第二章水的物理化學(xué)處理方法第二章水的物理化學(xué)處理方法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)是污水處理的第一個(gè)單元，通常設(shè)置在各處理構(gòu)筑物之前。（一）格柵由斜置于渠道內(nèi)的一組平行的金屬柵條和框架組成；通過(guò)格柵的水流速度一般在0.6～1.0m/s；柵后的渠底應(yīng)比柵前低10～15cm，避免造成壅水現(xiàn)象；人工清撈格柵；機(jī)械清除格柵（履帶式，鋼絲繩牽引式，回轉(zhuǎn)式等）；截留粗大懸浮物和漂浮物，多用于生活污水的預(yù)處理。作用：去除粗大物質(zhì)并回收有用物質(zhì)；保護(hù)后續(xù)機(jī)械設(shè)備；防止管道堵塞。第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)（一）機(jī)械格柵如果只設(shè)置一套格柵，則應(yīng)設(shè)置溢流旁通道。機(jī)械格柵如果只設(shè)置一套格柵，則應(yīng)設(shè)置溢流旁通道。（二）篩網(wǎng)去除水中纖維、紙漿、藻類等稍小的雜物；轉(zhuǎn)鼓式，旋轉(zhuǎn)式，轉(zhuǎn)盤式，振動(dòng)篩等；截留粒度＜10mm的細(xì)碎懸浮物，多用于工業(yè)廢水預(yù)處理。（三）微濾機(jī)是一種截留細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過(guò)濾裝置。微濾機(jī)示意圖1.旋轉(zhuǎn)鼓筒；2.清水池；3.污水槽4.孔管；5.濾網(wǎng)沖洗設(shè)備；6.集渣斗7.排渣管；8.出水管占地面積小，過(guò)濾能力大，操作方便；可用于自來(lái)水廠原水過(guò)濾，去除藻類、水蚤等浮游生物；可用于工業(yè)廢水的過(guò)濾、廢水中有用物質(zhì)的回收；或用于污水的最終處理。（二）篩網(wǎng)（三）微濾機(jī)微濾機(jī)示意圖《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件二、沉砂池去除水中砂粒、煤渣等大顆粒雜質(zhì)；一般設(shè)在泵站、沉淀池之前；防止對(duì)水泵和污泥處置設(shè)備的磨損；使沉淀池中的污泥具有良好的流動(dòng)性。沉砂池工作原理：重力沉降——自由沉降。自由沉降的沉砂池，其澄清流量為池表面積和顆粒沉降速度的函數(shù)。沉砂池的設(shè)計(jì)則是根據(jù)實(shí)際水樣的沉降試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)進(jìn)行。二、沉砂池（一）平流式沉砂池構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易于排砂。（二）豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)后自下而上流動(dòng)；處理效果一般較差。（三）曝氣沉砂池除砂效率穩(wěn)定，對(duì)污水預(yù)曝氣，避免污水發(fā)臭，有利于后續(xù)的生化處理過(guò)程。（一）平流式沉砂池閘閥（可控制排砂）閘閥（可控制排砂）平流式沉砂池實(shí)驗(yàn)室模型平流式沉砂池實(shí)驗(yàn)室模型平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算：P84一般取0.15～0.3m/s平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算：P84一般取0.15～0.3m/s在池的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動(dòng)，產(chǎn)生與主流垂直的橫向環(huán)流。在離心力作用下，密度較大的無(wú)機(jī)顆粒被甩沉下，而使有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)。同時(shí)，砂?；ハ嗄Σ?，可去除砂粒表面附著的有機(jī)污染物。（排出的沉渣一般只含約5％的有機(jī)物。）對(duì)污水起到預(yù)曝氣作用。曝氣沉砂池在池的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動(dòng)，產(chǎn)生與主流三、離心分離（一）壓力式水力旋流器體積小，用料少，單位容積的處理能力高；表面負(fù)荷高達(dá)1000m3/(m2·h)；設(shè)備易受損，電耗較大。（二）重力式水力旋流器直徑大，離心力作用減弱，主要靠重力完成分離；表面負(fù)荷僅25～30m3/(m2·h).