水污染控制工程物理處理

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1、 XG型 旋 轉 式 格 柵 除 污 機 格 柵 :由 一 組 （ 或 多 組 ） 相平 行 的 金 屬 柵 條 與 框 架 組 成 。傾 斜 安 裝 在 進 水 的 渠 道 ?；?進 水 泵 站 集 水 井 的 進 口 處 。以 攔 截 污 水 中 粗 大 的 懸 浮 物及 雜 質 。作 用 ： 去 除 可 能 堵 塞 水 泵機 組 及 管 道 閥 門 的 較 粗 大懸 浮 物 ， 并 保 證 后 續(xù) 處 理設 施 能 正 常 運 行 。 選 用 柵 條 間 距 的 原 則 ：不 堵 塞 水 泵 和 水 處 理 廠站 的 處 理 設 備 。格 柵 格 柵 所 截 留 的 污 染 物 數(shù) 量

2、與 地 區(qū) 的 情 況 、 污 水 溝 道系 統(tǒng) 的 類 型 ， 污 水 流 量 以 及 柵 條 的 間 距 等 因 素 有 關 ，可 參 考 的 一 些 數(shù) 據(jù) ：當 柵 條 間 距 為 1625mm時 ， 柵 渣 截 留 量 為0.100.05m3/103m3污 水 ；當 柵 條 間 距 為 40mm左 右 時 ， 柵 渣 截 留 量 為 0.030.01 m3/103m3污 水 ；柵 渣 的 含 水 率 約 為 80%， 密 度 約 為 960kg/m3。 人 工 清 除設 計 面 積 應 采 用 較 大 的 安全 系 數(shù) ， 一 般 不 小 于 進 水渠 道 面 積 的 2倍 ， 以

3、免 清渣 過 于 頻 繁 。與 水 平 面 傾 角 ：4560 機 械 清 除過 水 面 積 一 般 應 不 小 于進 水 管 渠 的 有 效 面 積 的1.2倍 。與 水 平 面 傾 角 ：6070格 柵 的 清 渣 方 法 格 柵 柵 條斷 面 形 狀過 格 柵 渠 道的 水 流 流 速污 水 過 柵 條間 距 的 流 速 矩 形圓 形方 形 圓 形 的 水 利 條 件 較 方形 好 ， 但 剛 度 較 差 。目 前 多 采 用 斷 面 形式 為 矩 形 的 柵 條 。 格 柵 柵 條斷 面 形 狀過 格 柵 渠 道的 水 流 流 速污 水 過 柵 條間 距 的 流 速 一 方 面 泥 沙

4、 不 至 于沉 積 在 溝 渠 底 部 另 一 方 面 截 留 的 污 染物 又 不 至 于 沖 過 格 柵通 常 采 用 0.40.9m/s格 柵 渠 道 的 寬 度 要 設 置 得 當 ，應 使 水 流 保 持 適 當 流 速 格 柵 柵 條斷 面 形 狀過 格 柵 渠 道的 水 流 流 速污 水 過 柵 條間 距 的 流 速 為 防 止 柵 條 間 隙 堵 塞一 般 采 用 0.61.0m/s最 大 流 量 時 可 高于 1.21.4m/s漸 擴 20沉 底 大 于 水 頭 損 失 格 柵 的 設 計 與 計 算 作 用用 于 廢 水 處 理 或短 小 纖 維 的 回 收型 式振 動 篩

5、 網(wǎng)水 力 篩 網(wǎng)篩 網(wǎng) 填 埋焚 燒 （ 820 以 上 ）堆 肥將 柵 渣 粉 碎 后 再 返 回 廢 水 中 ， 作 為 可 沉 固 體 進 入 初 沉 池 。格 柵 、 篩 網(wǎng) 截 留 的 污 染 物 的 處 置 方 法 ： 進 水 管 ， 待 過 濾的 水 由 此 進 入 集 水 渠 ， 進 水及 收 集 反 洗 水 過 濾 介 質 ，水 通 過 介 質得 到 過 濾底 部 配 水 系 統(tǒng) ， 收 集 過 濾 后 的 水 或 均 勻 分 配 反 洗 水墊 層 ， 支 撐 濾 料 和均 勻 分 配 反 洗 水清 水 管 ， 過 濾 后的 水 由 此 排 出 反 洗 水 收 集 槽 ，反

