1第2章廢水的預(yù)處理（物理處理）PreliminaryTreatment2第二章廢水的物理處理本章的問題：廢水處理的第一個(gè)步驟是什么？廢水的流量和其中污染物的量是恒定的還是隨時(shí)間變化的？如何解決流量和污染物量的變化？對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的和方式有幾種？廢水中最容易除去的污染物如何除去？3第二章廢水的物理處理重力沉降在水處理中的作用是什么？你知道重力沉降的原理嗎？你是否認(rèn)為重力沉降過程很簡(jiǎn)單？重力沉降的規(guī)律是什么？沉淀池的體積是如何確定的？實(shí)際沉淀池是如何工作的？沉淀池有哪些種類？各有什么特點(diǎn)和用途？返回4第二章廢水的物理處理1均衡和調(diào)節(jié)1．1調(diào)節(jié)的目的連1．2調(diào)節(jié)的方式連1．3調(diào)節(jié)池體積的確定連

1．4廢水濃度的調(diào)節(jié)連1．5調(diào)節(jié)池的位置連2格柵與篩濾連2．1格柵連2．2篩網(wǎng)連2．3篩余物的處置連3重力沉降法連3．1概述連

3．2自由沉降試驗(yàn)及去除率的計(jì)算連3．3影響絮凝沉降速度的因素連3.4理想沉淀池工作過程分析連

3.5沉砂池連3.6沉淀池連3.7隔油池連5

1均衡和調(diào)節(jié)

1．1調(diào)節(jié)的目的廢水流量和污染物含量是隨時(shí)間變化的。調(diào)節(jié)的目的是減少和控制廢水水質(zhì)（污染物濃度）及流量的波動(dòng)，以便為后續(xù)處理提供最佳條件。6某工業(yè)廢水流量隨時(shí)間變化曲線時(shí)間

廢水流量7生活廢水流量隨時(shí)間變化曲線時(shí)間/點(diǎn)鐘300.050.10.150.204812162024廢水流量/(m/s)8調(diào)節(jié)的具體目的（調(diào)節(jié)池的作用）：（1）適當(dāng)緩沖有機(jī)物的波動(dòng)以避免生物處理系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷；（2）適當(dāng)控制pH值或減小中和需要的化學(xué)藥劑量；（3）削減進(jìn)入物理化學(xué)處理系統(tǒng)的高峰流量并使加藥率能與進(jìn)水相適應(yīng)；（4）當(dāng)工廠不生產(chǎn)時(shí)還能保證水處理系統(tǒng)的連續(xù)供水；（5）控制廢水向城市管道系統(tǒng)的排放量，使廢水負(fù)荷分配比較均勻；（6）避免高濃度有毒廢水進(jìn)入生物處理廠；（7）調(diào)節(jié)由于季節(jié)的變化而引起的流量變化。返回目錄91．2調(diào)節(jié)的方式（水量調(diào)節(jié)）1）調(diào)節(jié)的主要設(shè)備是設(shè)置廢水調(diào)節(jié)池。

2）按調(diào)節(jié)池的位置，調(diào)節(jié)方式可分為在線調(diào)節(jié)與離線調(diào)節(jié)兩種：10（1）廢水的在線調(diào)節(jié)示意圖

去處廢水除調(diào)計(jì)量理廠雜物節(jié)池控制

泵站在線調(diào)節(jié)流程可以大幅度地調(diào)節(jié)廢水的成分和流量，但能源消耗大。11（2）廢水離線調(diào)節(jié)示意圖

廢水除雜物溢流設(shè)施調(diào)節(jié)池泵站計(jì)量與控制去水處理廠調(diào)節(jié)能力較差可以節(jié)省能源123）實(shí)際調(diào)節(jié)池布置示意圖（在線）出水量保持不變調(diào)節(jié)池水位變化以適應(yīng)來水量的變化134）調(diào)節(jié)池的攪拌裝置：(1）攪拌的目的：a保證充分均和，避免固體的沉淀。b通過攪拌和曝氣也可使還原性物質(zhì)氧化。c使某些可溶性氣體通過吹脫而減少。（2）攪拌的方法：常用的攪拌方法有機(jī)械曝氣法、擴(kuò)散空氣法及渦輪式攪拌器等。最常用的是裝設(shè)淹沒式攪拌器。（3）下列情況不適用攪拌：（a）廢水中含有有害的揮發(fā)物或溶解氣體時(shí)；（b）廢水中的還原性污染物能被空氣中的氧氧化成有害物質(zhì)；（c）空氣中的二氧化碳能使廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為沉淀物或有毒揮發(fā)物。返回目錄141．3調(diào)節(jié)池體積的確定計(jì)算時(shí)按最不利情況計(jì)算，即濃度和流量都在高峰時(shí)的區(qū)間來計(jì)算。具體步驟：

1）先在一天內(nèi)分時(shí)段測(cè)定廢水的平均流量，如每小時(shí)測(cè)定一次；

2）經(jīng)過一定時(shí)間后的平均濃度用下式計(jì)算。

c——T小時(shí)內(nèi)的污水平均濃度，mg/L；

q——T小時(shí)內(nèi)的污水平均流量，m3/h；

c1，c2—污水在各段時(shí)間內(nèi)的平均濃度，mg/Lq1，q2—污水在各段時(shí)間內(nèi)的平均流量，m3/hT——t1，t2等時(shí)間之和15廢水流量測(cè)定數(shù)據(jù)表時(shí)段/點(diǎn)鐘0-11-22-33-44-5…23-24流量/m3/sq1q2q3q4q5…q24濃度/mg/Lc1c2c3c4c5…c24163）所需調(diào)節(jié)池的容積：V=qT=q1t1+q2t2+qntn若采用對(duì)角線調(diào)節(jié)池，容積按下式計(jì)算：