（三）離心機(jī)常速（低速、中速）、高速離心機(jī)；轉(zhuǎn)筒式、管式、盤式、板式離心機(jī)等。三、離心分離第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、沉淀（一）沉淀的基本類型（1）自由沉降顆粒之間呈離散狀態(tài)，互不聚合，單獨(dú)進(jìn)行沉降；其形狀、尺寸、質(zhì)量等均不改變；如：沉砂池及初次沉淀池的初期沉降。（2）絮凝沉降沉降過(guò)程中各顆粒之間互相黏結(jié)而凝聚成為較大的絮凝體；其尺寸、質(zhì)量隨深度而逐漸變大；如：混凝沉淀池、初次沉淀池的后期、二次沉淀池中的初期沉降。P88第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、沉淀P88（3）擁擠沉降（成層沉降）顆粒在水中濃度較大時(shí)，大量顆粒形成一個(gè)整體，共同下沉；顆粒間的相互位置不變，清水與泥水間界面清晰；如：高濁度水的沉淀、二沉池后期的沉降。（4）壓縮沉降上層顆?？恐亓ψ饔脭D壓下層顆粒，擠出水分；顆粒群體被壓縮；進(jìn)程非常緩慢；如：沉淀池底部的污泥斗中，或污泥濃縮池內(nèi)。（3）擁擠沉降（成層沉降）以下重點(diǎn)討論自由沉降過(guò)程：P89低濃度的離散顆粒，在靜水中受到兩個(gè)基本力的作用：重力Fg水的浮力Fb顆粒受到的凈作用力Fn為：——此即顆粒沉降的推動(dòng)力當(dāng)顆粒下沉?xí)r，立即受到阻力Fd的作用：當(dāng)推動(dòng)力和阻力達(dá)到平衡時(shí)，顆粒將以等速下沉。若顆粒是直徑為d的均質(zhì)球形，則此時(shí)的沉速為：CD:球形顆粒阻力系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)以下重點(diǎn)討論自由沉降過(guò)程：P89——此即顆粒沉降的推動(dòng)力在實(shí)際應(yīng)用中，一般通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定水樣的沉降性能。在實(shí)際應(yīng)用中，一般通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定水樣的沉降性能。《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件P92設(shè)計(jì)最小沉速u0P92設(shè)計(jì)最小沉速u0u=1.74*10-2m/minx0＝54％u=1.74*10-2m/min《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件平流式沉淀池示意圖沉淀池進(jìn)口的整流措施：采用擋板、穿孔墻、淹沒(méi)孔，或組合式；出口：常采用溢流式集水槽、淹沒(méi)孔口、鋸齒形三角堰口等。（二）沉淀池1、平流式沉淀池最早、最常用的形式，適用于較大流量的水處理廠；沉淀池底微有坡度，一般為0.01～0.02。平流式沉淀池示意圖沉淀池進(jìn)口的整流措施：采用擋板、穿孔墻、淹平流沉淀池的幾種配水方式平流沉淀池的集水槽布置方式平流沉淀池的幾種配水方式平流沉淀池的集水槽布置方式2、豎流式沉淀池平面形狀一般為圓形或方形，一般不設(shè)排泥機(jī)械，靠靜水壓頭排泥；沉淀池單池容量小，水量較大時(shí)不宜采用。豎流式沉淀池剖面圖豎流式沉淀池平面圖2、豎流式沉淀池豎流式沉淀池剖面圖豎流式沉淀池平面圖豎流式沉淀池實(shí)驗(yàn)室模型豎流式沉淀池實(shí)驗(yàn)室模型3、輻流式沉淀池直徑較大、水深相對(duì)較淺的圓形池子，適用于大型水廠；一般采用機(jī)械排泥，刮泥機(jī)每小時(shí)轉(zhuǎn)2～4周；可設(shè)計(jì)為中央進(jìn)水、周邊出水，周邊進(jìn)水、中央出水，或周邊進(jìn)水、周邊出水等形式。輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖(中心進(jìn)水周邊出水)缺點(diǎn)：進(jìn)口處流速很大，影響沉降效果。3、輻流式沉淀池輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖(中心進(jìn)水周邊出水)缺輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖(周邊進(jìn)水中央出水)輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件輻流式沉淀池輻流式沉淀池溢流堰溢流堰選擇沉淀池類型時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：水量的大??；水中懸浮物質(zhì)的物理性質(zhì)及其沉降特性；處理廠的總體布置與地形地質(zhì)情況等。