《废水的物理处理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《废水的物理处理课件（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3 废水的物理处理3.1 沉降原理沉降原理3.2 平流式沉淀池平流式沉淀池3.3 竖流式沉淀池竖流式沉淀池3.4 辐射式沉淀池辐射式沉淀池3.5 斜板沉淀池斜板沉淀池3.6 隔油池隔油池3.7 气浮气浮3.8 快滤池快滤池重点、难点重点、难点沉降原理；平流沉淀池的设计计算；斜板沉淀池的工作原理；隔油池、气浮的工作原理3.1沉降原理沉降原理一、沉降类型一、沉降类型自由沉降沉降类型 自由沉降自由沉降自由沉降自由沉降发生在水中悬浮固体浓度不高的情况下，颗粒各自单独进行沉降，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个过程中，颗粒的物理性质不发生变化。颗粒在沉砂池中的沉降属自由沉降。一、沉降类型一、沉降类型自由沉降沉降
2、类型絮凝沉降 絮凝沉降絮凝沉降絮凝沉降絮凝沉降的悬浮颗粒浓度不高，但沉降过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因互相聚集增大而加快沉降，初沉池后期和二沉池初期沉降均属絮凝沉降。一、沉降类型一、沉降类型自由沉降沉降类型絮凝沉降集团沉降(或成层沉淀)集团沉降集团沉降集团沉降集团沉降 当水中悬浮物浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，互相挤成一团，形成一种呈网状的绒体，颗粒间相对位置保持不变，以一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池后期与污泥浓缩池初期沉降均属此类。沉降类型沉降类型一、沉降类型一、沉降类型自由沉降絮凝沉降集团沉降(或成层沉淀)压缩沉淀压
3、缩沉淀压缩沉淀压缩沉淀压缩沉淀 由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗及污泥浓缩池中污泥的浓缩过程属此类沉淀。 悬浮物的沉降过程中，实际上都顺次存在着上述四种类型的沉降，只是存在的时间长短不同而已。二、悬浮颗粒的沉降速度二、悬浮颗粒的沉降速度计算公式计算公式当水流为层流状态时，自由沉降颗粒沉降速度可用斯托克斯公式表示：u=g(s-l)du=g(s-l)d2 2/18/18式中式中: :u颗粒沉降速度（m/s）g重力加速度（m2/s）液体粘度（Pas）s颗粒密度（kg/m3）l液体密度（kg
4、/m3）d颗粒直径（m）由此可见，影响球形颗粒沉速的主要因素为颗粒与液体的密度差、颗粒粒径及液体的粘度。三、理想沉淀池三、理想沉淀池条件沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u在沉淀池的入流区，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上，在沉降过程中的水平分速度等于水流速度颗粒一经沉到池底，即认为已被去除，不再浮起理想沉淀理想沉淀池的条件池的条件计算计算t=L/v=H/uq=Q/Av=Qt=HBLA=BLQ=v/t=HBL/t=AuQ/A=u=qq=(1/1.251/1.75)q t=(1.52.0)t 式中：式中：q,t分别为由沉分别为由沉降曲线
5、上查得的理论沉降曲线上查得的理论沉降速度和沉降时间。降速度和沉降时间。3.2平流式沉淀池平流式沉淀池平流沉淀池进水板 沉淀区 水是按水平方向流过沉降区并完成沉淀过程的。池型呈长方形，废水从池的一端流人，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。一、平流式沉淀池简介一、平流式沉淀池简介废水的物理处理布水挡板布水挡板沉淀区沉淀区 （可沉颗（可沉颗粒与废水分离）粒与废水分离）出水区出水区污泥区（贮存、污泥区（贮存、浓缩污泥与排浓缩污泥与排泥）泥）二、平流沉淀池的构造二、平流沉淀池的构造进水区（均进水区（均匀布水）匀布水）三、平流沉淀池形式三、平流沉
