第二章 污水的物理处理

污泥区

表面负荷:q0=Q/A V=Qt=HBL q0=Q/BL=u
3.2 沉砂池的构造与工作特征


功能和任务：去除相对密度比较大的无 机颗粒（ρ≧2.65 ， d ≧0.21mm ，或 65 目的砂），如沙、炉灰渣等，以减轻对 设备的磨损，降低或减轻构筑物（沉淀 池）的负荷。 设置位置：泵站、倒虹管和初沉池前。 常见类型：平流式沉砂池、曝气沉砂池 和钟式沉砂池等。
过栅流速：
பைடு நூலகம்
v=Q/b（n+1）H2 v——污水通过格栅时水流速度，m/s b——栅条净间隙，m n——格栅栅条数量； H2——格栅的工作水深，m
（2）栅渣的清除 按清渣方式分： ①人工清渣格栅：主要是小型厂：每日 清渣量小于0.2m3 ②机械清渣格栅：每日清渣量大于0.2 m3 + （3）定期检查渠道的沉砂情况 + （4）机械格栅的维护管理
3.3.3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，
在沉中心处达2.5～5.0m,池周水深1.5～3.0m。有中心 进水与周边进水两种型式， D/H一般取4～6

沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。刮泥机由
刮泥板和桁架组成，刮泥板固定在桁架底部，桁架绕池 中心缓慢地转动，将沉于池底的污泥推入池中心处的泥 斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，亦可用污泥 泵抽吸。


（4）防止高浓度的有毒物质进入生物化学 处理系统。 （5）当工厂或其他系统暂时停止排放污水 时，仍能对处理系统继续输入污水，保证系 统的正常运行。一般配设在污水处理系统前 的调节池完成。
用于调节废水水质和水量的构筑物叫 调节池。
1.2 水量调节
线内调节：进水采用重力流，出水用 泵进行提升； 线外调节：调节池设在旁路上，当污 水流量过高时多余污水用泵打入调节池； 当流量低于设计流量时，再从调节池回流 至集水井，并送去后续处理。

出水堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或 设置浮渣收集和排除装置。挡板应当高出 水面0.1～0.15m，浸没在水面下0.3～0.4m， 距出水口处 0.25 ～ 0.5m 。平流式沉淀池的 沉降区有效水深一般为 2-3 米 , 污水停留时 间1-2小时,表面负荷1-3m3/m2.h,水平流速
不大于5mm/s.

安装地点：污水沟渠、泵房集水井进口、污水处理厂进 水口及沉砂池前。
格栅的分类
（1）按格栅的间距分类 粗格栅 ：栅条净间距为50～100mm 中格栅： 栅条净间距为10～40mm 细格栅： 栅条净间距为3～10mm

设置目的：根据栅条间距，截留不同粒径 的悬浮物和漂浮物，以减轻后续构筑物的 处理负荷，保证设备的正常运行。
格栅的运行和管理
+
（1）过栅流速的控制：合理控制过栅流速， 能够使格栅高效地发挥拦截作用。污水在格 栅在渠前流速一般控制在0.4-0.8m/s，过栅 流速应控制在0.6-1m/s.
+
栅前流速：v1=Q/BH1 v1——栅前渠道内水流速度，m/s Q——入流污水流量，m3/s B——栅前渠道宽度，m H1——栅前渠道水深，m
+
格栅的选择
当格栅设于废水处理系统之前时，采用 机械清渣格栅，栅条间隙为5～25mm，安装角 度为60-70°，采用人工清渣格栅时，栅条间 隙为5～50mm ，安装角度为30-45°，格栅设 于水泵之前，栅条间隙随泵的型号而定。 格栅栅条断面形状： 有正方形、圆形、矩形等，纺织印染废 水，一般多采用矩形断面的格栅。

曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中
的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用 这种预曝气方法，可使沉淀效率提高5％～8 ％，1m3废水的曝气量约 0.5m3左右。预曝气 方法一般应在专设的构筑物——预曝气池或 生物絮凝池内进行。

其它方法还有：回流部分活性污泥等
4 除油
4.1含油污水的特征: (1)浮油:一般指2小时静止状态下可浮于水 面的油珠,直径一般100-150μm，可以依靠 它与水密度差从水中分离出来。 （2）分散油：悬浮于水中的微小油珠，粒 径10-100μm。 （3）乳化油：油品是非常细小的油滴，油 珠粒径小于10μm。 （4）溶解油：在水中呈溶解状态，油珠有 小至几纳米。


