污水的物理处理.ppt

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1、沉砂池的作用,沉砂池的工作原理,沉砂池的几种型式,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，并且沉砂池的只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。沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。设计流量：当污水自流入池时按最大时流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算；对于合流制处理系统按降雨设计流量计算。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2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于5560。排砂管直径不应小于200mm。沉砂池的超高不宜

2、小于0.3m。,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。排砂方法主要有重力排砂与机械排砂。,平流式沉砂池,平流式沉砂池的一种型式,h3,污水在池内的最大水平流速为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,1.长度L 式中：v-最大设计流量时的 速度，m/s，最大流速为 0.3m/s，最小为0.15m/s。t-最大设计

3、流量时的停留时 间，单位为s，3060s。2.水流断面面积A 式中：Qmax-最大设计流量，m3/s。,3.池总宽度b 式中：h2-设计有效水深，m；0.251.0m。4.沉砂斗所需容积V 式中：x1-城市污水的沉砂量，一般采用3m3/105m3（污水）；t-排砂时间的间隔，d；k总 生活污水流量的总变化 系数，表3-3。,平 流 式 沉 砂 池 的 设 计 与 计 算,计算内容：包括沉砂池尺寸计算、沉砂量及沉砂斗容积及尺寸计算、最小流速校核。,5.贮砂斗各部分尺寸计算 设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为60；则贮砂斗的上口宽b2为：贮砂斗的容积V1：式中：h3-贮砂斗高度，m；

4、S1，S2-贮砂斗上口和下口的面积。6.贮砂室的高度h3 设采用重力排砂，池底坡度 i=6%，坡向砂斗，则,7.池总高度H 式中：h1-超高，m；h3-贮砂斗总高度，m。8.核算最小流速vmin 式中：Qmin-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、除泡作用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型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约6090cm处设置曝气

5、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0.3m/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。,水平流速一般取0.10m/s；污水在池内的停留时间

6、为46min；当雨天最大流量时为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1.01.5，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，并应有调节阀门；每m3污水所需曝气量为3或每m2池表面积3-5m3/h曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，进水方向与旋流前进方向一致，出水方向与进水方向垂直，应防止产生短流。,曝气沉砂池的设计参数：,1.总有效容积 式中：Qmax-最大设计流量，m3/s;t-最大设计流量时的停留时间，min。2.水流断面面积A 式中：v-

7、最大设计流量时的水平流速，m/s。,3.池总宽度b 式中：H-设计有效水深，m。4.池长5.所需曝气量D每m3污水所需曝气量，m3/m3。,曝 气 沉 砂 池 的 计 算 公 式,沉淀池,沉淀池,沉淀池特点与适用条件,沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。污泥区与排泥装置贮存、浓缩与排放污泥。,沉淀池由五部分组成,进水区,沉淀区,缓冲区,出水区,污泥区,沉淀池的运行方式,1.设计流量沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量规则相同。当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大

8、组合流量作为设计流量。在合流制系统中应按降雨时的设计流量计算，但沉淀时间应不小于30min。2.沉淀池的只数对于城市污水厂，沉淀池的只数不应少于2只。3.沉淀池的经验设计参数对于城市污水处理厂，如无污水沉淀性能的实测资料时，可参照表3-10的经验参数选用。,沉淀池的一般设计原则及参数,5.沉淀池的几何尺寸：沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.30.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60，圆斗不宜小于55；排泥管直径不小于200mm。6.沉淀池出水部分：一般采用自由溢流堰，溢流堰严格水平。出水堰的负荷为：对初沉池，应不大于2.9L/ms；对二次沉淀池，不应大于1.7L/ms。亦可采用多槽

9、出水布置，以提高出水水质。7.贮泥斗的容积：一般按不大于2日的污泥量计算。对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2小时计。8.排泥部分：沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83 kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池应不小于11.77 kPa（1.2mH2O）。,沉淀池的一般设计原则及参数,排泥装置与方法,2.单口扫描泵吸式,3.污泥泵、螺旋泵排泥,4.虹吸式排泥,1.静水压力排泥,初次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5m）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83 kPa（0.9m）；生物膜法的二沉池应不

10、小于11.77 kPa（1.2m）。排泥管1管径d=200mm,进水区有整流措施，保证入流污水均匀稳定地进入沉淀池。出水区设出水堰，控制沉淀池内的水面高度，保证沉淀池内水流的均匀分布。锯齿形堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调节装置，使出口堰口尽可能水平。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。多斗式沉淀池，不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。,平流式沉淀池的构造及工作特点,1.沉淀池的表面积A 式中：Qmax-最大设计流量，m3/s；q-表面水力负荷