6、 洗 水 由 此 排出 濾 池 反 洗 水 管 ， 反洗 水 由 此 進 入反 洗 水 收 集 槽 ，收 集 所 有 濾 池的 反 洗 水 主 要 的過 濾 作用 按 濾 層結 構 分 單 層 濾 料 濾 池 ： 以 石 英 砂 做 為 濾 料 。雙 層 濾 料 濾 池 ： 在 石 英 砂 濾 料 上 面 再 放 一 層 粒 度 比 較 粗 的 白 煤 或 無 煙 煤 。三 層 濾 料 濾 池 ： 在 雙 層 濾 池 基 礎 上 再 在 石 英 砂 濾 料 下 面 放 一 層 粒 度 更 細 、 比 重 更 大 的 濾 料 ， 一 般 用 磁 鐵 礦 。8、 濾 料 石英沙 石英沙無煙煤 石榴

7、石無煙煤 均質濾料（ a） （ b） （ c）圖 9-5 幾 種 濾 料 組 成 示 意8、 濾 料 沉 淀 法 是 利 用 水 中 懸 浮 顆 粒 的 可 沉 降 性 能 ， 在 重 力 作用 下 產(chǎn) 生 下 沉 作 用 ， 以 達 到 固 液 分 離 的 一 種 過 程 。 沉 淀 處 理 工 藝 的 四 種 用 法 沉 砂 池 ： 用 以 去 除 污 水 中 的 無 機 性 易 沉 物初 次 沉 淀 池 ： 較 經(jīng) 濟 的 去 除 懸 浮 有 機 物 ， 減 輕 后 續(xù) 生 物 處理 構 筑 物 的 有 機 負 荷 二 次 沉 淀 池 ： 用 來 分 離 生 物 處 理 工 藝 中 產(chǎn)

8、生 的 生 物 膜 、 活性 污 泥 等 ， 使 處 理 后 的 水 得 以 澄 清 。污 泥 濃 縮 池 ： 將 來 自 初 沉 池 及 二 沉 池 的 污 泥 進 一 步 濃 縮 ，以 減 小 體 積 ， 降 低 后 續(xù) 構 筑 物 的 尺 寸 及 處 理 費 用 等 。 自 由 沉 淀懸 浮 顆 粒 濃 度 不 高 ； 沉 淀 過 程 中 懸 浮 固 體之 間 互 不 干 擾 ， 顆 粒 各 自 單 獨 進 行 沉 淀 ，顆 粒 沉 淀 軌 跡 呈 直 線 。 沉 淀 過 程 中 ， 顆 粒的 物 理 性 質 不 變 。 發(fā) 生 在 沉 砂 池 中 。根 據(jù) 水 中 懸 浮 顆 粒 的

9、凝 聚 性 能 和濃 度 ， 沉 淀 可 分 成 四 種 類 型 懸 浮 顆 粒 濃 度 不 高 ； 沉 淀 過 程 中 懸 浮顆 粒 之 間 有 互 相 絮 凝 作 用 ， 顆 粒 因 相互 聚 集 增 大 而 加 快 沉 降 ， 沉 淀 軌 跡 呈曲 線 。 沉 淀 過 程 中 ， 顆 粒 的 質 量 、 形狀 、 沉 速 是 變 化 的 。 化 學 絮 凝 沉 淀 屬于 這 種 類 型 。絮 凝 沉 淀 區(qū) 域 沉 淀 或成 層 沉 淀 壓 縮 沉 淀懸 浮 顆 粒 濃 度 較 高 （ 5000mg/L以 上 ） ；顆 粒 的 沉 將 受 到 周 圍 其 它 顆 粒 的 影 響 ，顆 粒

10、 間 相 對 位 置 保 持 不 變 ， 形 成 一 個 整體 共 同 下 沉 ， 與 澄 清 水 之 間 有 清 晰 的 泥水 界 面 。 二 次 沉 淀 池 與 污 泥 濃 縮 池 中 發(fā)生 。懸 浮 顆 粒 濃 度 很 高 ； 顆 粒 相 互 之 間 已 擠壓 成 團 狀 結 構 ， 互 相 接 觸 ， 互 相 支 承 ，下 層 顆 粒 間 的 水 在 上 層 顆 粒 的 重 力 作 用下 被 擠 出 ， 使 污 泥 得 到 濃 縮 。 二 沉 池 污泥 斗 中 及 濃 縮 池 中 污 泥 的 濃 縮 過 程 存 在壓 縮 沉 淀 。 上 清 水自 由 沉 淀絮 凝 沉 淀 區(qū) 域 沉

