污水的物理处理.ppt

1、第十章 污水的物理处理(2),第四节 沉淀池,第五节 浮上法,第四节 沉 淀 池,沉淀池,沉淀池,沉淀池三种流态,平流式,竖流式,辐流式,沉淀池特点与适用条件,沉淀池由五部分组成： 进水区、出水区: 使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。 沉淀区: 沉淀进行的主要场所。 贮泥区: 贮存、浓缩与排放污泥。 缓冲区: 避免水流带走沉在池底的污泥。,沉淀池由五部分组成,缓冲区,沉淀池的运行方式,1.设计流量 沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。 2.沉淀池的只数 对于城市污水厂，n2。 3.沉淀池的经验设计参数 4.沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系,沉淀池的一般设计原则及

2、参数,5.沉淀池的几何尺寸 池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60，圆斗不宜小于55；排泥管直径不小于200mm。 6.沉淀池出水部分 一般采用堰流, 在堰口保持水平。出水堰的负荷:对初沉池, 应不大于2.9L/(sm); 对二次沉淀池, 一般取1.52.9 L/(sm)。 亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。 7.贮泥斗的容积 一般按不大于2d的污泥量计算。对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2h计。 8.排泥部分 沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83

3、kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池应不小于11.77 kPa（1.2mH2O）。,沉淀池的一般设计原则及参数,平流式沉淀池,外形：矩形，L/b4，L/h8，坡度：0.010.02 进水区：整流措施，保证入流污水均匀稳定地进入沉淀池。 出水区：出水堰，控制沉淀池内的水面高度，保证沉淀池内水流的均匀分布。 堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。 排泥：污泥斗、排泥管、刮泥设备 （多斗式沉淀池，不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。）,平流式沉淀池的构造及工作特点,3.沉淀区有效容积V1 或 4.沉淀池长度L 式中：v 最大设

4、计流量时的水 平流速, mm/s; 一般不大于5mm/s。 5.沉淀池总宽度b,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计（）,7.污泥区容积 对于生活污水，污泥区的总 容积V： 式中：S 每人每日的污泥量， L/(d人),可参考教材表10-8； N 设计人口数，人； T 污泥贮存时间，d。,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计,或(1)沉淀区尺寸的设计2 Eq、t A=Q/qnA 设b Bnb L=A/B h2=qt （2）污泥区的容积：V 1）表108：确定每人每日的污泥量S、设计人口数N、污泥贮存时间T。 V SNT 2）已知进水、出水SS浓度,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计,9.污泥斗的容积

5、V1 式中:S1 污泥斗的上口面积,m2； S2 污泥斗的下口面积，m2。 10.污泥斗以上梯形部分污泥容 积V2 式中：L1 梯形上底边长, m； L2 梯形上底边长，m。,竖流式沉淀池,竖流式沉淀池的工作原理,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,中心流速： 无反射板：30mm/s 有反射板：100mm/s,流出速度： 20mm/s,中心导流筒设计,中心管尺寸,辐流式沉淀池,辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径可达100m,池周水深1.53.0m。 有中心进水、周边进水、周进周

6、出、旋转臂配水等几种形式。 沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除，对辐流式沉淀池而言，目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。,辐流式沉淀池的构造及特点,分类（按进流方式不同） 普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池,中间进水，周边出水,周边进水，周边出水,进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀。 进水挡板的下沿深入水面下约2/3深度处，距进水孔口有一段较长的距离，这有助于进一步把水流均匀地分布在整个入流渠的过水断面上，而且废水进入沉淀区的流速要小得多，有利于悬浮颗粒的沉淀。,周边进水辐流式沉淀池的 入流区在构造上的特点,

7、斜流式沉淀池,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与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。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。,斜流式沉淀池的构造,1、原理（浅池沉淀理论） L/H v/u0 水平沉淀面积：A 2、分类 按水流方向与颗粒的沉淀方向之间的相对关系分 （1）同向流