11、，m3/m2h，初沉池一般取1.53 m3/m2h，二沉池一般取12m3/m2h。2.沉淀区有效水深h2 式中：t-沉淀时间，h，初沉池一般取12h；二沉池一般取1.52.5h。沉淀区有效水深h2通常取23m。,3.沉淀区有效容积V1 或 4.沉淀池长度L 式中：v-最大设计流量时的水平流速，mm/s；一般不大于5mm/s 5.沉淀池总宽度B,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计,6.沉淀池的格数n 式中：b-每格沉淀池的宽度；平流式沉淀池的长度一般 为3050m，为了保证污 水在池内分布均匀，池长 与池宽比不小于4，以45 为宜。,7.污泥区容积 对于生活污水，污泥区的总 容积V：式中：S-每

12、人每日的污泥量，L/d人 可参考表3-10；N-设计人口数，人；T-污泥贮存时间，d。,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计,平 流 式 沉 淀 池 的 设 计,8.沉淀池的总高度h 式中：h1-沉淀池超高，m；一般取0.3m；h2-沉淀区的有效深度，m；h3-缓冲层高度，m；一般取：无机械刮泥设备时为0.5m；有机械刮泥设备时，其上缘应 高出刮板0.3m；h4-污泥区高度，m；h4-泥斗高度，m；h4-梯形的高度，m。,9.污泥斗的容积V1 式中：S1-污泥斗的上口面积，m2；S2-污泥斗的下口面积，m2。10.污泥斗以上梯形部分污泥容 积V2 式中：L1-梯形上底边长，m;L2-梯形上底边长

13、，m。,辐流式沉淀池是一种大型沉淀池，池径可达100m，池周水深1.53.0m。有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂配水等几种形式。沉淀与池底的污泥一般采用刮泥机刮除，对辐流式沉淀池而言，目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。,辐流式沉淀池的构造及特点,进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀；进水挡板的下沿深入水面下约2/3深度处，距进水孔口有一段较长的距离，这有助于进一步把水流均匀地分布在整个入流渠的过水断面上，而且废水进入沉淀区的流速要小得多，有利于悬浮颗粒的沉淀。,周边进水辐流式沉淀池的入流区在构造上的特点

14、,在竖流式沉淀池中，污水是从下向上以流速v做竖向流动，废水中的悬浮颗粒有以下三种运动状态：由上述分析可知，当颗粒属于自由沉淀类型时，其沉淀效果（在相同的表面水力负荷条件下）竖流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。当颗粒属于絮凝沉淀类型时，由于在池中的流动存在着各自相反的状态，就会出现上升着的颗粒与下降着的颗粒，相互碰撞，致使颗粒的直径逐渐增大，有利于颗粒的沉淀。适于做二沉池。,竖流式沉淀池的工作原理,当颗粒以沉速uv时，则颗粒将以u-v的差值向下沉淀，颗粒得以去除；当u=v时，则颗粒处于随遇状态，不下沉不上升；当uv时，颗粒将不能沉淀下来，则会随上升水流带走。,竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方

15、形或多角形。竖流式沉淀池的深/宽（径）比一般不大于3，通常取2。竖流式沉淀池的中心管如下图所示。,竖流式沉淀池的构造,中心导流筒设计,中心流速30mm/s,流出速度：40mm/s,3-38,停留时间t=L/v=H/u0，当L、v不变时，池深H越浅，则u0越小，即可被沉淀去除的悬浮颗粒粒径越小。当u0、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u0的颗粒去除；或池长不变，深为H/3时，水平流速可增大到3v，仍能将沉速u0的颗粒去除。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。,斜板（管）沉淀池的理论基础,=5060,该种沉淀池是根

16、据浅池理论，在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板（管）沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成。,斜板（管）沉淀池的构造,斜板（管）沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点，在给水处理中得到比较广泛的应用，作为澄清或絮凝沉淀池等；在污水处理中不宜作为二次沉淀池，原因是：活性污泥粘度大，容易粘附在斜板（管）上，甚至可能堵塞斜（管）。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。,斜板（管）沉淀池在废水处理中的应用,提高沉淀池沉淀效果的有效途径,沉淀池存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大。,对污水进行曝气搅动,回流部分活性污泥,思考题,1.污水的物理处理法的去除对象？采用的处理方法有哪三类？各类有哪些典型方法和设备？2.根据悬浮物的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可分为哪4种类型？简述各种类型的特点。3.掌握自由沉淀理论的斯托克斯公式的推导和结论。4.沉淀池表面负荷的含义是什么，如何计算？与颗粒沉速u0有什么联系？5.常用的沉砂池有哪几种？6.掌握平流沉砂池和曝气沉砂池的设计方法。7.常见的沉淀池有哪几种？8.简述斜管斜板沉淀池的理论依据是什么？如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板沉淀的设计原理？9.表面负荷定义及物理意义。,