6、淀池形式链带式刮泥机：链带式刮泥机：链带式刮泥机：链带式刮泥机：缺点是链带的支承和驱动件都浸没于水中，易锈蚀，难保养。桥式行车刮泥机：桥式行车刮泥机：轨道设在池壁上，行车在轨道上移动，刮泥板伸入水中，将污泥刮入污泥斗中，由排泥管排出。这种刮泥机不但运行灵活，而且保养维修都比较方便。多斗式平流沉淀池：多斗式平流沉淀池：多斗式平流沉淀池：多斗式平流沉淀池：用于较小的平流沉淀池，不设刮泥设备，在沿池的长度方向设置多个泥斗，每个泥斗各自单独排泥，既不相互干扰，也有利于保证污泥浓度。四、平流式沉淀池的设计计算四、平流式沉淀池的设计计算沉淀区的计算沉淀区的计算沉淀区的计算沉淀区的计算沉淀区总面积A为：A=
7、Q/q=Q/uA=Q/q=Q/u 沉淀池有效水深h2为：h2=Qt/A=uth2=Qt/A=ut沉淀区面积： A=Q/qA=Q/q式中:Q 为最大设计流量m3/hq 表面负荷 初沉池1.53.0m3/(m2h ) 二沉池12 m3/(m2h)沉淀区有效水深： h2=qt沉淀区长度： L=vt沉淀区宽度： B=A/L式中 t 废水沉淀时间污泥区的计算沉淀池总高度H污泥区容积可根据每日所沉淀下来的污泥量和排泥周期来决定。H=h1+h2+h3+h4H=h1+h2+h3+h4式中：h1超高(m)，一般取0.3m；h2沉淀区有效水深(m)h3缓冲区高度(m)； 无刮泥设备时为0.5m，有刮泥设备时，其上
8、缘高出刮板0.3mh4污泥区高度(m)3.3竖流式沉淀池竖流式沉淀池一、竖流式沉淀池的构造一、竖流式沉淀池的构造 竖流式沉淀池的平面多呈圆形。沉淀池运行时，废水经进水管进入中心管，由管口出流后，借助反射板的阻挡向四周分布，并沿沉降区断面缓慢竖直上升。直径直径直径直径4 410m10m竖流式沉淀竖流式沉淀竖流式沉淀竖流式沉淀池的深、径比一般不大于池的深、径比一般不大于池的深、径比一般不大于池的深、径比一般不大于3 3，通常取，通常取，通常取，通常取2 2。 二、竖流式沉淀池的工作原理二、竖流式沉淀池的工作原理123当颗粒沉速uv时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除当颗粒沉速u=v时，
9、则颗粒处于随遇状态，它们将因相互碰撞、凝聚而沉降当颗粒沉速uv时，颗粒将不能沉淀下来，而会随上升水流带走 污水从下向上以流速v作竖向流动，废水中的悬浮颗粒在竖向向上水流和本身重力作用下（设重力作用下的沉速为u），呈现以下三种运动状态三、竖流沉淀池的设计计算三、竖流沉淀池的设计计算1.中心管的断面积A2.废水在沉降区流速 上升流速v，等于待去除颗粒的最小沉速u（u可通过实验确定），也可取经验值0.31.0mm/s。3.沉淀时间 t实=（1.52.0）t ，或取经验值12h4.中心管内水流速度v0 管口不设反射板时，v00.03m/s，设反射板时，v00.1m/s5.中心管与反射板之间的流速v10
10、.04m/s6.中心管下端至反射板表面间有关尺寸如书P40图3.9所示，反射板底距污泥表面的距离（即缓冲层）为0.3m，泥斗壁倾角取4555。7.沉淀池直径与沉降区深度直径D与沉降区深度h之比不超过3：1，因为D/h过大，池内水流将可能变成辐射流，絮凝作用减少，发挥不了竖流式沉淀池的优点。3.4辐射式沉淀池辐射式沉淀池一、辐射式沉淀池的原理一、辐射式沉淀池的原理 由于过水断面不断增大，使水平流速逐渐变小，颗粒沉降至池底，澄清的水通过设在四周区的溢流堰溢出。二、辐射式沉淀池的构造二、辐射式沉淀池的构造辐射式沉淀池是一种直径较大的圆形沉淀池，池径可在20m100m之间，池周水深1.53.0m，废水