V=qT/2α4）例：某化工廠酸性廢水的日平均流量為1000m3/d，污水流量及鹽酸濃度見表和圖，計(jì)算6h的平均濃度和調(diào)節(jié)池容積？（見課本P27表和圖）17返回目錄解：在進(jìn)行調(diào)節(jié)池的容積計(jì)算時(shí)，按最不利的情況，即濃度和流量在高峰時(shí)的區(qū)間來計(jì)算，調(diào)節(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，水質(zhì)越均勻。由圖可知，污水流量和濃度較高的時(shí)段在12h~18h之內(nèi)，此6h的污水平均濃度為：c=（5700×37+4700×68+3000×40+3500×64+5300×40+4200×40）/（37+68+40+64+40+40）=4350（mg/L）容積按下式計(jì)算：V=（37+68+40+64+40+40）/2×0.7=206（m3）181．4廢水濃度的調(diào)節(jié)1）目的：

如果廢水的流量變化不大，僅是污染物的濃度變化較大，可用另一種調(diào)節(jié)方式。

2）均和水質(zhì)的基本方法有兩種：

（1）利用壓縮空氣、葉輪攪拌和水泵循環(huán)而進(jìn)行的強(qiáng)制混合和均化；（2）利用差流方式使不同時(shí)間不同濃度的廢水混合而進(jìn)行的自身水力混合。193）方式：最常見的濃度調(diào)節(jié)池可稱異程式調(diào)節(jié)池，濃度調(diào)節(jié)池也稱為均質(zhì)池。這種調(diào)節(jié)池為常水位，重力流，在調(diào)節(jié)池中水流每一質(zhì)點(diǎn)的流程則由短到長(zhǎng)，都不相同，再結(jié)合進(jìn)出水槽的布置，使前后時(shí)程的水得以相互混合，取得隨機(jī)均質(zhì)的效果。204）調(diào)節(jié)池形式

（1）穿孔導(dǎo)流槽式調(diào)節(jié)池21（2）帶折流墻的調(diào)節(jié)池出水22返回目錄隔墻（3）圓型調(diào)節(jié)池231.5調(diào)節(jié)池的位置

確定原則（1）調(diào)節(jié)池的位置必須根據(jù)每個(gè)處理系統(tǒng)的情況而定。（2）因?yàn)檎{(diào)節(jié)池的最佳位置將隨廢水處理方法、廢水的特性和集水系統(tǒng)不同而不同，所以應(yīng)根據(jù)不同的情況認(rèn)真對(duì)比后確定。241．5調(diào)節(jié)池的位置

（3）一般是把調(diào)節(jié)池設(shè)置在初級(jí)處理之后其它處理之前，這樣可以減少污泥和浮渣的問題。（4）如果把調(diào)節(jié)池設(shè)在初級(jí)處理之前，就必須考慮設(shè)置足夠的混合和攪拌設(shè)備以防止固體沉淀，同時(shí)應(yīng)設(shè)置曝氣設(shè)備以防止產(chǎn)生氣味。返回目錄252格柵與篩濾

1）作用：篩濾的目的是去除廢水中粗大的懸浮物和雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的一種預(yù)處理方法。

2）分類：篩濾的構(gòu)件包括平行的棒、條、金屬網(wǎng)、格網(wǎng)或穿孔板。由平行的棒和條構(gòu)成的稱為格柵；由金屬絲織物或穿孔板構(gòu)成的稱為篩網(wǎng)。他們的去除物稱為篩余物。262．1格柵

1）位置：格柵一般斜置在進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，它本身阻力不大，阻力主要產(chǎn)生于篩余物堵塞柵條

2）分類：

（1）按形狀曲面格柵：篩網(wǎng)呈弧狀平面格柵：篩網(wǎng)呈平面27

（2）按柵條的間隙粗格柵（50-100mm）

（3）按篩余物清理方式分人工清渣機(jī)械清渣大于0.2m3/d時(shí)采用細(xì)格柵（3-10mm）中格柵（10-40mm）（4）按格柵活動(dòng)方式固定格柵活動(dòng)格柵手耙式機(jī)械耙式鋼索格柵鼓輪格柵28人工清渣格柵示意圖格柵操作平臺(tái)濾水板29移動(dòng)式伸縮臂機(jī)械格柵示意圖耙斗格柵行走輪30返回目錄污水處理中一般設(shè)置兩道格柵，一般在泵房前設(shè)粗格柵，泵房后設(shè)細(xì)格柵312．2篩網(wǎng)1）作用：篩網(wǎng)的孔的形狀和大小與格柵不同，最常用的是使用金屬絲編織成的方孔篩網(wǎng)。作用是除去粒度更小的懸浮物，如纖維，藻類，紙漿等。2）分類振動(dòng)篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)轉(zhuǎn)盤式篩網(wǎng)微濾機(jī)32（1）振動(dòng)篩網(wǎng)示意圖33（2）水力篩網(wǎng)構(gòu)造示意圖水篩余物進(jìn)水管不透水部分34353637返回目錄3）如何選擇篩網(wǎng)：（1）污水呈酸性或堿性時(shí)，篩網(wǎng)應(yīng)耐腐蝕；（2）篩網(wǎng)尺寸應(yīng)按所需截流污染物的流量定；（3）污水中若含有油類物質(zhì)，應(yīng)對(duì)污水先進(jìn)行預(yù)處理（除油），以防止油堵塞網(wǎng)孔。382．3篩余物的處置原則（1）收集的篩余物運(yùn)至處置區(qū)填埋或與城市垃圾一起處理。（2）當(dāng)有回收利用價(jià)值時(shí)，可送至粉碎機(jī)或破碎機(jī)被破碎后再用。（3）對(duì)于大型水處理系統(tǒng)，也可采用焚燒的方法徹底處理。返回目錄393、重力分離法

