第一章 物理法污水处理设备

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沉砂池
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平流式沉砂池的设计要求及参数
按去除相对密度2.65，粒径大于0.2mm的沙粒确定。
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设计计算
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调节池
为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量 或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调 节池。 对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量 和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸 的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运 行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可 考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。 作用：对水量和水质的调节，调节污水pH值、水 温，有预曝气作用，还可用作事故排水。 分类：水量调节池和水质调节池。
第一章 物理法废水处理设备
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不溶态污染物的分离技术是指通过物理作用分离和去 除污水中不溶解的悬浮固体(包括油膜、油品)的方法，通称 固-液分离。所用的设备大都比较简单，操作方便，使用极 为广泛。
固-液分离过程中，按其涉及的原理可以分为两大类：
一类是液相受到限制，而固体颗粒能在悬浮液中自由运 动，可以将其归类于离心沉降、重力沉降或浮选等；另一
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平流式沉淀池的设计
沉淀池的设计包括构造设计与功能设计两部分。构造设 计的主要内容包括流入区、流出区和污泥区构造上的设计； 功能设汁的主要内存包括沉淀池的数目、沉淀区尺寸和污泥 区尺寸的确定。图所示是使用比较广泛的一种平流式沉淀池。
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（一）平流式沉淀池的结构设计
1、入流装置
其作用是使水流均匀地分布在沉淀池的整个过水断面 上，尽可能减少扰动。在给水处理厂中，一般的做法是使水 流从反应池直接流入沉淀池。穿孔增上的开孔面积为池断面 面积的6％一20％，孔口应均匀分布在整个穿孔墙宽度上， 为防止絮体破坏，孔口流速不宜大于0.15～1.2m／s，孔口 的断面形状沿水流方向逐渐扩散，以减少进口的射流。 在污水处理中也有采用图中的d、e、f、g的形式，这些 形式与给水处理中沉淀池进水装置差别是增设了消能整流设 备，以保证均匀行水，如f式没的档板，要求高出水面 0.15～0.2m，伸入水面下不小于0.2m，距进水口0.15～1.0m 。
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3、排泥装置
及时排除沉于池底的污泥是使沉淀池正常工作、保证出水水质的一项 重要措施。由于可沉悬浮颗粒多沉于沉淀池的前部。因此，在池的前部 设置斗形贮泥装置，贮泥斗底部装排泥管利用静水压头将污泥排出池 外；池底一般设1％～2％的坡度，坡向贮泥斗，配制机械刮泥设备，使 沉入池底的污泥刮入泥斗内。 如采用多斗排泥，可不设置机械刮泥设备，每个贮泥斗平面呈方形， 在池的宽度布置上一般不多于两排。多斗式干流沉淀池见图所示。
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2、出流装置 一般采用自由堰形式．如图所示。给水处理常采用a、b 两种形式。b、c为淹没式孔口出水，孔口流速宜取0.6～ 0.7m／s．孔径取20一30mm。孔口应设在水面下0.12～ 0.15m，水流应自由跌落到出水渠中，目前采用图中d所示的 锯齿形溢流堰较普遍。这种溢流堰易于加工，并能保证均匀 出水．水面应位于齿高度的1／2处。为阻拦浮渣，堰前应设 置挡板，挡板下沿应插入水面下0.3～0.4m．挡板距出水口 0.25～0.5m。
在中小型的城市生活污水厂或所需要截留污物量较少时， 一般设置人工除污格栅。这类格栅用直钢条制成，按50º 倾 -60º 角安放，这样可增加有效格栅面积40%-80%，而且便于清洗和 防止因堵塞而造成过高的水头损失。
大型取水构筑物进水口、污水及雨水提升泵站、污水处理 厂等的格栅处均应设机械格栅除污机；在给水工程中有时还将 机械格栅除污机和滤网串联使用，前者去除大的杂质，后者去 除较小的杂质。 8
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(6)清渣方式 栅渣的清除方法一般按所需的清渣量而定，一般选用人 工除污格栅；当栅渣量大于0.2m3/d时应采用机械格栅除污 机；一些小型废水处理厂目前为了改善劳动条件，也采用机 械格栅除污机。若采用机械格栅除污机时齿耙移动速度为517m/min，则其动力装置(除水力传动外)一般宜设在室内， 或采用其他保护设施；台数不宜少于2台，如为一台时则应 设人工除污格栅以供备用。
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5.高链式格栅清污机 工作原理：首先固定 于环形链上的主滚轮 在滚轮导轨内向下动 作，使齿杷于格栅保 持较大的间隔下降， 耙齿进入格栅，上升 耙捞格栅截留的栅渣， 最后落到皮带输送机 上.
