水的物理化学处理方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）
（3）拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层 （高浊水、二沉池、污泥浓缩池）
• （4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的 水 在上层颗粒的重力下挤出Hale Waihona Puke Baidu污泥得到浓缩。
2、自由沉淀基本理论
假设沉淀的颗粒是球形
重力： F1= 1/6 d3 (p - l ) g 阻力： Fd=CD l u2/2 d2/4
合 Na+,K+,Ca2+
碳黑
颜料 粘土类
水泥 细泥
灰尘 细砂 中砂
物 Mg2+, Cu2+等
金属硫化物 碳 酸 盐
磷酸盐 悬 浮 沉 积 物
有 有机酸 含氧酸 DNA
机
氨基酸 酶
化
苯酸 染料 肽
合
蛋白质
物
胺
多聚糖
富里酸 胡敏酸
微
生
病毒
物
无机颗粒吸附的有机物
红血球
纤维素
纸浆纤维
橡胶
石油微滴
絮凝剂
缩聚物
结构形式：平面格栅和曲面格栅
• 1、隔栅的类型及应用
（1）人工清渣的隔栅 一般采用直栅条平行焊制而成，栅条间距
20~40mm，安装倾角45~60度，隔栅间应设 置操作平台。
• （2）机械清渣的隔栅SCLLX\移动伸缩臂式 格栅除污机.
• 下图为用于预处理的HUBER ROTAMAT 隔栅，废水从固定栅鼓内流出鼓外时，超 过缝宽的悬浮物被截留，刮刀将悬浮物刮 到渣槽，由螺旋推进器卸走，形成干渣运 走
断面上 4）颗粒到底就被去除。
水平流速
v=Q/(H ×B)
B: 池宽 流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从
池顶沉淀到池底，称为截留速度。 uu0的颗粒可以全部去除 u<u0的颗粒只能部分去除
去除率
E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
q=Q/A =u0 表面负荷或溢流率 对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为
细 菌 藻 类 浮游动物
水中杂质分类
杂质 溶解物 （低分子、离子）
胶体
悬浮物
颗粒 尺寸
分辨 工具
水的 外观
0.1nm 1nm 10nm 100nm 1μ 10μ 100μ 1mm
电子 显微镜
超 显微镜
显微镜
肉眼
透明
浑浊
浑浊
废水预处理
废水预处理: 属纯物理性质或机械性质的，其目的在于 去除那些在性质上或大小上不利于后续处 理工程的物质。
• 回转式隔栅
回转格栅
2、隔栅的计算
隔栅本身水流阻力很小，主要是由截留 物堵塞栅条造成的。 隔栅水头损失达到10~15厘米时就该清捞。 隔栅后渠底应比栅前低10~15厘米。避免造 成回水 根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅 流速取0.7米/秒）
• 二、筛网
作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、 纸浆等，可选择不同材质金属丝网和不同孔 径的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可 做深度处理。
CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。
流体阻力
当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会 受到来自流体的阻力。
该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。 流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小
与流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、粘度 以及颗粒物的大小、形状有关。
污水处理常规工艺
第二章水的物理化学处理方法
• 水体污染物的物理化学特征
溶质
广义颗粒物
胶体或高分子
颗粒物
10 9
8 7
6 5 4
1Å 1nm
0.45m 1m
3 log (粒度/m) 1mm
无 OH,Cl, HCO3
硅溶胶
机 SO42, HS 等 Fex(OH)y
FeOOH
化
Al13(OH)327+
MnO2
FD
CD AP
u2
2
浮力Fb 重力Fg
根据牛顿第二定律，颗粒 将产生向下运行的加速度
Fg
Fb
m
du dt
达到平衡时：
Fg Fb FD 0
ut——颗粒终端沉降速度（terminal velocity ）
（1）层流区：ReP2
CD=24/ReP
……斯托克斯（Stokes）公式
（2）过渡区：2<ReP<103
2.重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。