11、淀壓 縮 沉 淀A BC D E F水深 時 間 一 、 自 由 沉 淀 及 其 理 論 基 礎 分析的假定 沉 淀 過 程 中 顆 粒 的 大 小 、 形 狀 、重 量 等 物 理 性 質 不 變顆 粒 為 球 形顆 粒 只 在 重 力 作 用 下 沉 淀 ， 不 受 器 壁 和其 他 顆 粒 影 響 ( 。靜 水 中 懸 浮 顆 粒 開 始 沉 淀 時 ， 因 受 重 力 作 用產(chǎn) 生 加 速 運 動 ， 經(jīng) 過 很 短 的 時 間 后 ， 顆 粒 的 重 力 與 水 對 其 產(chǎn) 生 的 阻 力 平 衡 時 ， 顆 粒 即 成等 速 下 沉 。 gVmgF sg gVF lf 2 2sls

12、dd uACF 一 、 自 由 沉 淀 及 其 理 論 基 礎 球 狀 顆 粒 自 由 沉 淀 的 沉 速 公 式 當 顆 粒 所 受 外 力 平 衡 時 ， Dfg FFF 即 )2/()( 2SLdLS uACgV 2/13 )(4 Ld LSS C dgu 23 4161 dAdV ，因得 球 狀 顆 粒 自 由 沉 淀 的 沉 速 公 式 ： 當 顆 粒 粒 徑 較 小 、 沉 速 小 、 顆 粒 沉 降 過 程 中 其周 圍 的 繞 流 速 度 亦 小 時 ， 顆 粒 主 要 受 水 的 粘 滯 阻力 作 用 ， 慣 性 力 可 以 忽 略 不 計 ， 顆 粒 運 動 是 處 于層

13、流 狀 態(tài) 。在 層 流 狀 態(tài) 下 ， Cd=24/Re， 帶 入 式 中 ， 整 理 得自 由 顆 粒 在 靜 水 中 的 運 動 公 式 2181 dgu LSS 動 力 粘 滯 度2/13 )(4 Ld LSS C dgu l lssud Re 2181 dgu LSS 斯 托 克 斯 定 律 理 想 沉 淀 池 示 意 圖入 流 區(qū) 出 流 區(qū)污 泥 區(qū)u0 us u0us u0L HhAB DC沉 淀 區(qū)v v vvqv B 0uHvLt AHtqV v AutAHtVq 0v quAq 0v 沉 淀 池 容 積 ： B根 據(jù) 理 想 沉 淀 池 的 原 理 ， 可 說 明 兩 點

14、 ：理 想 沉 淀 池 的表 面 負 荷 quAq v 0B根 據(jù) 理 想 沉 淀 池 的 原 理 ， 可 說 明 兩 點： 00 75.1125.11 uuq 00 0.25.1 ttt 沉 砂 池的 作 用沉 砂 池 的工 作 原 理沉 砂 池 的幾 種 型 式 從 污 水 中 去 除 砂 子 、 煤 渣 等 比 重 較大 的 無 機 顆 粒 ， 以 免 這 些 雜 質 影 響后 續(xù) 處 理 構 筑 物 的 正 常 運 行 。平 流 式 、 豎 流 式 、 曝 氣 沉 砂 池旋 流 式 沉 砂 池 等以 重 力 或 離 心 力 分 離 為 基 礎 ， 即 將進 入 沉 砂 池 的 污 水

15、流 速 控 制 在 只 能使 比 重 大 的 無 機 顆 粒 下 沉 ， 而 有 機懸 浮 顆 粒 則 隨 水 流 帶 走 。 平 流 式 沉 砂 池污 水 在 池 內(nèi) 的 最 大 流 速 為 0.3m/s,最 小 流 速為 0.15m/s;最 大 流 量 時 ， 污 水 在 池 內(nèi) 的 停 留 時 間 不 少 于30s,一 般 為 3060s;有 效 水 深 應 不 大 于 1.2m,一 般 采 用 0.251.0m,池 寬 不 小 于 0.6m； 池 底 坡 度 一 般 為 0.010.02,當 設 置 除 砂 設 備時 ， 可 根 據(jù) 除 砂 設 備 的 要 求 ， 考 慮 池 底 形