選擇沉淀池類型時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：4、斜管/斜板沉淀池（斜流式沉淀池）斜板沉淀池/斜管沉淀池（蜂窩形或波紋形管）；淺池沉降原理：沉淀池越淺，沉淀時(shí)間越短；增加了沉淀池面積，縮短了沉淀時(shí)間，改善了水力條件，因此可大幅度提高處理能力。4、斜管/斜板沉淀池（斜流式沉淀池）斜板/斜管沉淀池缺點(diǎn)：當(dāng)泥量增加時(shí)，若排泥不暢，易產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，出水水質(zhì)惡化；水流停留時(shí)間短，耐沖擊負(fù)荷的能力較差；斜板/斜管施工要求高，易變形、積泥，需用高壓水定期沖刷；上部易滋生大量藻類，影響運(yùn)行及水質(zhì)。應(yīng)用場(chǎng)合：給水處理廠；工業(yè)廢水處理廠等。根據(jù)水流和泥流的相對(duì)方向，可分為：異向流（逆向流）、同向流、側(cè)向流（橫向流）斜板/斜管沉淀池缺點(diǎn)：根據(jù)水流和泥流的相對(duì)方向，可分為：斜管沉淀池斜管沉淀池斜板沉淀池斜板沉淀池第二章水的物理化學(xué)處理方法第二章水的物理化學(xué)處理方法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)是污水處理的第一個(gè)單元，通常設(shè)置在各處理構(gòu)筑物之前。（一）格柵由斜置于渠道內(nèi)的一組平行的金屬柵條和框架組成；通過(guò)格柵的水流速度一般在0.6～1.0m/s；柵后的渠底應(yīng)比柵前低10～15cm，避免造成壅水現(xiàn)象；人工清撈格柵；機(jī)械清除格柵（履帶式，鋼絲繩牽引式，回轉(zhuǎn)式等）；截留粗大懸浮物和漂浮物，多用于生活污水的預(yù)處理。作用：去除粗大物質(zhì)并回收有用物質(zhì)；保護(hù)后續(xù)機(jī)械設(shè)備；防止管道堵塞。第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)（一）機(jī)械格柵如果只設(shè)置一套格柵，則應(yīng)設(shè)置溢流旁通道。機(jī)械格柵如果只設(shè)置一套格柵，則應(yīng)設(shè)置溢流旁通道。（二）篩網(wǎng)去除水中纖維、紙漿、藻類等稍小的雜物；轉(zhuǎn)鼓式，旋轉(zhuǎn)式，轉(zhuǎn)盤式，振動(dòng)篩等；截留粒度＜10mm的細(xì)碎懸浮物，多用于工業(yè)廢水預(yù)處理。（三）微濾機(jī)是一種截留細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過(guò)濾裝置。微濾機(jī)示意圖1.旋轉(zhuǎn)鼓筒；2.清水池；3.污水槽4.孔管；5.濾網(wǎng)沖洗設(shè)備；6.集渣斗7.排渣管；8.出水管占地面積小，過(guò)濾能力大，操作方便；可用于自來(lái)水廠原水過(guò)濾，去除藻類、水蚤等浮游生物；可用于工業(yè)廢水的過(guò)濾、廢水中有用物質(zhì)的回收；或用于污水的最終處理。（二）篩網(wǎng)（三）微濾機(jī)微濾機(jī)示意圖《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件二、沉砂池去除水中砂粒、煤渣等大顆粒雜質(zhì)；一般設(shè)在泵站、沉淀池之前；防止對(duì)水泵和污泥處置設(shè)備的磨損；使沉淀池中的污泥具有良好的流動(dòng)性。沉砂池工作原理：重力沉降——自由沉降。自由沉降的沉砂池，其澄清流量為池表面積和顆粒沉降速度的函數(shù)。沉砂池的設(shè)計(jì)則是根據(jù)實(shí)際水樣的沉降試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)進(jìn)行。二、沉砂池（一）平流式沉砂池構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易于排砂。（二）豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)后自下而上流動(dòng)；處理效果一般較差。（三）曝氣沉砂池除砂效率穩(wěn)定，對(duì)污水預(yù)曝氣，避免污水發(fā)臭，有利于后續(xù)的生化處理過(guò)程。（一）平流式沉砂池閘閥（可控制排砂）閘閥（可控制排砂）平流式沉砂池實(shí)驗(yàn)室模型平流式沉砂池實(shí)驗(yàn)室模型平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算：P84一般取0.15～0.3m/s平流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算：P84一般取0.15～0.3m/s在池的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動(dòng)，產(chǎn)生與主流垂直的橫向環(huán)流。