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XGGL型高链式格栅清污机
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主要故障是耙齿不能正确地进入栅条，主要原因是： 1)耙齿或是耙臂的强度不够，运行时发生抖动，或 是耙齿、耙齿臂本身发生变形，导致不能正常进入 栅条。 2）格栅下部有大量泥砂、杂物堆积，长期停机后 未经清理就开机使用。 3）链条经过一段时间运转后变松或错位造成齿杷 歪斜，或因两个链条的张紧度不一致造成的齿杷歪 斜。
泵一般使用排污泵(PW型)，具体知识将在第三篇讲述。
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(2)格栅栅条断面形状
圆形断面水力条件好、水流阻力小，但刚度差，一般多采用矩形断面。
(3)格栅的安装倾角 一般采用45°-75° ，人工清除栅渣时取低值；若采用机械 清除一般采用60°-75°，特殊类型可达90º 。格栅高度一般应使
其顶部高出栅前最高水位0.3m以上；当格栅井较深时，格栅的 上部可采用混凝土胸墙或钢挡板满封，以减小格栅的高度。
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三、格栅清污机的维护和检修
1）格栅清污机的水中的链轮不易保养，且水中的链条 易腐蚀，应一季度进行一次链条及链轮的检查，对存在 故障隐患的链条、链轮和轴承及时更换。 2）传动链条及水上轴承应每个月加注一次润滑脂。 3）注意保持链条的适当张紧度，由于长时间的运转， 链条会变松动，应及时调张紧度。 4）要经常观察减速机的运转情况，随时补充及更换润 滑油，以保持减速机内的有效油位。 5）运行人员应及时将缠绕的杂物清除。
一、格栅(grid) 二、机械格栅除污机 (grid spotter)** 三、旋转滤网 四、捞毛机(hair trap) 五、水力筛网(mesh screen)
六、栅渣处理/输送机械**
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一、格栅
格栅(grid)是一种最简单的过滤设备，通常由是一组或 多组平行金属栅条制成的框架，倾斜甚至直立放置在污水流 经的渠道中，或设置在进水泵站集水井的进口处，用于拦截 污水中粗大的悬浮物及杂质，如草木、垃圾或纤维状物质， 以保护水泵叶轮及减轻后续工序的处理负荷。 在水处理流程中，格栅是一种对后续处理设施具有保护 作用的设备，尽管格栅并非废水处理的主体设备，但因其位 处咽喉，故显得相当重要。 1.格栅的构造与分类 格栅按形状可分为平面格栅、曲面格栅(多为弧形)、阶 梯形格栅三种；按栅条净间隙可分为粗格栅(50-100mm)、中 格栅(10-40mm)、细格栅(3-10mm)三种；按除污方式可分为人 7 工除污格栅和机械除污格栅两种。
类是利用介质，使固体颗粒受到限制而允许液相穿过介
质，可以将其归类于筛滤截留、过滤等。
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在整个污水处理工艺流程中使用场合较多，包括 污泥的机械脱水在内！！
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§1.1 预处理设备(拦污)
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预处理设备主要包括污物拦截装置、沉砂以及起调节、
均衡作用的构筑物。在水处理过程中，筛滤设备是一类重要 的拦污装置，用于清除污水和雨水泵站以及污水处理厂(站) 进水中含有的较大悬浮物，保护后续处理设施的正常运行， 以及降低其他处理设施的处理负荷。筛滤设备包括格栅、旋 转滤网、捞毛机、水力筛网等。
按安装角度分：倾斜式和垂直式 按运动部件分：高链式、回转式、耙齿式、针齿条式、钢绳式等
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一、清污机的结构及工作原理
1.回转式格栅清污机： 两侧有两条环形链条， 在链条上每隔一段间距 安装一齿耙，链条在驱 动装置的带动下转动， 齿杷按次序将拦截的垃 圾刮到最上端的卸料处， 再将垃圾刮到输送机上。
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图1-1-2
格栅水力计算示意图
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3、格栅的设计计算
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格栅清污机
格栅清污机是污水处理专用的物化处理机械设备，主要是去除 污水中悬浮物或颗粒物。应用于污水处理中的预处理工序。
格栅清污机的工作目的：用机械方法将拦截到格栅上的垃圾捞 出水面。 格栅清污机可分为三类：
按有效间距分：粗格栅清污机和细格栅清污机
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3.耙式链回转式格栅清污机 该清污机是由驱动装置、机架、耙齿链、清 洗刷、链轮及电控机构组成。
该种格栅清污机由于链轴减少了有效通水面 积，回程耙齿链也要产生一定的水阻，因此 整体格栅的水阻相对要大一些，这需要增加 开机时间，以尽快将拦截的垃圾清除.
