污水处理中 物理处理方法

3、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、防泡作用及加速污水中油类的分离等作用。
三、排砂方法：
刮砂，空气提升，吸砂机
四、曝气沉砂池设计参数：
① 水平流速0.08-0.121m/s。 ②最大时流量停留时间：1－3min；污水在池内停留4－ 6min，如作预曝气停留10－30min。 ③ 有效水深2～3m ④ 宽深比1～1.5，长宽比约为5 ⑤ 多采用穿孔管曝气，孔径2.5-6mm，距池底0.6-0.9米， ⑥ 每m3 污水所需曝气量0.1～0.2 m3 或每m2 池表面积3～ 5m3/h。
第四节 沉砂池
沉砂池：一般放置在在提升泵后初沉池前，以减轻沉淀 池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，也可放在泵站前 以减少无机颗粒对水泵管道的磨损。
一、沉砂池分类：
平流式沉砂池（常用）、曝气沉砂池（常用）多尔沉砂 池和钟式沉砂池
二、沉砂池功能
从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒，以免这 些杂质影响后续处理构筑物的工作。
2.格栅槽宽度
B=S(n－1)+bn
式中
B——格栅槽宽度（m）； S——每根格栅条的宽度（m）。
3.进水渠道渐宽部分的长度
l1 = B − B1 2 tga1
式中
L1——进水渠道渐宽部分的长度（m）； B1——进水明渠宽度（m）； a1——渐宽处角度（°），一般采用10-30°；
4.出水渠道渐窄部分的长度
第二章 城市污水的物理处理
（城市污水的预处理或一级处理）
主要内容
第一节 概述 第二节 格栅 第三节 破碎机 第四节 沉淀类型与理想沉淀池 第五节 沉砂池 第六节 沉淀池
污水处理基本流程
污水→格栅→泵间→沉砂池→初沉池→活性污泥曝气池 二级处理 →二沉池→消毒
一级处理
北京市酒仙桥污水处理厂
第一节 概述
污水预处理通常纯属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过 程的物质（主要是去除漂浮物和悬浮物）。 污水物理处理法采用的处理方法有筛滤（格栅、 筛网、滤池及微滤机等） ；重力（沉砂池、沉淀池、 隔油池和气浮池等）；离心分离（离心机和旋流分离 器）。 本章将讨论城市污水处理常使用的格栅、沉砂 池、沉淀池等，其余设备将在工业废水处理部分讲解。
五、曝气沉砂池
一、曝气沉砂池作用：
平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15％的有机物 ，使沉砂的后续处理增加难度。故常需配洗砂机，把排砂经 清洗后，有机物含量低于10％，称为清洁砂，再外运。曝气 沉砂池可克服这一缺点。
二、曝气作用：
1、池内水流作旋流运动，使污水中有机颗粒经常处于悬浮 状态；使砂粒相互摩擦并承受曝气剪切力，去除砂粒上附着 的有机物，有利于获得洁净的砂粒； 2、由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒 甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心并 随水带走；可使沉砂中的有机物含量低于5％；
平面格栅（最常用）
曲面格栅
三、格栅功能： ①截留较大的悬浮物或漂浮物， ②减轻后续处理构筑物的负荷 ③保护后续处理构筑物或水泵机组 按照形状可分平面格栅和曲面格栅，其中平面格栅 最常用。 四、栅渣及清除方式 ①栅渣量 取决于栅条距离、污水性质 含水率：70%~80% 容重：750kg/m3 ② 清除方式 a.人工清除：只适合小型工程 b.机械去除：适合大水厂、卫生条件好，（当产生的 栅渣量>0.2m3/d时，都应该机械清除）
三、沉砂池原理：
沉砂池的原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污 水流速控制在只能比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则 随水流带走。
四、平流式沉砂池
1．组成：入流区、出流区、闸板、水流部分及沉砂斗