在離心力作用下，密度較大的無(wú)機(jī)顆粒被甩沉下，而使有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)。同時(shí)，砂粒互相摩擦，可去除砂粒表面附著的有機(jī)污染物。（排出的沉渣一般只含約5％的有機(jī)物。）對(duì)污水起到預(yù)曝氣作用。曝氣沉砂池在池的一側(cè)通入空氣，使污水在池中以螺旋狀向前流動(dòng)，產(chǎn)生與主流三、離心分離（一）壓力式水力旋流器體積小，用料少，單位容積的處理能力高；表面負(fù)荷高達(dá)1000m3/(m2·h)；設(shè)備易受損，電耗較大。（二）重力式水力旋流器直徑大，離心力作用減弱，主要靠重力完成分離；表面負(fù)荷僅25～30m3/(m2·h).（三）離心機(jī)常速（低速、中速）、高速離心機(jī)；轉(zhuǎn)筒式、管式、盤式、板式離心機(jī)等。三、離心分離第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、沉淀（一）沉淀的基本類型（1）自由沉降顆粒之間呈離散狀態(tài)，互不聚合，單獨(dú)進(jìn)行沉降；其形狀、尺寸、質(zhì)量等均不改變；如：沉砂池及初次沉淀池的初期沉降。（2）絮凝沉降沉降過(guò)程中各顆粒之間互相黏結(jié)而凝聚成為較大的絮凝體；其尺寸、質(zhì)量隨深度而逐漸變大；如：混凝沉淀池、初次沉淀池的后期、二次沉淀池中的初期沉降。P88第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、沉淀P88（3）擁擠沉降（成層沉降）顆粒在水中濃度較大時(shí)，大量顆粒形成一個(gè)整體，共同下沉；顆粒間的相互位置不變，清水與泥水間界面清晰；如：高濁度水的沉淀、二沉池后期的沉降。（4）壓縮沉降上層顆?？恐亓ψ饔脭D壓下層顆粒，擠出水分；顆粒群體被壓縮；進(jìn)程非常緩慢；如：沉淀池底部的污泥斗中，或污泥濃縮池內(nèi)。（3）擁擠沉降（成層沉降）以下重點(diǎn)討論自由沉降過(guò)程：P89低濃度的離散顆粒，在靜水中受到兩個(gè)基本力的作用：重力Fg水的浮力Fb顆粒受到的凈作用力Fn為：——此即顆粒沉降的推動(dòng)力當(dāng)顆粒下沉?xí)r，立即受到阻力Fd的作用：當(dāng)推動(dòng)力和阻力達(dá)到平衡時(shí)，顆粒將以等速下沉。若顆粒是直徑為d的均質(zhì)球形，則此時(shí)的沉速為：CD:球形顆粒阻力系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)以下重點(diǎn)討論自由沉降過(guò)程：P89——此即顆粒沉降的推動(dòng)力在實(shí)際應(yīng)用中，一般通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定水樣的沉降性能。在實(shí)際應(yīng)用中，一般通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定水樣的沉降性能?！董h(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件P92設(shè)計(jì)最小沉速u0P92設(shè)計(jì)最小沉速u0u=1.74*10-2m/minx0＝54％u=1.74*10-2m/min《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件《環(huán)境工程學(xué)》第二章---水的物理化學(xué)處理方法課件平流式沉淀池示意圖沉淀池進(jìn)口的整流措施：采用擋板、穿孔墻、淹沒(méi)孔，或組合式；出口：常采用溢流式集水槽、淹沒(méi)孔口、鋸齒形三角堰口等。（二）沉淀池1、平流式沉淀池最早、最常用的形式，適用于較大流量的水處理廠；沉淀池底微有坡度，一般為0.01～0.02。平流式沉淀池示意圖沉淀池進(jìn)口的整流措施：采用擋板、穿孔墻、淹平流沉淀池的幾種配水方式平流沉淀池的集水槽布置方式平流沉淀池的幾種配水方式平流沉淀池的集水槽布置方式2、豎流式沉淀池平面形狀一般為圓形或方形，一般不設(shè)排泥機(jī)械，靠靜水壓頭排泥；沉淀池單池容量小，水量較大時(shí)不宜采用。豎流式沉淀池剖面圖豎流式沉淀池平面圖2、豎流式沉淀池豎流式沉淀池剖面圖豎流式沉淀池平面圖豎流式沉淀池實(shí)驗(yàn)室模型豎流式沉淀池實(shí)驗(yàn)室模型3、輻流式沉淀池直徑較大、水深相對(duì)較淺的圓形池子，適用于大型水