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抓斗式格栅清污机
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4.弧形格栅清污机 该格栅清污机是由格栅、耙齿臂、机架、驱动 装置、除污装置等组成. 弧形格栅清污机的齿杷臂的转动轴是固定的， 运动轨迹成弧形，每次旋转周期清除一次渣。 该机结构简单紧凑，对格栅的提升高度有要求， 所以不适用在较深的格栅井中使用，适用于中小型 污水处理厂或泵站中使用。
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二.格栅除污机的控制方式
控制格栅除污机间歇运行的方式有以下几种： 1）人工控制 有定时控制与视渣情控制两种。 2）自动定时控制 自动定时机构按预先定好的时间开机与停机。 3）水位差控制 这是一种较为先进、合理的控制方式。污水通过格栅 时都会有一定的水头损失，拦截的格栅增多时，水头损 失增大，即栅前与栅后的水位差增大，利用传感器测量 水位差，当水位差达到一定的数值时，说明积累的栅渣 已较多，除污机自动开启。
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（二）平流式沉淀池的设计计算
1、沉淀池的设计参数确定
①设计流量 对于给水处理厂，因原水取自江河水，并用泵输送到处理厂，流量比 较稳定，而污水处理厂的原水来自城市下水道或工厂，水量变化较大。 当污水是自流进入沉淀池时，应按每星期最大流量作为设计流量；当污 水是通过泵提升而进入沉淀池时，则应按水泵工作期间最大组合流量作 为设计流量。 ②沉淀池的数目 沉淀池的数目应不少于两座，并应考虑其中一座发生故障时，全部 流量能够通过另一座沉淀池的可能性。 ③沉淀他的经验设计参数 沉淀池设计的主要依据是经过沉淀池处理后所应达到的水质要求，据 此应确定的设计参数有：污水应达到的沉淀效率；悬浮颗粒的最小沉 速，表面负荷，沉淀时间以及水在池内的平均流速等。这些参数一般通 过沉淀试验取得。如无实测资料时，可参照下表的经验参数选取。 ④沉淀池的几何尺寸 沉淀池超高不少于0.3m，缓冲层高采用0.3～0.5m，贮泥斗与斜壁倾 角、பைடு நூலகம்斗不宜小于60°；圆斗不宜小于55°，排泥管直径不少于200mm。
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沉淀池
沉淀池是一种使水中的固体物质(主要是可沉固
体)在重力作用下下沉，从而与水分离的水处理设 备。它的构造简单，分离效果良好，应用非常广 泛。在各种类型的污水处理系统中，沉淀池几乎是 不可缺少的设备，而且在同一处理系统中可能多次 采用。
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按惯例，根据水流方向沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种。
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除油装置
隔油池（oil separator）是利用油与水的比重差 异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理 构筑物。石油工业和石油化学工业在生产过程中排 出含大量油品的废水；煤的焦化和气化工业排出含 高浓度焦油的废水；毛纺工业和肉品工业等排出含 有较多油脂的废水。这些含油废水如排入水体会造 成污染，灌溉农田会堵塞土壤孔隙，有害作物生长。 如对废水中的油品加以回收利用，则不仅可避免对 环境的污染，又能获得可观的经济收益。
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(4)水流通过格栅的流速 栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s；格栅的有 效进水面积一般按照流速0.8～1.0m/s计算。但格栅的总宽度 不应小于进水渠有效断面宽度的1.2倍；如与滤网串联使用， 则可按1.8倍左右考虑。
(5)格栅拦截的栅渣量 栅渣量与栅条间隙、当地废水特征、废水流量以及下水 道系统的类型等因素有关。 栅渣的含水量一般为80％，表观密度约960kg/m3；有机 质高达85%，极易腐烂、污染环境。栅渣的收集、装卸设备， 应以其体积为考虑依据。废水处理厂内贮存栅渣的容器,不应 小于一天截留的栅渣量。
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该结构紧凑、运行平稳、 体积小、维护方便而且 可实行点动间断运行， 运行周期可自动调整。 还可以通过调整格栅条 间距来实现对水中不同 悬浮物或漂流物的拦截
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2.阶梯式机械格栅清污机 阶梯式是一种新型高效的前级污水处理筛 分设备。 阶梯式机械除污机主要是由电机减速机、 动栅片、静栅片及独特的偏心旋转机构等部 件组成。 由于采用独特的阶梯式清污方式，可彻 底避免杂物卡阻、缠绕的烦恼，运行安全可 靠，清除效果好。
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2.格栅设计参数的确定(间隙、形状、倾角、流速、渣量、清渣6点) (1)格栅的栅条间隙 若格栅设于废水处理系统之前，则采用机械除污时的栅条 间隙为10～25mm，采用人工除污时的栅条间隙为25～40mm。当 格栅设于水泵前时，应根据水泵要求参照表1-1-1确定；如泵 前的格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格 栅。当不分设粗、细格栅时，可选用较小的栅条间距。