2 特点：沉砂效果好、工作稳定、构造简单 。 3 设计参数 ① 设计流量：按照最大流量Qmax设计（污水自流时） 按照水泵组合量设计（水泵抽水时） 降雨时设计流量（合流制） ⎫ ② 水平流速保证 ⎧Qmax = 0.3m / s 无机颗粒下沉而有机 颗 ⎨ ⎬ Qmin = 0.15m / s ⎭ ⎩ 粒不沉 ③停留时间：最大流量时，污水在池内停留时间不少于30s。 ④ 有效水深：设计有效水深一般0.25-1m。 5）城市污水厂一般应设置沉砂池，工业废水一般不用，设 计时池子的只数或分格数应不少于2，并按照并联运行。
1）用于废水的预处理 沉砂池是典型的例子，用以去除污水中的无机颗粒。 2）用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理（初沉池） 用初沉池可以较为经济的去除悬浮有机物，以减轻后续生 物处理构筑物的有机负荷。
3）用于生物处理后的固液分离（二次沉淀池） 二次沉淀池，主要用来分离生物处理工艺中产生的活性污 泥、生物膜 4）用于污泥处理阶段的污泥浓缩 污泥浓缩池是将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓 缩，以减少体积，降低后续构筑物的尺寸和处理费用 等。（在污泥处理中讲）
理想沉淀池假定满足以下条件
1）沉淀区过水断面上各点的水流速度相等，水平流速为v； 2）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u。 3）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； 4）颗粒一旦沉到池底，即认为已被去除；
实际沉淀池与理想沉淀池的误差
1. 异重流（密度流） 异重流（密度流），浑水与清水密度差； 温差密度流：进水温度与池中水温差别 2. 进出水布水不均匀——短流 3. 池壁引起的水流不均匀 4. 风浪引起的环流和不规则水流 5. 水流紊动 6. 排泥机械干扰
2. 平流沉淀池排泥方式 静水压法、机械排泥法（刮泥、吸泥）
三 辐流式沉淀池
1. 特点 圆形池体，变速水流，机械排泥 2. 构造
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3.向心辐流池
传统辐流池的不足： 中间进水区过水断面最小，水流流速最大，影响处理效果。 向心辐流池类型： 分为周边进水，中心出水；周边进水，周边出水二种类型； 向心辐流池特点： 是进水断面最大，流速最小，可以提高处理能力。 向心辐流池的构造：
七 格栅计算
设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅单独设 置， 1.格栅的间隙数
Q sin α n= Nb h v
n——格栅栅条间隙数（个）； Q——设计流量（m3/s）； α——格栅倾角（°）； N——设计的格栅组数（组）； b——格栅栅条间隙（m）； h——格栅栅前水深（m）； v——格栅过栅流速（m/s）。
2）絮凝沉淀 絮凝沉淀的悬浮 物颗粒浓度不高，但 沉淀过程中颗粒之间 有互相絮凝作用，颗 粒因互相聚集而加快 沉降。沉淀过程中， 颗粒的质量、形状和 沉速是变化的，很难 用理论公式计算沉 速，常通过试验确 定。化学沉淀及二沉 池中污泥沉淀属絮凝 沉淀。
3）区域沉淀 区域沉淀的悬浮 颗粒浓度较高 （500mg/L）以上， 颗粒的沉降受到周围 其它颗粒的影响，颗 粒间相对位置保持不 变，形成一个整体共 同下沉，与澄清水之 间有清晰的泥水界 面。二次沉淀池沉淀 池下部及浓缩池开始 阶段属于区域沉淀。
二、沉淀类型
根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀通常可 以分成四种不同的类型。 1）自由沉淀 2）絮凝沉淀 3）区域沉淀（成层沉淀） 4）压缩沉淀
1）自由沉淀 自有沉淀发生在水 中悬浮固体浓度不高， 沉淀过程悬浮固体之间 互不干扰，颗粒各自单 独进行沉淀，颗粒的沉 淀轨迹呈直线。整个沉 淀过程中，颗粒的物理 性质，如形状，大小及 比重等不发生变化。这 种颗粒在沉砂池中的沉 淀，悬浮物浓度较低污 水在初沉池中的沉淀。
4）压缩沉淀 压缩沉淀发生在高 浓度悬浮颗粒的沉降 过程中，由于悬浮颗 粒浓度很高，颗粒相 互之间已挤压成团块 结构，互相接触，互 相支撑，下层颗粒间 的水在上层颗粒的重 力作用下挤出，使得 污泥浓缩。二沉池污 泥斗及污泥浓缩池中 的污泥浓缩过程都存 在压缩沉淀。
沉淀类型
种类 悬浮物浓度 固体颗粒 不碰撞， 不具有絮 凝特征 碰撞，有 凝聚特性 互相干扰 沉淀过程特征 应用 沉砂池初沉 池前期
五、 初沉池的设计计算