16、狀 。 F曝 氣 沉 砂 池 的 特 點 ： 沉 砂 中 含 有 機 物 的 量 低 于5% 由 于 池 中 設 有 曝 氣 設 備 ， 它 還 具 有 預 曝 氣 、脫 臭 、 防 止 污 水 厭 氧 分 解 、 除 泡 作 用 以 及 加 速 污 水中 油 類 的 分 離 等 作 用 。 圖 7-27 曝 氣 沉 砂 池 剖 面 圖 1-壓 縮 空 氣 管 ； 2-空 氣 擴 散 板 ； 3-集 砂 槽=0.1 0.5 3 2 1h1H 曝 氣 沉 砂 池 剖 面 示 意 按 使 用 功 能 分生 物 處 理 法 中 的 預 處理 ， 去 除 約 30%的BOD5， 55%的 懸 浮 物

17、。 生 物 處 理 構 筑 物 后 ，是 生 物 處 理 工 藝 的組 成 部 分 。初 次 沉 淀 池 二 次 沉 淀 池 按 水 流 方 向 分平 流 式 輻 流 式豎 流 式池 型 ： 長 方 形一 端 進 水另 一 端 出 水貯 泥 斗 在 池 進 口 池 內(nèi) 水 流 由 下 向 上 池 內(nèi) 水 流 向 四 周 輻 流池 型 ： 多 為 圓 形 ， 有 方 形 或 多 角 形池 中 央 進 水 ， 池 四 周 出 水貯 泥 斗 在 池 中 央 沉 淀 池 三 種 流 態(tài) 長 春 水 質 凈 化 廠 連 續(xù) 式污 水 中 可 沉 顆 粒 的 沉 淀 在流 過 水 池 時 完 成 ， 這

18、是 可沉 顆 粒 受 到 重 力 所 造 成 的沉 速 與 水 流 流 動 的 速 度 兩方 面 的 作 用 。污 水 連 續(xù) 不 斷地 流 入 與 排 出污 水 中 可 沉 淀 的 懸 浮 物 在靜 止 時 完 成 沉 淀 過 程 ， 由設 置 在 沉 淀 池 壁 不 同 高 度的 排 水 管 排 出 。工 作 過 程 ： 進 水 、靜 止 、 排 水間 歇 式 緩 沖 區(qū) 斜 流 式 沉 淀 池 是 根 據(jù) 淺 池 理 論 ， 在 沉 淀 池 的 沉 淀 區(qū)加 斜 板 或 斜 管 而 構 成 。 它 由 斜 板 （ 管 ） 沉 淀 區(qū) 、 進 水配 水 區(qū) 、 清 水 出 水 區(qū) 、 緩

19、沖 區(qū) 和 污 泥 區(qū) 組 成 。u按 斜 板 或 斜 管 間 水 流 與 污 泥 的 相 對 運 動 方 向 來 區(qū) 分 ，斜 流 式 沉 淀 池 有 同 向 流 和 異 向 流 兩 種 。 污 水 處 理 中 常采 用 升 流 式 異 向 流 斜 流 沉 淀 池 。u異 向 斜 流 式 沉 淀 池 中 ， 斜 板 （ 管 ） 于 水 平 面 呈 60角 ， 長 度 通 常 為 1.0m左 右 ， 斜 板 凈 距 （ 或 斜 管 孔 徑 ）一 般 為 80100mm。 斜 板 （ 管 ） 區(qū) 上 部 清 水 區(qū) 水 深 為0.71.0m， 底 部 緩 沖 層 高 度 為 1.0m。斜 板 式