辐流式：机械排泥，运行效果较好，管理较方便， 排泥设备已定型。但排泥设备复杂，对施工质量 要求高。适于地下水位较高地区和大中型污水处 理厂。 一般规定： a.沉淀池数目不应少于2座，宜按并联运行设计 b. 沉淀池的超高h ≧0.3m，其缓冲层高度一般采用 0.3～0.5m。c.
3.3.6提高沉淀池沉淀效果的有效途 径
3.2.1平流沉砂池

构造：由入流渠、出流渠、闸板、砂斗组 成。
.3.2.2曝气沉砂池
2.3.3沉淀池的构造和工作特征
分离水中悬浮颗粒的一种主要处理构筑物。 按照沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可分为 平流式、竖流式、辐流式和斜板式四种。



沉淀池按照结构和功能的不同，分为进水区、 出水区、沉降区、污泥区以及缓冲层五个部分。
(一)平流式沉淀池
平流式沉淀池示意图

构造:由进水、沉淀、缓冲、污泥、出水五 区以及排泥装置组成。

为使人流污水均匀与稳定的进入沉淀池，进水区 应有整流措施。人流处的挡板，一般高出池水水 面 0.1—0.15m，挡板的浸没深度应不少于 0.25m，
一般用0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。
中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图
排泥
进水
3.3.4斜板（管）沉淀池

根据理想沉淀池的结论：L/H=V/U，当L、V
不变时，池深H越浅，则U越小，即可被沉淀 去除的悬浮颗粒粒径越小。或者当U、V不变 时，如进水深度分为三层，则长度只需原来 的1/3就可将沉速U的颗粒去除。

深为H/3时，水平流速增大到3V时，仍能
(4) 压缩沉淀
在高浓度的悬浮颗粒的沉降过程中，颗粒相 互接触并部分地受到压缩物支撑，下层颗粒间隙 中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。
3.1.3 沉淀公式
沉淀受哪些因素的影响呢？以自由沉淀为例： 颗粒沉降速度:即斯托克斯公式:
u＝ g (ρs－ ρ ) d2/18μ，
其中： u——颗粒沉降速度； ρ s、ρ——分别为颗粒和水的密度； g ——重力加速度； d——与颗粒等体积的圆球直径； μ——水的动力粘滞系数。
将沉速U的颗粒去除。即把沉淀池分成n层，
可把处理能力提高n倍——浅池理论。该理论
的关键在于水动力学条件——无水动力扰动。
对排水，因污泥絮体密度小于1，实现有一定
难度，而对给水相对容易些。
出水槽
污泥斗
斜板沉淀池示意图
H
进水槽
斜板
h4 h3 h2 h1
各类沉淀池的优缺点和适用条件

平流式：沉淀效果好，耐冲击负荷和温度变化， 施工简单，造价较低。但配水不易均匀，采用多 个泥斗排泥时每个泥斗需单独设排泥管，操作量 大；采用链式刮泥设备，因长期浸泡水中而生锈。 适用条件：大中型污水处理厂和地下水位高、地 质条件差的地区。 竖流式：排泥方便，管理简单，占地面积少。但 池深大，施工困难，对冲击负荷与温度变化适应 能力差，造价高，池径不宜过大，否则布水不均。 适于小型污水处理厂
第二节 筛滤
+
筛滤是污水处理厂中的 第一个单元，筛是一个 有孔的过滤装置。主要 用于去除污水中较大的 漂浮物和悬浮物。 作用:①减轻后续处理构 筑物的处理负荷；②防 止堵塞水泵或管路；③ 回收有用物质。
筛滤装置
+
格栅
滤网
2.1

格栅
格栅:是一组或多组平行的金属栅条、带钩的塑料栅条或 金属筛网组成。 栅渣：被截留的污染物，其含水率70～80％，容重 750kg/m 3 。
1.3 水质调节
目的：对不同时间或不同来源的污水进行 混合，使流出的水质比较均匀。 (1) 外加动力调节 采用外加叶轮搅拌、压缩空气搅拌、 水泵循环等设备对水质进行强制调节。
(2) 差流式调节 利用废水自身的水力作用，使不同时间 和不同浓度的废水进行水质自身水利混合。 ①对角线调节池 特点：出水槽沿对角线方向设置。 ②折流调节池 在池内设置许多折流隔墙，废水在池内 来回折流，在池内得到充分混合、均衡。
3.3.2竖流式沉淀池



竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。 池的直径或池的边长一般不大于8m，通常为4～7m， 也有超过10m的。为了降低池的总高度，污泥区可 采用多只污泥斗的方式。 竖流式沉淀池的直径与沉降区深度之比不大于3:1， 通常取2。 污水在中心管内的流速不应大于 30mm/s，如设置 反射板，流速可取100mm/s。停留时间约为2小时。
格栅工作台高度： 高出栅前最高设计水位0.5m 工作台高度：人工清渣≧1.2m，机械清 渣≧1.5m。 栅条断面形状、尺寸： 正方形20×20mm；圆形ø=20；长方形 10×50mm，迎水面半园矩形10×50mm。
2.2筛网
筛网用于截阻、去除污水中的纤 维、纸浆中及细小的悬浮物。筛 网一般用薄铁皮钻孔制成，或用 金属丝编制而成，孔眼直径为 0.5-1.0mm。 栅渣和筛余物一般经压缩降低含 水量后，同城市垃圾一起处理。



（1）一是从入口到出口，池内污水按水平方 向流动，颗粒水平分布均匀，水平流速为等速 流动。 （2）悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，处于自 由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速， 沉降速度固定不变。 （3）颗粒一经沉到水底再不重新浮起 （即认 为沉到底部即视为被去除）
理想 沉淀池
流入区
沉降区
流出区
1.4 调节池容积的计算
污水浓度: C=(C1Q1t1+C2Q2t2+…)/QT 容积: V=QT 对角线调节池: V=QT/1.4
+
+
+
案例1-调节池体积的计算
已知一化工污水处理厂污水处理调节 池停留时间约 6 小时 , 已知污水处理厂在各 个时间段的流量及浓度为 : 前 2 小时为平均 流量60m3/h, 浓度SS为450mg/l,中间2小时为 100m3/h, SS 250mg/l ,后2小时平均流量为 80m3/h,SS300mg/l, 试设计该调节池的体积 并求出污水经调节池调节后的浓度?
4.2除油池的类型

第三节 沉
3.1 沉淀的基本原理
3.1.1.沉淀的作用
淀
沉淀是使废水中悬浮物质在重力作用下下沉， 从而与废水分离，使水质得到澄清。 沉淀池可分为：预沉池、初次沉淀池和二次沉 淀池。沉淀的作用有: ①作为化学处理与生物处理的预处理 ②用于化学处理或生物处理后,分离化学沉淀 物,分离活性污泥或生物膜. ③污泥的浓缩脱水 ④灌溉农田前作灌溉处理.

若ρs－ ρ＞0， 颗粒下沉 等于ρs－ ρ= 0， 不下沉也不下浮 ρs－ ρ＜0， u为负值， 颗粒比水轻， 为上浮速度
3.1.4 沉降曲线
E
E
沉降时间，t (min) 图3-1 E-t曲线
最小沉速，u
图3-2 E- u曲线
E
C0 Ci 100% C0
理想沉淀池其假设条件是：
3.1.2 沉淀的类型
沉淀现象分为以下几种类型： (1) 自由沉淀 在沉淀过程中固体颗粒互不黏合，且形状、 尺寸及密度不变，各自独立完成沉淀过程。 (2) 絮凝沉淀 在沉淀过程中颗粒发生凝聚或絮凝作用，颗 粒质量增加，沉降速度加快。
(3) 拥挤沉淀
在沉降过程中，产生颗粒互相干扰的现象， 并逐渐向下移动，因此又称成层沉淀。
第二章 污水的物理处理
借助于物理作用分离和去除污水 中不溶性物体和固体的方法叫物理处 理法,又称为机械治理法.这种方法简 单易行,效果显著,费用低,企业广泛 使用。 物理处理常用方法：调节、筛滤、 沉淀、除油、离心分离、过滤
第一节 均和调节 1.1.均和调节的作用



（1）提供对污水处理负荷的缓冲作用, 防止处理系统负荷的急剧变化。 （2）减少进入系统污水流量的波动，使 处理污水时所用化学品的加料速率稳定。 （3）控制污水的PH，稳定水质。
分类：平面格栅和曲面格栅（又称回转式 格栅）。




格栅间隙设计主要依靠水量大小、栅渣量多少来 确定（机械清渣、人工清渣）。 机械清渣采用回转式、或栅条置于外侧耙头抓渣 适于水量大、渣多或机械程度、自动化程度较高 时采用； 人工清渣适于水量小、少栅渣，当栅渣多为纤维 状物质而难于用耙清除时，多采用定时吊起栅渣， 人工清除。