3.1概述4041424344451）定義（1）重力分離是依靠廢水中懸浮物密度與水密度不同這一特點(diǎn)來分離廢水中固體懸浮物的方法。（2）當(dāng)懸浮物的密度大于水的密度時(shí)，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉淀物。當(dāng)懸浮物的密度小于水的密度時(shí)，懸浮物將上浮到水面形成浮渣，通過收集沉淀物與浮渣，使廢水得到凈化的過程就是重力分離的方法。因此重力分離法又分為沉淀法和上浮法46（3）沉淀法的分類：沉淀法可分為自然沉淀和混凝沉淀（i）自然沉淀依靠廢水中固體顆粒的自身重力進(jìn)行沉降，僅對(duì)較大顆粒能達(dá)到去除目的，其實(shí)質(zhì)是物理處理方法，如沉淀池（ii）混凝沉淀在廢水中投加混凝劑，使廢水中的微小顆粒與混凝劑結(jié)成較大的膠團(tuán)，加速在水中的沉降，其實(shí)質(zhì)是化學(xué)處理方法，沉淀的作用是泥水分離。472）重力分離可以除去的污染物：懸浮物(SS)：包括有機(jī)懸浮物和無機(jī)懸浮物油類物質(zhì)：包括浮油和乳化油483）沉降在廢水處理系統(tǒng)中的作用(1)在一級(jí)處理的廢水處理系統(tǒng)中，沉降是主要處理工藝，廢水處理效果的高低，基本取決于沉淀池的沉淀效果。(2)在二級(jí)處理的廢水處理系統(tǒng)中，沉降具有多種功能。在生物處理設(shè)備前設(shè)初次沉淀池，以減輕后繼處理設(shè)備的負(fù)荷，保證生物處理設(shè)備凈化功能的正常發(fā)揮。在生物處理設(shè)備后設(shè)二次沉淀池，用以分離生物污泥，使處理水得到澄清。49(3)在灌溉或排入氧化塘前，廢水也必須進(jìn)行沉降處理，以穩(wěn)定水質(zhì)，去除寄生蟲卵和能夠堵塞土壤孔隙的固體顆粒。 重力沉降過程是一個(gè)看起來簡(jiǎn)單，實(shí)際上很復(fù)雜的過程，下面我們?cè)敿?xì)介紹重力沉降過程。504）沉降過程的分類：根據(jù)廢水中可沉降物質(zhì)顆粒的大小、凝聚性能的強(qiáng)弱及其濃度的高低，按觀察到的現(xiàn)象可把沉降可分為四種類型：自由沉降絮凝沉降成層沉降(集團(tuán)沉降、干涉沉降）壓縮沉降51（1）自由沉降的特點(diǎn)：a發(fā)生條件：

廢水中的懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚性時(shí)發(fā)生的。b特征：

※沉降過程中，固體顆粒不改變形狀和尺寸，也不互相粘合，各自獨(dú)立地完成沉降過程。

※顆粒的沉降速度在經(jīng)一定的沉降時(shí)間后保持不變。c現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到水是從上到下逐步變清的。

d例：沉砂池和初沉池內(nèi)顆粒物初期沉淀；含量少的泥砂在水中的沉淀。52自由沉降過程示意圖液面在攪拌的作用下分布均勻隨著沉降的進(jìn)行，上部變清到一定時(shí)間，沉降完成。t=0時(shí)t=t1時(shí)t=t2時(shí)t=無窮大時(shí)53（2）絮凝沉降的特點(diǎn)：a發(fā)生條件：

固體濃度也不高，但具有凝聚性時(shí)發(fā)生的。b特征：

※在沉降的過程中，顆粒尺寸，質(zhì)量均會(huì)隨深度的增加而增加；

※濃度上稀下濃；SS濃度隨水深度變化而變化，且呈現(xiàn)非線性變化。

※沉降的過程中顆粒的沉降速度也是隨深度增加而增加的。c現(xiàn)象：

水也是逐漸變清的，但可觀察到顆粒的絮凝現(xiàn)象。

d例二沉池中的活性污泥初期沉淀；水處理中的混凝沉淀。54（3）成層沉降的特點(diǎn)：a發(fā)生條件：

廢水中懸浮顆粒的濃度提高到一定程度后發(fā)生的。b特征：

每個(gè)顆粒的沉淀將受到其周圍顆粒存在的干擾，沉速有所降低，在聚合力的作用下，顆粒群結(jié)合成為一個(gè)整體，各自保持相對(duì)不變的位置共同下沉。c現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)時(shí)可觀察到水與顆粒群之間有明顯的分界面，沉降的過程實(shí)際上是該界面下沉的過程。

d例二沉池中的活性污泥的后期沉淀55（4）壓縮沉降的特點(diǎn)：a發(fā)生條件：

廢水中懸浮物的濃度很高時(shí)發(fā)生的。b特征：

此時(shí)固體顆粒互相接觸，互相支承，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的液體被擠出界面，固體顆粒群被濃縮。c現(xiàn)象：