11、经进水管进入中心布水筒后，通过孔口，均匀沿半径方向，向池四周辐射流动，沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。缺点缺点中心进水口处流速较大，且呈紊流，容易影响初期沉降效果。二、计算二、计算 同平流沉淀池，其表面负荷一般为23m3/(m2*h)，沉淀时间一般为1.52.0h。沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。3.5斜管（板）沉淀池斜管（板）沉淀池一、斜板沉淀池沉淀原理一、斜板沉淀池沉淀原理1 1、浅层沉降理论、浅层沉降理论、浅层沉降理论、浅层沉降理论在沉淀池有效容积一定的情况下，池身越浅，沉淀面积越大，去除效率也越高。2 2 2 2、斜板沉淀池工作原理、斜板沉淀池工作原理、斜板沉淀池工作原理、斜板
12、沉淀池工作原理斜板沉淀池又称浅层沉淀池，在池中将平行薄板按4560倾斜设置，废水从斜板下面，通过薄板间通道向侧上方流去，悬浮物沉积在斜板上，自动滑落进入污泥斗。二、斜板沉淀池的构造二、斜板沉淀池的构造 它由斜板(管)沉淀区沉淀区、进水配水区进水配水区、清水出清水出水区水区、缓冲区缓冲区和污泥区污泥区组成，斜板(管)与水平面呈60角，长度通常为1.0m左右，斜板净距(或斜管孔径)一般为80100mm。斜板(管)区上部清水区水深为0.71.0m，底部缓冲层高度为1.0m。三、斜板沉淀池的材料及特点三、斜板沉淀池的材料及特点1 1 1 1、材料、材料、材料、材料 斜板材料要求轻质、壁薄、坚固、无毒而
13、价廉。国内多采用塑料和玻璃钢，也有用石棉水泥和石棉瓦楞板，涂以树脂加固层作斜板的。也可做成蜂窝状管形，称为斜管沉淀池。优点优点2、特点、特点缺点缺点大大增加了沉淀面积，因此沉降效率高；板间距及上升流速小，废水流动呈层流状 态，有利于沉降；沉降时间短，沉池体积大大缩小，占地面积小。在相同流量的情况下，由于斜板、斜管沉淀池的停留时间短，其抗各种不利因素的能力较弱（如抗冲击负荷能力差）；斜板斜管沉淀区只占沉淀池1/21/3，水流状态不稳定；斜板斜管沉淀池的进水区约占整个池子容积的1/3，进口配水是否均匀和稳定对沉淀池的影响远远超过这一区域对平流沉淀池的影响。迷宫式沉淀池迷宫式沉淀池迷宫式沉淀池迷宫式
14、沉淀池提高沉淀池沉淀效果的有效途径提高沉淀池沉淀效果的有效途径 除可以用斜流沉淀池提高沉淀池的分离效果和处理能力，其它方法还有：对污水进行曝气搅动以及回流部分活性污泥等。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58，1m3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。将剩余活性污泥投加到人流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法已在国内外得到广泛应用。采用这种方法，可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高1015，BOD5的去除率也能增加 15以上，活性污泥
15、的投加量一般在100400mgL之间。3.6隔油池隔油池一、工作原理一、工作原理 利用油水之间利用油水之间的密度差，使直径的密度差，使直径较大的油粒浮到水较大的油粒浮到水面并加以去除。面并加以去除。二、隔油池形式二、隔油池形式1 1、平流式隔油池、平流式隔油池、平流式隔油池、平流式隔油池 构造、原理构造、原理构造、原理构造、原理 废水在流经隔油池的过程中，由于流速降低，相对密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底。在出水一侧的水面上设置集油管，集油管可以绕轴线转动。在大型隔油池中还应设置刮油刮泥机。平流式隔油池表面一般设置盖板（防火、保温），在寒冷地区还应在池内设置加温管，以便
