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1、第1章 物理法污水处理设备,主要内容,预处理设备(重点) 沉淀池(重点) 气浮装置(重点、难点) 过滤装置 离心分离设备 磁分离设备,第一节 预处理设备,格栅(掌握) 沉砂池(掌握) 调节池(掌握),选用栅条间距的原则： 不堵塞水泵和水处 理厂、站的处理设备。,格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。,作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。,格栅所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟 道系统的类型、污水流量以及栅条的间距等因素有关， 可参考的一些数据：,当栅条间距
2、为1625mm时，栅渣截留量为 0.100.05m3/（103m3污水）； 当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为 0.030.01 m3/（103m3污水）； 栅渣的含水率约为80%，密度约为960kg/m3。,格栅的清渣方法,XG型旋转式格栅除污机,回转式固液分离机,螺旋压榨细格栅,螺旋压榨细格栅,回转式格栅除砂机及栅渣皮带输送机,GL型格栅除污机,齿耙式格栅除污机,阶梯式细格栅,曝气沉砂池前细格栅,格栅的液位差自动控制,格栅栅条 断面形状,过格栅渠道 的水流流速,污水过栅条 间距的流速,格栅栅条 断面形状,过格栅渠道 的水流流速,污水过栅条 间距的流速,格栅栅条 断面形状,过格栅渠道
3、的水流流速,污水过栅条 间距的流速,格栅的设计与计算,通过格栅的水头损失h2的计算：,式中： h0计算水头损失，m； v污水流经格栅的速度，m/s； 阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关； 格栅的放置倾角； g重力加速度，m/s2； k考虑到格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数， 可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。 城市污水一般取0.10.4m。,格栅的设计与计算,格栅的建筑尺寸,1.格栅的间隙数量n 式中： qvmax最大设计流量，m3/s； d栅条间距，m； h栅前水深，m； v污水流经格栅的速度，m/s。,格栅的建筑尺寸,4.格栅的总建筑长度L 式中：L1进水渠道渐宽部
4、位 的长度，m； 其中:b1 进水渠道宽度m； 1 进水渠道渐宽部位的 展开角度，一般1=20； L2 格栅槽与出水渠道连接处 的渐窄部位的长度， 一般L2=0.5L1 ； H1 格栅前的渠道深度,m。,作用 用于废水处理或 短小纤维的回收,形式 振动筛网 水力筛网,填埋 焚烧（820以上） 堆肥 将栅渣粉碎后再返回废水中，作为 可沉固体进入初沉池,格栅、筛网截留的污染物的处置方法：,沉砂池 的作用,沉砂池的 工作原理,沉砂池的 几种形式,沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数,城市污水厂一般均设置沉砂池，并且沉砂池的个数或分格数应不小于2；工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。 设计流
5、量应按分期建设考虑：最大时流量(自流进入时)、最大组合流量(水泵抽送时)、合流制流量(雨污合流时) 沉砂池去除的砂粒相对密度为2.65，粒径为0.2mm以上。 城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约为60%，容重约1500kg/m3。 贮砂斗的容积应按2d沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55,排砂管直径不应小于200mm。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。,平流式沉砂池,平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定。,污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s； 最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为3060s； 有效水深应不
6、大于1.2m，一般采用0.251.0m，池宽不小于0.6m； 池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。,平流式沉砂池的系统参数,3.池总宽度b 式中： h2设计有效水深。 4.贮砂斗所需容积V 式中: X城市污水的沉砂量, 一般采用30m3/(106m3污水）; T排砂时间的间隔,d; kz生活污水流量的变化系数。,平 流式沉砂池的计算公式,7.池总高度h 式中: h1超高，m； h2有效水深,m; h3贮砂斗高度,m。 8.核算最小流速vmin 式中:qvmin 设计最小流量， m3/s； n1最小流量时工作 的沉砂池数目; Amin最小流量时沉
7、砂 池中的水 流断面 面积，m2。,平流式沉砂池的计算公式,沉砂中含有机物的量低于5%； 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、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。,曝气沉砂池的特点：,曝气沉砂池是一个长形渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约6090cm处设置曝气装置； 在池底设置沉砂斗，池底有i=0.10.5的 坡度，以保证砂粒滑入砂槽； 为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。,曝气沉砂池的构造：,曝气沉砂池的工作原理,污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动（一般流速0.1m/s），同时在池的横断面上产生旋转流动（旋转流速0.