粒群與水之間也有明顯的界面，但顆粒群部分比成層沉降時(shí)密集，界面的沉降速度很慢。

d例污泥在濃縮池中的濃縮56不同沉降過程示意圖

A－澄清區(qū)；B－沉降區(qū)；C－過渡區(qū)；D－壓縮區(qū)清水區(qū)，此處等于出水的水質(zhì)開始時(shí)在攪拌的作用下是分布均勻沉降區(qū)和清水區(qū)有明顯的界面，沉降的過程是該界面以等速下沉壓縮區(qū)，該區(qū)內(nèi)濃度基本相同，但比沉淀區(qū)高過渡區(qū)，該區(qū)內(nèi)濃度隨深度變化沉降區(qū)，該區(qū)內(nèi)濃度基本相同，且不隨時(shí)間變化57顆粒性質(zhì)和濃度對(duì)沉降類型的影響返回目錄583．2自由沉降試驗(yàn)及去除率的計(jì)算1）顆粒自由沉降速度的確定自由沉降適用于懸浮固體濃度較低，且為非絮凝性或弱絮凝性的水質(zhì)狀況。

計(jì)算顆粒沉降速度的假設(shè)：（1）顆粒為球形，不可壓縮，也無凝聚性，沉降過程中其大小、形狀和質(zhì)量等均不變；（2）水處于靜止?fàn)顟B(tài)；（3）顆粒沉降僅受重力和水的阻力作用。在以上假設(shè)的條件下可以得出球形顆粒的沉降速度公式。

59Stokes公式式中：u－顆粒的沉降末速度，m/s；

s、

－分別表示顆粒及水的密度，kg/m3g－重力加速度，m/s2

－水的粘度，Pa?s；d－顆粒的粒徑，m。60Stokes公式說明的問題（1）顆粒與水的密度差（

s－

）愈大，它的沉速也愈大，成正比關(guān)系。

當(dāng)

s>

時(shí)u>0，顆粒下沉；

當(dāng)

s<

時(shí),u<0，顆粒上浮；

當(dāng)

s=

時(shí)，u=0，顆粒既不下沉也不上浮。61Stokes公式說明的問題（2）水的粘度

愈小，沉速愈快，成反比關(guān)系。因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于沉降62Stokes公式說明的問題（3）顆粒直徑愈大，沉速愈快，成平方關(guān)系。因此隨粒度的下降，顆粒的沉降速度會(huì)迅速降低。實(shí)際水處理過程中，水流呈層流狀態(tài)的情況較少，所以一般沉降只能去除d>20

m的顆粒。63Stokes公式應(yīng)用舉例：

油珠的直徑為50

m，密度為800kg/m3。試計(jì)算油珠在20℃水中的上浮速度。解:油珠d＝5O

m=5×lO-5m，2O℃水的粘度

＝0.001OlPa·s，代入Stokes公式得：

u=9.81(1000-800)×(5×10－5)2/18×1.01×10－3=2.7×10－4m/s=0.97m/h642）自由沉降去除率的確定（1）目的：顆粒自由沉降雖然能夠計(jì)算，但其計(jì)算公式推導(dǎo)過程有許多假設(shè)，實(shí)際情況與這些假設(shè)相差較大，因此實(shí)際沉降要復(fù)雜得多，需要通過試驗(yàn)才能確定設(shè)計(jì)沉淀池的參數(shù)。65

（2）實(shí)驗(yàn)用沉淀柱試驗(yàn)在設(shè)有一個(gè)取樣口的透明沉降柱中進(jìn)行。柱的內(nèi)徑為100mm，有效高度為1.5～2.0m。

取樣口可設(shè)在工作水深為H的低部，也可設(shè)在H/2處的中部（圖），二者分別稱為底部取樣和中部取樣。目前趨向于采用中點(diǎn)取樣法，這是因?yàn)椋弘S著沉降時(shí)間的延長(zhǎng)，沉降柱內(nèi)的懸浮固體濃度勢(shì)必形成上稀下濃的線形不均勻分布態(tài)勢(shì)，而我們要測(cè)定的是沉降柱內(nèi)整個(gè)水層的殘留SS濃度，用H/2處的SS濃度代表柱內(nèi)的SS平均濃度，能減小采用底部取樣帶來的沉降效率的負(fù)偏差。66自由沉降試驗(yàn)所用的沉降柱示意圖底部取樣中部取樣67（3）試驗(yàn)步驟：（i）根據(jù)廢水的性質(zhì)和希望達(dá)到的去除率估計(jì)所需的總沉降時(shí)間、沉降時(shí)間間隔和取樣的次數(shù)。把沉降柱編號(hào)寫在記錄表中。示范一般為5–7次，取樣太多，測(cè)定所需的時(shí)間和費(fèi)用高，數(shù)據(jù)處理也麻煩，次數(shù)太少則準(zhǔn)確性差。然后確定所需沉降柱的數(shù)目68（ii）將待測(cè)廢水?dāng)嚢杈鶆颍尤氲礁鞒两抵兄敝了畯纳喜恳缌骺谝绯鰹橹梗瑪嚢杈鶆虿y(cè)定原始濃度c0；（iii）攪拌均勻后開始計(jì)時(shí)，并按確定好的時(shí)間間隔，順序從不同的沉降柱取樣口取樣，分別測(cè)定相應(yīng)的懸浮物濃度c1、c2、c3…

cn。把結(jié)果添入記錄表中；表（iv）列表計(jì)算與各沉降時(shí)間對(duì)應(yīng)的沉降效率E；

（v）在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上繪制E-t和E-u沉降曲線。圖(3)結(jié)論69