20、 沉 淀 池 的 構 造 入 流 區(qū) 出 流 區(qū)污 泥 區(qū)u0 u0 =1/2u0L HAB DC沉 淀 區(qū) v vqv LHu 0 斜 板 式 沉 淀 池 的 構 造u污 水 處 理 中 常 采 用 升 流 式 異 向 流 斜 流 沉 淀 池 。 提 高 沉 淀 池 沉 淀 效 果 的 有 效 途 徑沉 淀 池 均 存 在 去 除 率 不 高 的 問 題 ，且 占 地 面 積 較 大 ， 體 積 龐 大 。提 高 沉 淀 池 的 分 離 效 果 和 去 除 能 力 的 方 法斜 流 式 沉 淀 池 對 污 水 進 行曝 氣 攪 動 回 流 部 分活 性 污 泥曝 氣 攪 動 是 利 用 氣

21、泡 的 攪 動 促 使 廢 水 中 的 懸 浮 顆 粒相 互 作 用 ， 產(chǎn) 生 自 然 絮 凝 。F沉 淀 效 率 提 高 5%8%， 1m 3廢 水 的 曝 氣 量 約 0.5m3左 右 。l常 在 預 曝 氣 池 或 生 物 絮 凝 池 內(nèi) 進 行 。將 剩 余 活 性 污 泥 投 加 到 入 流 污 水 中 去 ， 利 用 污 泥 的 活 性 ， 產(chǎn) 生 吸附 與 絮 凝 作 用 ， 這 一 過 程 稱 為 生 物 絮 凝 。F沉 淀 效 率 提 高 10%15 ， BOD5的 去 除 率 也 能 增 加 15%以 上 ，活 性 污 泥 的 投 加 量 一 般 在 100400mg/L

22、之 間 。 RuRduR sl sse RguF sr F在 給 水 處 理 中 得 到 比 較 廣 泛 的 應 用 ， 在 廢 水 處理 中 應 用 不 普 遍 。F在 選 礦 水 尾 礦 漿 的 濃 縮 、 煉 油 廠 的 含 油 廢 水 的隔 油 等 已 有 較 成 功 的 經(jīng) 驗 ， 在 印 染 廢 水 處 理 和 城市 污 水 處 理 中 也 有 應 用 。 斜 板 式 沉 淀 池 在 廢 水 處 理 中 的 應 用 含油廢水的來源 石 油 開 采 及加 工 工 業(yè)固 體 燃 料 熱 加 工紡 織 工 業(yè) 中 的 洗 毛 廢 水輕 工 業(yè) 中 的 制 革 廢 水鐵 路 及 交 通 運

23、 輸 工 業(yè)屠 宰 及 食 品 加 工機 械 工 業(yè) 中 車 削 工 藝 中 的 乳 化 液石 油 開 采石 油 煉 制石 油 化 工 帶 水 原 油 的 分離 水鉆 井 提 鉆 時 的設 備 沖 洗 水井 場 及 油 罐 區(qū)的 地 面 降 水生 產(chǎn) 裝 置 的 油水 分 離 過 程 ,油品 、 設 備 的 洗滌 、 沖 洗 過 程焦 化 含 油 廢 水 焦 爐 氣 的 冷 凝 水 洗 煤 氣 水各 種 儲 罐 的 排 水 油的狀態(tài) 呈 懸 浮狀 態(tài) 的可 浮 油呈 乳 化狀 態(tài) 的乳 化 油呈 溶 解狀 態(tài) 的溶 解 油 油 滴 的 粒 徑 較 大 ， 可 以 依 靠 油 水 比 重 差 而

24、 從水 中 分 離 出 來 ， 對 于 石 油 煉 廠 廢 水 而 言 ， 這種 狀 態(tài) 的 油 一 般 占 廢 水 中 含 油 量 的60%80%左 右 。 粒 徑 ： 60 m以 上平 流 分 離 ： 100 150 m； 斜 板 ： 60 m以 上非 常 細 小 的 油 滴 ， 由 于 其 表 面 上 有 一 層 由 乳 化劑 形 成 的 穩(wěn) 定 薄 膜 ， 阻 礙 油 滴 合 并 ， 故 不 能 用靜 沉 法 從 廢 水 中 分 離 出 來 ； 若 能 消 除 乳 化 劑 的作 用 ， 乳 化 油 劑 可 轉 化 為 可 浮 油 ， 稱 為 破 乳 ，乳 化 油 經(jīng) 過 破 乳 之 后