8、4m/s ），整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有5%左右，长期搁置也不至于腐化。,曝气沉砂池实景,水平流速一般取0.080.12m/s。 污水在池内的停留时间为46min；雨天最大流量时为13min。如作为预曝气，停留时间为1030min。 池的有效水深为23m，池宽与池深比为11.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm，距池底约为0.60.9m，并应
9、有调节阀门。 曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。,曝气沉砂池的设计参数,曝气沉砂池设计内容 :,（1）工艺尺寸,（2）结构尺寸,（3）进出水区,（4）工艺装备,（1）工艺尺寸 主要确定沉砂池的池长、池宽、池深等。,水流断面A：,池宽B：,池长L：,池容V（有效容积）：,每小时所需的空气量：,在设计计算过程中，沉砂池的长、宽、深等工艺尺寸需同时满足有关的长宽比和宽深比，以保证沉砂池内的流态为推流式。,如不满足需重新调整有关尺寸：,重新选择设计参数，从新进行设计计算。,集砂斗倾角不小于50。,集砂槽设计与明渠设计相同，但设计流速应不小于
10、0.8m/s。,集油区长度与沉砂区相同，宽度一般为沉砂区宽度的1/22/3，底部以6075倾角坡向沉沙区，以保证进入集油区的砂滑入沉沙区。,（2）结构尺寸,沉砂池的结构尺寸包括集砂斗、集砂槽、集油区等 。,进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。,配水：由于曝气沉沙池内水流的旋流特性，一般认为对曝气沉 砂池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。,出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与 沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的 堰上水头。,（3）进出水区,进水区、配水方式、出水区,（4）工艺装备,供气方式：鼓风曝气，曝气沉砂池的供气可与曝气池供气联
11、合 进行或独立进行。,曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为25mm。,排砂设备、集油设备：曝气沉砂池的排沙一般采用排沙泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油设 备通常置于行车上。,砂水和油水分离设备：从沉沙池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。,原理: 水从沉砂池一侧以平流方式进入池内，砂砾在重力作用下沉于池底，被刮砂机上的弧形刮板依次推移至池边的贮砂斗中，并落入集砂槽内，再经耙式步进输砂机逐渐刮至池外，刮出的砂无需再进行砂水分离就可运走。,多尔沉砂池的工作原理,除砂机主要由两部分组成： 刮砂机与耙式步进输砂机。刮砂机由工作桥、主梁、
12、传动轴、刮臂与刮板等组成；耙式步进输砂机由传动装置、连杆、刮板等组成。 特点: 结构简单，维护方便 传动件在水上，便于维护 操作简单，无需维护,原理 旋流沉砂池主要利用机械叶轮的旋转，控制进入水流的流速与流态，使砂颗粒在离心力与重力的作用下，沿池壁呈螺旋线加速沉降，同时有机物在水流的作用下，随水流漂走，沉入池底的砂经空气提升或政治部提升后，与少量污水进入砂水分离器中进行分离后排出，清洗水回流至格栅井，从而达到除砂的目的。,钟式沉砂池的工作原理,工业废水水质、水量的不均衡性 工业废水水质、水量调节的作用 均衡水质、水量，降低处理设施投资规模 保证后续处理设施的正常运行 工业废水水质、水量调节的方
13、法 水量调节 水质调节 综合调节 调节水量和水质的构筑物：调节池,进水为重力流，出水用泵抽升 最高水位：不高于进水管的设计水位 有效水深：23米 最低水位：死水位,(1)水量调节池：,调节池的容积：图解法计算,曲线下在T小时内所围的面积，等于废水总量WT(m3),在周期T内废水平均流量Q，m3/h,废水流量累计曲线OA，A点纵标即周期T（24h）的累积流量 OA的斜率即周期T（24h）平均水量 虚线为调节池内水量变化曲线,(2)水质调节池：,普通水质调节池：物料衡算,假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变,穿孔导流槽式调节池：同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，
14、以此来均和水质。,（1）含油废水的来源 含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业。肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理车间等废水中都含有很高的油、油脂。在一般的生活污水中，油脂占总有机质的10%，每人每天产生的油脂可按0.015kg估算。,废水中的油类的分类 浮油：油珠粒径较大，一般大于100m ，易浮于水面，形成油膜或油层； 分散油：油珠粒径一般为10100m ，以微小油珠悬浮于水中，不稳定，静置一定时间后往往形成浮油； 乳化油：油珠粒径小于10m ；一般为0.12m ，往往因水中含有表面活性剂使油珠成为稳定的乳化液； 溶解油：油珠粒径比乳化油还小，有的可
15、小到几nm，是溶于水的油微粒。,除油装置 隔油池：是利用油类自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油。常用的有平流隔油池、平板式隔油池和斜板隔油池。各自的特性见表5。 除油罐：可去除浮油和分散油。含油废水通过进水管配水室的配水支管和配水头流入除油罐内，在罐内废水自上而下缓慢流动，靠油水的密度差进行油水分离，分离出的废油浮至水面，然后流入集油槽，经过出油管流出。废水则经集水头、集水干管、中心柱管和出水总管流出罐外。 气浮除油：废水或一部分沉淀池出水用压缩空气加压到0.344.8MPa，使溶气达到饱和。当此被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备中时，微小的气泡即从溶液中释放出来。油珠即可在这
16、些小气泡作用下上浮，结果使这些物质附着在或包裹在絮状物中。气固混合物上升到池表面，即被撇出。澄清的液体从气浮池的底部流出，其中一部分要循环流回至加压室。,隔油池的计算 按油粒上浮速度计算法： 值与速度比（v/u）的关系 注：V为水流流速；设计上浮速度U可由废水静浮试验确定或按经验公式计算。,斯托克斯公式：,隔油池的过水断面面积： 隔油池每个格间的有效水深和池宽比（h/b），宜取 0.30.4。有效水深一般为1.52.0M。 隔油池的长度L 为： 隔油池每个格间的长宽比L/b，不宜小于4.0。,按废水的停留时间计算法,采用波纹形斜板，废水沿板面向下流动，从出水堰排出，水中的油珠沿板的下表面向上流动，然后经集油管收集排出，水中的悬浮物沉降到板上表面，落到池底可经排泥管排出。 目前我国一些含油废水处理站，多采用这种形式的隔油池。 表面水力负荷（0.