目前常用的沉降試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法有兩種：一種是常規(guī)計(jì)算法，另一種是Camp圖解積分法。前者計(jì)算簡(jiǎn)單，但誤差較大，得到的是E-t和E-u曲線；后者比較復(fù)雜，但結(jié)果精確，得到的是ET-t和ET-u曲線。70返回E沉降時(shí)間，t(min)E-t曲線最小沉速，μEE-u曲線ET-tE-tET-μE-μ71試驗(yàn)記錄用表格沉降柱編號(hào)123…n沉降時(shí)間/mint1t2t3…tn試樣固體濃度/（mg/L）c1c2c3…cn沉降速度/（m/s）ui=H/tiu1u2u3…un剩余固體分?jǐn)?shù)xi=ci/c0x1x2x3…xn72（3）結(jié)論：自由沉淀E~t曲線與水深有關(guān)，E~u曲線與實(shí)驗(yàn)水深無關(guān)；所以實(shí)驗(yàn)用沉淀柱深度應(yīng)與實(shí)際沉淀池的水深相同。因?yàn)轭w粒勻速運(yùn)動(dòng)，所以若水深H減半，則可以推斷達(dá)到相同沉淀效果的時(shí)間t也減半，即u與時(shí)間無關(guān)返回目錄733．3影響絮凝沉降速度的因素a顆粒的絮凝程度；越強(qiáng)沉降速度越快b沉降時(shí)間；越長(zhǎng)速度越快c顆粒之間的碰撞幾率；幾率越大速度越快d廢水流量的大小；越小越快e沉降的深度；越大速度越快f沉降裝置的速度梯度；越小越快

74g顆粒濃度和粒徑的變化范圍；濃度越大，粒徑變化范圍越大速度越大h是否添加藥劑；一般是添加藥劑有利于沉降，但與添加藥劑的種類有關(guān)。因此，絮凝沉降是比自由沉降復(fù)雜得多的過程，其沉降規(guī)律只能用實(shí)驗(yàn)的方法來確定。753．4理想沉淀池工作過程分析

1）理想沉淀池的概念理想沉淀池的條件：(1)過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)，水平流速相等為v；連(2)懸浮物顆粒在水中的沉淀速度恒定u；連(3)在沉淀池進(jìn)口處，懸浮物均勻分布；連(4)懸浮物落到池底污泥區(qū)，即認(rèn)為已被除去，不再浮起。連

76沉降區(qū)u=u0的顆粒vu入流區(qū)u<u0的顆粒u=u0的顆粒u>u0的顆粒理想沉淀池的工作過程分析772）理想沉淀池工作過程分析

根據(jù)理想沉淀池的假設(shè)，固體顆粒隨水流進(jìn)入沉降區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)軌跡為斜率等于u/v的直線。為了完全分離沉速為u0的顆粒，就必須使從水面上o點(diǎn)入流的這種顆粒在池內(nèi)運(yùn)動(dòng)了水平距離L后到達(dá)沉降區(qū)的端點(diǎn)x’,其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線ox’。此時(shí)由圖中三角形相似關(guān)系，可得u0/v=H/L。

78

對(duì)于u≥u0的顆粒，有u/v≥H/L，其運(yùn)動(dòng)軌跡為斜率等于和大于ox’的直線，因而能全部被除去，沉降效率等于公式中的(1-x0)×100(%)。

如果由x’點(diǎn)作ox的平行線，交入流斷面于o’，設(shè)o’的水深為h，則有u/v≥h/L。因此，從o’點(diǎn)及其以下入流的u<u0的顆粒能被完全除去。顯然，這種顆粒中能被除去的部分占其總量的分率等于h/H或u/u0，其沉降效率為公式中的對(duì)于u<u0的顆粒，如果是從o點(diǎn)入流,則其運(yùn)動(dòng)軌跡為斜率小于u0/v的斜線ox，它們?cè)诔恋匠氐浊熬捅凰鲙С龀恋沓兀蚨荒鼙怀ァ?9

可見，在靜置沉降中得到的沉降規(guī)律也適用于理想沉淀池。上述兩種固體顆粒的總沉降效率為80（1）表面負(fù)荷：如果沉淀池沉降區(qū)的表面積為A，處理水量為Q，則有：

上式中的Q/A是沉淀池設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，稱為表面負(fù)荷，以q0表示，其單位是m3/m2·h。3）沉淀池表面負(fù)荷與顆粒沉降速度的關(guān)系81由公式可知：（1）表面負(fù)荷q0在數(shù)值上等于正好被除去的那種顆粒的沉速u0，因而由E-u曲線上查到與某一E值對(duì)應(yīng)的u0值后，即可按A=Q/q0計(jì)算沉降區(qū)的表面積。（2）表面負(fù)荷q0值愈小，沉速u≥u0的顆粒占SS總量的分率愈大，沉速u<u0中能被除去的分率也愈大，總沉降效率ET也就愈高。（3）在離散型沉降中，當(dāng)處理水量為定值是，處理效率ET

僅是沉降區(qū)表面積的函數(shù)，而與水深無關(guān)。A↑，q0↓，則ET↑。

82（2）實(shí)際應(yīng)用中的問題在實(shí)際沉淀池中，理想沉淀池的假設(shè)條件都不存在。除了顆粒沉速外，溫度差引起的對(duì)流，密度差引起的異重流，池內(nèi)死角和水與池壁摩擦引起的滯流，風(fēng)力和水力攪動(dòng)以及配水、集水裝置不可能絕對(duì)合理等引起的短路流和紊流,都會(huì)造成池內(nèi)水流和水中固體顆粒作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。這些因素的不利影響是：固體顆粒的沉速降低,并導(dǎo)致(1-x0)和u/u0都減小；水流水平分速v可能超過顆粒沖起速度vc，使已沉降的顆粒被重新沖起。83二者的綜合效果是只有采用比理想條件更長(zhǎng)的沉降時(shí)間和更小的表面負(fù)荷，才能達(dá)到預(yù)期的分離效果。因此，將靜置沉降曲線用于沉淀池的設(shè)計(jì)時(shí)，常按以下的經(jīng)驗(yàn)公式確定設(shè)計(jì)表面負(fù)荷q和沉降時(shí)間t:式中q0、u0、t0——分別為由沉降曲線上查得的理論沉降速度和沉降時(shí)間。