25、 ， 就 能 用 沉 淀 法 分 離 。細 分 散 油 粒 ： 10 60 m；乳 化 油 ： 粒 徑 0.6MPa空 氣 供 給 設 備 壓 力 溶 氣 系 統(tǒng)加 壓 水 泵 壓 力 溶 氣 罐 空 氣 供 給 設 備 附 屬 設 備水 泵 壓 水 管 裝射 流 器 挾 氣 式空 壓 機 供 氣 式 溶 氣 方 式 有 三 種水 泵 吸 氣 式 在 經(jīng) 濟 和 安 全 方 面 都 不 理想 ， 已 很 少 使 用 。 空 壓 機 供 氣 是 較 早 使 用 的 一 種 供 氣 方式 ， 使 用 較 廣 泛 ， 其 優(yōu) 點 是 能 耗 相 對較 低 。壓 力 管 裝 射 流 器 進 行 溶 氣

26、 的 優(yōu) 點 是 不需 另 設 空 壓 機 ， 沒 有 空 壓 機 帶 來 的 油污 染 和 噪 聲 。水 泵 吸 氣 式 圖 10-44圖 5圖 6 空 氣 釋 放 系 統(tǒng) 是 由 溶 氣 釋 放 裝 置 和 溶 氣 水 管 路 組成 。溶 氣 釋 放 裝 置 的 功 能 是 將 壓 力 容 器 水 減 壓 ， 使 溶氣 水 中 的 氣 體 以 微 氣 泡 的 形 式 釋 放 出 來 ， 并 能 迅 速 、均 勻 地 與 水 中 的 顆 粒 物 質 粘 附 。常 用 的 溶 氣 釋 放 裝 置 有 減 壓 閥 、 溶 氣 釋 放 噴 嘴 、釋 放 器 等 。 空 氣 釋 放 系 統(tǒng) 功 能

27、是 提 供 一 定 的 容 積 和 池 表 面 積 ， 使 微 氣 泡 與 水 中 懸 浮 顆 粒充 分 混 合 、 接 觸 、 粘 附 ， 并 使 帶 氣 顆 粒 與 水 分 離 。目 前 最 常 用 ， 其 反 應 池 與 氣 浮 池 合 建 。 廢水 進 入 反 應 池 完 全 混 合 后 ， 經(jīng) 擋 板 底 部 進入 氣 浮 接 觸 室 以 延 長 絮 體 與 氣 泡 的 接 觸 時間 ， 然 后 由 接 觸 室 上 部 進 入 分 離 室 進 行 固液 分 離 。 池 面 浮 渣 由 刮 渣 機 刮 入 集 渣 槽 ，清 水 由 底 部 集 水 槽 排 出 。 平 流 式 氣 浮 池

28、 的 優(yōu) 點 是 池 深 淺 、 造 價 低 、構 造 簡 單 、 運 行 方 便 。缺 點 是 分 離 部 分 的 容 積 利 用 率 不 高 等 。氣 浮 池 的 有 效 水 深 通 常 為 2.02.5m， 一 般 以 單 格 寬 度 不 超 過 10m， 長 度 不 超 過 15m為 宜 。廢 水 在 反 應 池 中 的 停 留 時 間 與 混 凝 劑 種 類 、 投 加 量 、 反 應 形 式 等 因 素 有 關 ， 一 般 為515min。為 避 免 打 碎 絮 體 ， 廢 水 經(jīng) 擋 板 底 部 進 入 氣 浮 接 觸 室 時 的 流 速 應 小 于 0.1m/s。 廢 水 在

29、接 觸室 中 的 上 升 流 速 一 般 為 1020mm/s， 停 留 時 間 應 大 于 60s。豎 流 式 氣 浮 池 的 基 本 工 藝 參 數(shù) 與 平 流 式氣 浮 池 相 同 。其 優(yōu) 點 是 接 觸 室 在 池 中 央 ， 水 流 向 四 周擴 散 ， 水 力 條 件 較 好 。缺 點 是 與 反 應 池 較 難 銜 接 ， 容 積 利 用 率較 低 。有 經(jīng) 驗 表 明 ， 當 處 理 水 量 大 于150200m3/h， 廢 水 中 的 可 沉 物 質 較 多時 ， 宜 采 用 豎 流 式 氣 浮 池 。 氣 浮 池 豎 流 式 氣 浮 池平 流 式 氣 浮 池 圖 10-47圖 10-48