8、斜板沉淀池 水流方向与颗粒沉淀方向相同 （2）逆向流斜板沉淀池 水流方向和颗粒沉淀方向相反 （3）侧向流斜板沉淀池 水流方向和颗粒沉淀方向互相垂直,斜流式沉淀池的构造,第五节 浮上法,浮上法：利用水的浮力作用，使不溶于水的污染物浮到水面上，再通过机械刮除分离的水处理方法。 1）自然浮上法 粒径较粗且密度接近或小于水的强疏水性物质，可以依靠浮力的作用自然上浮于水分离，这种方法称为自然浮上法。 2）气浮法 弱疏水性悬浮固体或乳化油，可利用高度分散的微小气泡为载体去黏附，并使其随气泡浮升到水面得以分离，这种方法称为气泡浮升法，简称气浮。,隔油,含 油 废 水 的 来 源,一、隔油,油 的 状 态 （

9、）,构造：与平流式沉淀池基本相似。 dmin100150um,平流式隔油池,隔油池分类,当油和水相混，又有乳化剂存在时，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。,乳化油及破乳方法,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。 投加换型乳化剂：投入适量“换型剂”后，在水包油（或油包水）乳状液转型为油包水（或水包油）乳状液过程中，存在着一个转化点，这时的乳状液非常不稳定，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。 投加某种本身不能成为乳化

10、剂的表面活性剂： 如异戊醇，从两相界面上挤掉乳化剂而使其失去乳化作用。 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。 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。,破乳方法简介,水和废水的浮上法处理是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离，形成浮渣层。 浮上法处理工艺必须满足下述基本条件： 必须向水中提供足

11、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。,二、气浮,污水处理技术中，浮上法固-液或液-液分离技术应用的几方面： 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，特别是用于易产生活性污泥膨胀的情况; 剩余活性污泥的浓缩。,（一）气浮原理,电解废水可同时产生三种作用： 电解氧化还原； 电解混凝； 电气浮。,电 解 法,电解浮上法是将正负极相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两级间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带至水面而达到分离的目的。 阴极 2H+ 2e

12、H2 阳极 2OH- 4e 2H2O O2 电解浮上法主要用于工业废水处理方面，处理水量约在1020m3/h。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢等问题，较难适用于大型生产。,电 解 法,电 解 法,分散空气法,从溶解空气和 析出条件来看,加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来 需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备,真空浮上法：空气在 常压下溶解，真空条件下释放 优点：无压力设备 缺点：溶解度低，气 泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难,溶解空气法,真空浮上法,原理：在常压或下将空气溶解于水中，然后在负压 （真空）条件下使溶解于水中的空气呈

13、过饱和状态，进而以微小 气泡的型式大量从水中析出。,加压溶气浮上法的基本原理（）,先在加压条件下，将空气溶于水中并达到饱和状态，然后突然将操作压力降至常压，使压溶于水中的空气处于过饱和状态，并以微小气泡型式释放出过饱和部分的空气量。,加压溶气气浮,2、气泡与悬浮颗粒的粘附,（一）气浮原理,1）粘附在气泡上的颗粒是否稳定： 脱落力和吸附力的大小 2）一般的疏水性或亲水性的物质： 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。 3）根据药剂在浮选过程中的作用不同，可分为： 混凝剂、浮选剂、助凝剂、抑制剂、调节剂。,3、颗粒与气泡粘着的稳定性,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性

14、或亲水性的物质，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。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，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。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，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。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，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。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性

15、或亲水性的物质，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。这些化学药剂分为下述几类：,压力溶气浮上法系统的组成,（ 1、全溶气流程 溶气量大，气浮池体积较小（可节省基建投资） 压力泵功率和溶气罐容积较大，故动力消耗较大。 2、部分溶气流程 所需的压力泵功率和溶气罐容积较小，故设备紧凑、动力消耗低，但溶气系统提供的空气量也少。 3、回流溶气流程 溶气水量少且水质较优、动力消耗省、溶气效率高、混凝过程不受废水输送设备影响、形成的絮体性能较好。但气浮池的容积比前两种流程大。,（二）气浮工艺加压溶气气浮（）,气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。,目前最常用，其反应池与气浮池合建。废水进入反应池完全混合后，经挡板底部进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触时间，然后由接触室上部进入分离室进行固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。 平流式气浮池的优点是池深浅、造价低、构造简单、运行方便。 缺点是分离部分的容积利用率不高等。,气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过10m、长度不超过15m为宜。 废水在反应池中的停留时间