84（3）結(jié)論：

（i）沉淀池的表面負(fù)荷在數(shù)值上與該沉淀池能夠完全除去的最小顆粒的沉降速度相同。

所以，通過沉降試驗(yàn)，根據(jù)要求達(dá)到的沉淀總效率，得到能夠完全除去的最小顆粒的沉降速度，即得到了沉淀池的表面負(fù)荷。（ii）在一定流量下，沉淀池表面積越大，則分離的懸浮顆粒沉淀速度越小，顆粒粒徑也越小，由沉降性能曲線可知，其總?cè)コ室苍酱蟆?5（iii）由此可以看出，沉淀池的去除率僅與顆粒沉速或沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與池深無關(guān)。因此，應(yīng)該把沉淀池做得淺些，表面積大些，這就是顆粒沉降的淺層理論。返回目錄863.5沉砂池

1)一般說明(1)一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分離水中較大的無機(jī)顆粒。以使水泵、管道免受磨損和阻塞；以減輕沉淀池的無機(jī)負(fù)荷；改善污泥的流動(dòng)性，以便于排放、輸運(yùn)。(2)分類：按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式(常用)、豎流式、離心式、曝氣式等。

(3)由于曝氣沉砂池和環(huán)流式（離心式）沉砂池對(duì)流量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時(shí)，建議盡量采用曝氣沉沙池和環(huán)流式沉砂池。

87集砂渠集油區(qū)沉砂區(qū)行車進(jìn)水管出水管進(jìn)水管出水管出水渠882）有關(guān)沉砂池圖(1)平流式沉砂池圖89集砂槽曝氣管（2）曝氣沉砂池剖面圖90（3）機(jī)械排砂曝氣沉砂池913）設(shè)計(jì)計(jì)算:

曝氣沉砂池、平流沉砂池為例。例1：曝氣沉砂池（1）主要設(shè)計(jì)參數(shù)

旋流速度應(yīng)保持0.25-0.3米/秒；水平流速為0.1米/秒；最大流量時(shí)的水力停留時(shí)間為1-3分鐘；有效水深一般為2-3米，寬深比一般1-1.5

長(zhǎng)寬比一般應(yīng)大于5

曝氣量一般為0.2m3/m3（廢水）

池內(nèi)應(yīng)考慮消泡與隔油裝置（或設(shè)備）

92曝氣沉砂池存在的問題：①砂中含有機(jī)物；②對(duì)被有機(jī)物包覆的砂粒截留效率不高。曝氣的作用是使有機(jī)物處于懸浮；砂粒摩擦及在氣體剪切力和紊動(dòng)條件下，去除其附著的有機(jī)污染物。93（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容

（i）工藝尺寸（ii）結(jié)構(gòu)尺寸

（iii）進(jìn)出水區(qū)（iv）工藝裝備主要確定沉砂池的池長(zhǎng)Ｌ、池寬Ｂ、池深Ｈ等沉砂池的結(jié)構(gòu)尺寸包括集砂斗、集砂槽、集油區(qū)等。進(jìn)水區(qū)、配水方式、出水區(qū)94（iv）工藝裝備供氣方式：鼓風(fēng)曝氣，曝氣沉砂池的供氣可與曝氣池供氣聯(lián)合進(jìn)行或獨(dú)立進(jìn)行。

曝氣設(shè)備：一般采用穿孔管，孔徑一般為2－5mm。

排砂設(shè)備、集油設(shè)備：曝氣沉砂池的排砂一般采用排砂泵抽吸；浮油的收集通常采用撇油的方式；吸砂泵和撇油設(shè)備通常置于行車上。

砂水和油水分離設(shè)備：從沉砂池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常設(shè)置砂水分離器和油水分離器對(duì)其分別進(jìn)行處置。

95例2：平流式沉砂池(1)設(shè)計(jì)參數(shù)①流量Q：按Qmax設(shè)計(jì)；自流時(shí)，按最大流量；泵輸送時(shí)，按泵的最大組合流量②分格數(shù)n：n≥2③水平流速v：0.15~0.3m/s④停留時(shí)間：t≥30~60s(2)設(shè)計(jì)內(nèi)容:同曝氣沉砂池返回目錄963．6沉淀池

1）沉淀池的分類沉淀池可分為普通沉淀池和淺層沉淀池兩大類。按工藝布置可分為初沉池和二沉池，按照水在池內(nèi)的總體流向，普通沉淀池又有平流式、豎流式和輻流式三種型式

97平流式：平流式沉淀池，廢水從池一端流入，沿水平方向在池內(nèi)流動(dòng)，從另一端溢出，池的形狀呈長(zhǎng)方形，在進(jìn)口處的底部設(shè)貯泥斗。98平流式沉淀池教學(xué)圖99