3.离心分离法：离心机与漩流分离器。
2.1 隔栅与筛网
• 一、隔栅
作用：拦截污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物， 保护后续处理设施
安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑 物之前，或设在泵站之前。
去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮 物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。
预处理方式： 物理处理（机械处理） 调节
物理处理法
污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态 的固体污染物质。是污水处理的基本方法。 生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，来
源：水流夹带 物理处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质,尺度：0.1-
1mm以上 采用的处理方法： 1.筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤
CD
18.5 Re P 0.6
……艾仑(Allen)公式
（3）紊流区：103<ReP<2105 CD = 0.44
……牛顿（Newton）公式
• 3、理想沉淀池
1）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，速度为u。 2）水流水平流动，在过水断面上，各点流速
相等，水平流速为v。 3）进口区域，悬浮颗粒均匀分布在整个过水
E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
理想沉淀池中： E与表面负荷有关，而与其它因素（如水
种类： 1、振动式 2、回转式
2.2 沉淀
• 沉淀法是水处理的最基本方法之一。 • 利用水中悬浮颗粒可沉降性能，在重力
作用下下沉，达到固液分离的一种过程。
在环境领域沉沉降淀原理如何利用？
✓ 应用 水与废水处理：
各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体……）的沉降 比重较小絮体的上浮 油珠的上浮 气体净化： 粉尘、液珠……
沉淀处理应用的位置
用于废水的预处理－沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理
－初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离－二次沉淀池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩－污泥浓缩池
一、沉淀基本理论
1、沉淀类型 （1）自由沉淀：离散颗粒、沉速不变
（沉砂池、初沉池前期） （2）絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增加（初沉
对于一般非球形的颗粒物，这种关系非常复杂。
对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：
CD:阻力（曳力）系数，是雷诺数的函数。 AP：颗粒的投影面积
CD f (Re P )
Re P
udP
…颗粒的雷诺数
重力沉降
一、重力场中颗粒的沉降过程
假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算？
阻力（曳力）FD
（3）拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层 （高浊水、二沉池、污泥浓缩池）
• （4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的 水 在上层颗粒的重力下挤出Hale Waihona Puke Baidu污泥得到浓缩。
2、自由沉淀基本理论
假设沉淀的颗粒是球形
重力： F1= 1/6 d3 (p - l ) g 阻力： Fd=CD l u2/2 d2/4
合 Na+,K+,Ca2+
碳黑
颜料 粘土类
水泥 细泥
灰尘 细砂 中砂
物 Mg2+, Cu2+等
金属硫化物 碳 酸 盐
磷酸盐 悬 浮 沉 积 物
有 有机酸 含氧酸 DNA
机
氨基酸 酶
化
苯酸 染料 肽
合
蛋白质
物
胺
多聚糖
富里酸 胡敏酸
微
生
病毒
物
无机颗粒吸附的有机物
红血球
纤维素
纸浆纤维
橡胶
石油微滴
絮凝剂
缩聚物
结构形式：平面格栅和曲面格栅
• 1、隔栅的类型及应用
（1）人工清渣的隔栅 一般采用直栅条平行焊制而成，栅条间距
20~40mm，安装倾角45~60度，隔栅间应设 置操作平台。
• （2）机械清渣的隔栅SCLLX\移动伸缩臂式 格栅除污机.