16、必要时加温。隔油池施工图2 2、斜板隔油池、斜板隔油池、斜板隔油池、斜板隔油池 构造、原理构造、原理构造、原理构造、原理 隔油池采用斜板形式，池内斜板采用聚酯玻璃钢波纹板，板距为2050mm，倾角不小于45，斜板采用导向流形式，污水自上而下流入斜板组，油粒沿斜板上浮。特点特点特点特点 含油废水在斜板式隔油池中的停留时间一般不大于30min，池容大大缩小，油水分离效果大大提高。3.7气气 浮浮1 1、原理、原理、原理、原理 水中悬浮颗粒的疏水性是气浮的最基本条件。微小气泡与在水中悬浮的疏水性颗粒粘附，形成水气颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，其平均密度小于水而上浮至水面，形成浮渣层。一、气浮的
17、原理一、气浮的原理2、气浮法处理工艺须备条件能向水中提供足够量的细微气泡污水中的污染物质能形成悬浮状态气泡与悬浮的物质产生粘附作用二、气浮法的分类二、气浮法的分类1 1、加压、加压、加压、加压溶气气浮溶气气浮溶气气浮溶气气浮原理原理加压溶气气浮法是目前常用的气浮法。加压溶气浮上法，是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和的空气以细微气泡形式释放出来。该工艺采用射流注气方式，用水泵将废水加压至3-5个标准大气压力，在分流管上安装水射器以吸入空气，由水泵叶轮混合搅拌后压入容器罐，经规定的接触时间，通过减压阀进入气浮池。产生的泡沫由刮沫器刮到收集槽，澄清的水由池中部引出。构造
18、构造气浮效率很高，可达90%以上。特点特点2 2、叶、叶、叶、叶轮充气轮充气轮充气轮充气气浮气浮气浮气浮构造构造构造构造 靠叶轮高速旋转时在叶轮中心部分形成负压，从空气管中吸入空气。进入废水中的空气与循环水流充分搅混，成为细小的气泡甩出，经过稳流板消能，气泡垂直上升，进行气浮。形成的浮渣不断被缓慢旋转的刮板刮出槽外。特点特点特点特点 适用于悬浮物浓度高的废水，效率一般为80%左右。见P47图3.17浅层气浮系统3.8快滤池快滤池一、快滤池的构造及工艺过程一、快滤池的构造及工艺过程典型快滤池如P48图3.18所示。废水进入池内，经滤层由上而下过滤，再经下部集水装置和出水管流到池外清水渠。若滤层因
19、截留悬浮物而堵塞时，应进行冲洗。普通快滤池普通快滤池表面冲洗装置表面冲洗装置下部集水装置下部集水装置滤料滤料反冲洗水阀、排水反冲洗水阀、排水阀和排水装置阀和排水装置承托层承托层流量调节阀流量调节阀滤池的各部件及其作用如下滤池的各部件及其作用如下滤池的各部件及其作用如下滤池的各部件及其作用如下用于收集滤过水；也可使反冲洗水均匀分布在滤层内。用于保持池内进水和出水量的平衡，以保持过滤流量恒定不变。滤池最重要的组成部分，常采用经筛分的天然砂为滤料。有效粒径为0.50.7mm，敷设厚度为500700mm。而目前多采用双层、三层及均质滤料等滤层组成，含污能力高防止泥球产生防止滤料自下部集水装置漏出而设。承托层上部为细粒砾石，下部为粗粒砾石，一般将砾石筛分后分层敷设。二二、快滤池的形式快滤池的形式无阀滤池普通快滤池普通快滤池普通快滤池普通快滤池虹吸滤池移动罩滤池普通快滤池普通快滤池普通快滤池普通快滤池二二、快滤池的形式快滤池的形式无阀滤池普通快滤池虹虹虹虹吸吸吸吸滤滤滤滤池池池池移动罩滤池虹吸滤池虹吸滤池二二、快滤池的形式快滤池的形式无阀滤池无阀滤池无阀滤池无阀滤池普通快滤池虹吸滤池移动罩滤池无阀滤池无阀滤池无阀滤池无阀滤池二二、快滤池的形式快滤池的形式无阀滤池普通快滤池虹吸滤池移移移移动动动动罩罩罩罩滤滤滤滤池池池池移动罩滤池