輻流式：形狀呈圓形或方形，廢水從池中心進(jìn)入，沉淀后廢水從池周邊溢出。適用于大型沉淀池100輻流式沉淀池（樂百氏食品廢水）101

豎流式：廢水從池中央下部進(jìn)入，由下向上流動(dòng)。適用于小型沉淀池出水進(jìn)水102

普通沉淀池分為入流區(qū)、沉降區(qū)、出流區(qū)、污泥區(qū)和緩沖區(qū)5個(gè)功能區(qū)。（i）入流區(qū)和出流區(qū)是進(jìn)行配水和集水，使水流均勻地分布在各個(gè)過流斷面上，為提高容積利用、系數(shù)和固體顆粒的沉降提供盡可能穩(wěn)定的水力條件。（ii）沉降區(qū)是可沉顆粒與水分離的區(qū)域。（iii）污泥區(qū)是泥渣貯存、濃縮和排放的區(qū)域。（iv）緩沖層是分隔沉降區(qū)和污泥區(qū)的水層，防止泥渣受水流沖刷而重新浮起。以上各部分相互聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的處理能力和沉降效率2）普通沉淀池結(jié)構(gòu)：103（1）平流式沉淀池a

平流式沉淀池的主要組成部分及作用：i

進(jìn)水區(qū)：流入裝置作用是消能，使廢水均勻分布。流入裝置是橫向潛孔，潛孔均勻地分布在整個(gè)寬度上;在潛孔前設(shè)擋板,擋板高出水面0.15－0.2m，伸入水下的深度不小于0.2m。也有潛孔橫向水平排列的流入裝置。ii

出水區(qū)：出流堰是沉淀池的重要部件，它不僅控制沉淀池內(nèi)水面的高程，而且使后出水盡量均勻流出。連多采用自由堰型式，堰前也設(shè)擋板，以阻攔浮渣，或設(shè)浮渣收集和排除裝置。鏈104iii沉淀區(qū)（工作區(qū)）：是可沉降顆粒與廢水分離的區(qū)域，同時(shí)使進(jìn)出水均勻。鏈iv污泥區(qū)：排除沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常，保證出水水質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。在池的前部設(shè)貯泥斗，其中的污泥通過排泥管借1.5－2.0m的靜水壓力排出池外，池底坡度一般為0.01－0.02。沉降在沉淀池其它部位的污泥通過機(jī)械裝置集中到貯泥斗中。鏈

刮泥設(shè)備是橋式行車刮泥機(jī)或鏈帶式刮泥機(jī)L。也可采用多斗式排泥L。緩沖層：緩沖層則是分隔沉淀區(qū)和污泥區(qū)的水層，保證已沉下的顆粒不因水流攪動(dòng)而再行浮起。鏈105b）特點(diǎn)：（i）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低；（ii）多采用多斗排泥，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時(shí)，機(jī)械設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件均浸于水中，易銹蝕；（iii）適用于地下水較高及地質(zhì)較差的地區(qū)，適用于大、中、小型污水處理廠。106c平流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖流入裝置:沉淀區(qū)流出裝置污泥區(qū)緩沖層流出裝置107d平流式沉淀池的流入裝置與出流堰的一種形式108e目前多采用如下圖所示的鋸齒形溢流堰，這種溢流堰易于加工，也比較容易保證出水均勻。水面應(yīng)位于齒高度的1/2處。109f設(shè)有鏈帶式刮泥機(jī)的平流式沉淀池

在池底部，鏈帶緩緩地沿與水流相反的方向滑動(dòng)，刮板嵌于鏈帶上，在滑動(dòng)中將池底沉泥推入貯泥斗中，而在其移到水面時(shí)，又將浮渣推到出口，從那里集中清除。這種設(shè)備的主要缺點(diǎn)是各種機(jī)件都在水下，易于腐蝕，難于維護(hù)。為此，可改用橋式行車刮泥機(jī)110g多斗排泥平流式沉淀池111112113浮渣槽出流堰擋板114鋸齒形出水堰浮渣槽115（2）輻流式沉淀池簡(jiǎn)介：a輻流式沉淀池常為直徑較大的圓形池。b直徑一般介于20－30m之間，但變化幅度可為6－60m，最大甚至可達(dá)100m，池中心深度約為2.5－5.0m，池周深度則約為1.5－3.0m。c廢水從池中心處流入，沿半徑的方向向池周流動(dòng)。d其水力特征是廢水的流速由大向小變化。116輻流式沉淀池圖（中心進(jìn)水周邊出水）特點(diǎn)：

a采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單；

b池內(nèi)水流速度不穩(wěn)定，機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施質(zhì)量要求較高；

c適用于地下水較高的地區(qū)，適用于大中型污水處理廠

117中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖進(jìn)水出水排泥118進(jìn)水槽刮泥裝置出水堰出水槽119出水堰出水槽120刮泥裝置沉淀池中心進(jìn)水套管121122123（3）豎流式沉淀池簡(jiǎn)介：

a豎流式沉淀池多呈圓形，也有采用方形和多角形的。直徑或邊長(zhǎng)一般在8m以下，多介于4－7m之間。沉淀池上部呈柱狀部分為沉淀區(qū)，下部呈截頭錐狀的部分為污泥區(qū)，在二區(qū)之間留有緩沖層0.3m。

b

廢水從中心管流入，由下部流出，通過反射板的阻攔向四周分布，然后沿沉淀區(qū)的整個(gè)斷面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。流出區(qū)設(shè)于池周，采用自由堰或三角堰。如果池子的直徑大于7m，一般要考慮設(shè)輻射式集水槽與池邊環(huán)形集水槽相通。124豎流式沉淀池圖特點(diǎn)：