• 下图为用于预处理的HUBER ROTAMAT 隔栅，废水从固定栅鼓内流出鼓外时，超 过缝宽的悬浮物被截留，刮刀将悬浮物刮 到渣槽，由螺旋推进器卸走，形成干渣运 走
断面上 4）颗粒到底就被去除。
水平流速
v=Q/(H ×B)
B: 池宽 流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从
池顶沉淀到池底，称为截留速度。 uu0的颗粒可以全部去除 u<u0的颗粒只能部分去除
去除率
E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
q=Q/A =u0 表面负荷或溢流率 对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为
细 菌 藻 类 浮游动物
水中杂质分类
杂质 溶解物 （低分子、离子）
胶体
悬浮物
颗粒 尺寸
分辨 工具
水的 外观
0.1nm 1nm 10nm 100nm 1μ 10μ 100μ 1mm
电子 显微镜
超 显微镜
显微镜
肉眼
透明
浑浊
浑浊
废水预处理
废水预处理: 属纯物理性质或机械性质的，其目的在于 去除那些在性质上或大小上不利于后续处 理工程的物质。
• 回转式隔栅
回转格栅
2、隔栅的计算
隔栅本身水流阻力很小，主要是由截留 物堵塞栅条造成的。 隔栅水头损失达到10~15厘米时就该清捞。 隔栅后渠底应比栅前低10~15厘米。避免造 成回水 根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅 流速取0.7米/秒）
• 二、筛网
作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、 纸浆等，可选择不同材质金属丝网和不同孔 径的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可 做深度处理。
CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。
流体阻力
当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会 受到来自流体的阻力。
该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。 流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小
与流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、粘度 以及颗粒物的大小、形状有关。
污水处理常规工艺
第二章水的物理化学处理方法
• 水体污染物的物理化学特征
溶质
广义颗粒物
胶体或高分子
颗粒物
10 9
8 7
6 5 4
1Å 1nm
0.45m 1m
3 log (粒度/m) 1mm
无 OH,Cl, HCO3
硅溶胶
机 SO42, HS 等 Fex(OH)y
FeOOH
化
Al13(OH)327+
MnO2
FD
CD AP
u2
2
浮力Fb 重力Fg
根据牛顿第二定律，颗粒 将产生向下运行的加速度
Fg
Fb
m
du dt
达到平衡时：
Fg Fb FD 0
ut——颗粒终端沉降速度（terminal velocity ）
（1）层流区：ReP2
CD=24/ReP
……斯托克斯（Stokes）公式
（2）过渡区：2<ReP<103
2.重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。
3.离心分离法：离心机与漩流分离器。
2.1 隔栅与筛网
• 一、隔栅
作用：拦截污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物， 保护后续处理设施
安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑 物之前，或设在泵站之前。
去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮 物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。
预处理方式： 物理处理（机械处理） 调节
物理处理法
污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态 的固体污染物质。是污水处理的基本方法。 生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，来
源：水流夹带 物理处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质,尺度：0.1-
1mm以上 采用的处理方法： 1.筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤
CD
18.5 Re P 0.6
……艾仑(Allen)公式
（3）紊流区：103<ReP<2105 CD = 0.44
……牛顿（Newton）公式
• 3、理想沉淀池
1）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，速度为u。 2）水流水平流动，在过水断面上，各点流速
相等，水平流速为v。 3）进口区域，悬浮颗粒均匀分布在整个过水
E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
理想沉淀池中： E与表面负荷有关，而与其它因素（如水
种类： 1、振动式 2、回转式
2.2 沉淀
• 沉淀法是水处理的最基本方法之一。 • 利用水中悬浮颗粒可沉降性能，在重力
作用下下沉，达到固液分离的一种过程。
在环境领域沉沉降淀原理如何利用？
✓ 应用 水与废水处理：
各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体……）的沉降 比重较小絮体的上浮 油珠的上浮 气体净化： 粉尘、液珠……
沉淀处理应用的位置
用于废水的预处理－沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理
－初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离－二次沉淀池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩－污泥浓缩池
一、沉淀基本理论
1、沉淀类型 （1）自由沉淀：离散颗粒、沉速不变
（沉砂池、初沉池前期） （2）絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增加（初沉
对于一般非球形的颗粒物，这种关系非常复杂。
对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：
CD:阻力（曳力）系数，是雷诺数的函数。 AP：颗粒的投影面积
CD f (Re P )
Re P
udP
…颗粒的雷诺数
重力沉降
一、重力场中颗粒的沉降过程
假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算？
阻力（曳力）FD