型自动撇油隔油池斜板斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直径为60μm，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。当分散相是油滴时，称水包油乳状液；当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。3乳化油及破乳方法由于生产工艺的需要而制成含油（可浮油）废水在沟与含乳化剂的废水混合，受水流搅动而形成。以洗涤剂清洗受油污染的机械零件、油槽车等而产生乳化油废水乳化油的主要来源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。第七节

气浮池石油、化工及机械制造业中的含油污水的油水分离工业废水处理污水中有用物质的回收取代二次沉淀池，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：微孔曝气气浮法剪切气泡气浮法加压溶气气浮法真空气浮法电解气浮法分散空气气浮法溶解空气气浮法按生产细微气泡的方法一、气浮法的类型微孔曝气气浮法剪切气泡气浮法压缩空气引入到靠近池底的微孔板，微孔将空气分散成细小气泡。将空气引至高速旋转混合器或叶轮机附近，将引入的空气切割成细小气泡。1分散空气气浮法剪切气泡气浮法使用于处理水量