(1)沉淀池的个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列考虑。 (2)无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参照下表选用。
采用表面负荷计算面积 表面负荷：单位时间单位面积上的产水量，m3/m2.h
平 流 池 计 算 公 式
辐 流 池 计 算 公 式
以普通辐流沉淀池为例：
向心辐流池的重点：解决进水区布水问题 进水槽和导流区设计
4.辐流池排泥设施
四、 竖流沉淀池
1. 特点 水流由下向上流动，沉淀效率相对较低； 池体直径小，处理水量小； 池埋深大，静水压排泥简单。 2. 构造 中心管 反射板 污泥斗 排泥管 集水槽
3. 应用
小水量、污泥浓缩
五、斜管斜板沉淀池
在污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。 一般可比普通沉淀池的设计表面负荷提高1倍左右。 处理能力大，占地面积小，易堵塞
H=h+h1+h2
各种格栅
自动机械格栅
钢丝绳牵引格栅
WG型机械格栅
第二节 破碎机
替代筛滤，截留固体并在通道中破碎
类型：粉碎、破碎、磨碎 优缺点：利弊争议 位置： 地下泵房适用
第三节 沉淀类型与理想沉淀池
一、 概述
1．沉淀：
水中的可沉固体物质在重力作用下下沉，从而与水分 离的过程。
2．沉淀应用：
自由沉淀
低
不改变尺寸、形状 不互相粘合
絮凝沉淀
不高 50~500mg/L
改变尺寸形状，互相
初沉池中后期
区域沉淀
高 >500mg/L
沉速下降、颗粒分层
二沉池后期
压缩沉淀
很高
互相接 触、支撑
上压、下承
二沉池池底、 污泥浓缩池
三、 理想沉淀池的沉淀原理
为分析悬浮颗粒在沉淀池运动的规律及其效果而提出的 一种概念。 (2)功能分区 流入区、流出区、沉淀区、污泥区
五、格栅的选型： 计算栅槽尺寸，过栅水头损失，产生栅渣量，选型 六、设计参数： 1）机械清除栅条间距10－25mm为宜，人工清除25－40mm 为宜 2）大型污水处理厂应设粗细两道格栅 3）格栅间距16－25mm时，栅渣量为0.1-0.05m3/m3污水 格栅间距30－50mm时，栅渣量为0.03-0.01m3/m3污水 栅渣含水率一般70-80%，容重750-960kg/m3 4)采用机械格栅时，不宜少于两台。 5）过栅流速一般为0.6-1.0m/s。（过小杂物沉积在渠内，过 大，一些小的悬浮物不能截留）过栅水头损失一般0.080.15m。 6）栅前渠内流速可以0.4-0.9/s
五、设计计算
流量－停留时间－总有效容积－根据水平流速确定池截面积
3.多尔沉砂池和钟式沉砂池
（1）特点 多尔沉砂池——对平流沉砂池的发展，重力沉砂＋洗砂 钟式沉砂池——对曝气沉砂池的发展，机械搅拌产生离心力 （2）构造
3.4.3 排砂方式
多斗底重力排砂、 机械挂砂、泵吸式排砂、 抓斗抓砂
第五节 沉淀池
1.沉淀部分有效面积
F= Q × 3600 q′
式中
F——沉淀部分有效面积（m2）； Q——设计流量（m3/s）； q'——表面负荷（m3/m2·h），一般采用1.5-3.0m3/m2·h。
l1 l2 = 2
5.通过格栅的水头损失
⎛S⎞ h1 = kβ ⎜ ⎟ ⎝b⎠
43
v2 sin α 2g
式中 h1——水头损失（m）； β——格栅条的阻力系数，查表β=1.67～2.42； k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数， 一般采用k=3。 6.栅后明渠的总高度
式中
H——栅后明渠的总高度(m)； h2——明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。
第二节 格栅
格栅：放置在污水处理流程的渠道、泵站集水池进口处或 污水处理厂的前端，用于截留较大悬浮物和漂浮物的的一组平 行金属栅条或筛网。 一、格栅分类： 1）格栅的效率取决于栅条的间距， 按照栅条间距大小可分细格栅（3－ 10mm）、中格栅（10－40mm）、粗 格栅（50－100mm）。 2）按照形状可分平面格栅和曲面格 栅，其中平面格栅最常用。 二、安装倾角 一般60、75度
一、 分类
（1） 平流式沉淀池 （2） 辐流式沉淀池 （3）竖流式沉淀池
二、 平流沉淀池
1. 构造 进水区：进水潜孔、进水挡板、配水花墙——配水均匀 出水区：出水浮渣挡板，集水槽、出水渠——集水均匀 污泥区：泥斗、排泥机械——排泥通畅 a 进水档板作用：消能，均匀布水 b 出水档板作用：阻挡水面的浮渣及油