a排泥方便，占地面積小；

b池子深度小，施工困難，對(duì)沖擊負(fù)荷及溫度變化的適應(yīng)能力較差，造價(jià)高，池徑不宜太大

c適用于水量不大的小型污水處理廠。125豎流式沉淀池示意圖進(jìn)水排泥出水1263）沉淀池的強(qiáng)化與改進(jìn)（1）傳統(tǒng)沉淀池的缺點(diǎn)：一是去除率不高，常用的沉淀時(shí)間為1.5h，懸浮物的去除率一般在40％－60％之間，很少超過80％；二是這些沉淀池都體積龐大，占地面積較大。127（2）為提高沉淀池的去除率，可從兩方面提高沉淀池的分離效果和處理能力：一是從原水水質(zhì)方面著手，采取措施，改變水中懸浮物質(zhì)的狀態(tài)，使其易于與水分離沉降。混凝就是比較有效的方法。二是從沉淀池的結(jié)構(gòu)方面著手，創(chuàng)造更適宜于顆粒沉降分離的條件。其中較為成熟的有預(yù)曝氣和各種類型的新型沉淀池。128（a）預(yù)曝氣i預(yù)曝氣的種類第一種是單純曝氣，即僅進(jìn)行曝氣，不投加任何物質(zhì)，目的是促進(jìn)自然絮凝。第二種是在曝氣的同時(shí)，投加生物處理單元排出的剩余生物污泥，利用這些污泥所具有的活性產(chǎn)生絮凝作用，這一過程稱為生物絮凝。129ii預(yù)曝氣的作用有以下幾方面:

第一可產(chǎn)生自然絮凝或生物絮凝作用，使廢水中的微小顆粒凝聚成大顆粒，以便沉降分離；

第二氧化廢水中的還原性物質(zhì)；

第三吹脫廢水中溶解的揮發(fā)物；

第四增加廢水中的溶解氧，減輕廢水的腐化，提高廢水的穩(wěn)定度。130預(yù)曝氣輻流式沉淀池污水入口污泥排出管污泥懸浮層預(yù)曝氣室沉降區(qū)131b新型沉淀池i向心輻流式沉淀池（周邊進(jìn)水中心出水）特點(diǎn)：一般的輻流式沉淀池，廢水是從中心進(jìn)入而在池四周出流，進(jìn)口處流速很大，呈紊流狀態(tài)，這時(shí)原廢水中懸浮物質(zhì)濃度亦高，紊流狀態(tài)阻礙了它的下沉，影響沉淀池的分離效果。而向心輻流式沉淀池與此恰恰相反，原廢水從池周流入，澄清水則從池中心流出。也可以采取池周進(jìn)水池周出水的方式.132向心輻流式沉淀池圖133進(jìn)水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前擋板進(jìn)水擋板,深入水下約3/4水深1344）沉淀池的設(shè)計(jì)(1)沉淀池的設(shè)計(jì)包括功能構(gòu)造設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。前者是指確定各功能分區(qū)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，以滿足各自功能的實(shí)現(xiàn)；后者是指確定沉淀池的整體尺寸和各構(gòu)件的相對(duì)位置。(2)設(shè)計(jì)良好的沉淀池應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求（i）有足夠的沉降分離面積；（ii）入流區(qū)和出流區(qū)結(jié)構(gòu)合理、能均勻布水和集水；（iii）有尺寸適宜、性能良好的污泥、浮渣收集和排放設(shè)備。

135(3)主要設(shè)計(jì)參數(shù)（i）流量當(dāng)自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按最大流量設(shè)計(jì)；廠內(nèi)設(shè)置提升泵房時(shí)，應(yīng)按工作水泵的最大組合流量設(shè)計(jì)。（ii）負(fù)荷沉淀池負(fù)荷（或停留時(shí)間）的選擇見下頁表。136沉淀池的功能與負(fù)荷或停留時(shí)間的關(guān)系類別沉淀池位置沉淀時(shí)間(h)表面負(fù)荷(m3/m2.h)污泥量（干物質(zhì)）(g/pc.d)污泥含水率(%)初沉池僅一級(jí)處理1.5-2.01.5-2.515-2796-97二級(jí)處理1.0-2.01.5-3.014-2595-97二沉池活性污泥法1.5-2.51.0-1.510-2199.2-99.5生物膜法1.5-2.51.0-2.07-1996-98137（4）設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行沉淀池設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是廢水流量、水中懸浮固體濃度和性質(zhì)以及處理后的水質(zhì)要求。因此，必須確定有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，其中包括沉降效率、沉降速度(或表面負(fù)荷)、沉降時(shí)間、水在池內(nèi)的平均流速以及泥渣容重和含水率等。這些參數(shù)一般需要通過試驗(yàn)取得；若無條件，也可根據(jù)相似的運(yùn)行資料，因地制宜地選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)138例1平流式（a）入流區(qū)和出流區(qū)的設(shè)計(jì)

平流式沉淀池的配水可采用進(jìn)水擋板或進(jìn)水穿孔墻等；作用是使廢水盡可能均勻地分布在沉降區(qū)的各個(gè)過流斷面，既有利于沉降，也使出水中不挾帶過多的懸浮物。

出水一般采用三角堰；139平流式沉淀池示意圖140（b）沉降區(qū)的設(shè)計(jì)

沉降區(qū)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定沉降區(qū)的長(zhǎng)、寬、高尺寸和沉淀池座數(shù)或分格數(shù)，其主要內(nèi)容如下：

(i)沉淀區(qū)有效水深：h2=qt

式中q——表面負(fù)荷；

t——污水沉淀時(shí)間

沉淀區(qū)有效水深一般取2.0~4.0m。（ii）沉淀區(qū)總面積A：

A＝Qmax／q

式中Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/h；

(iii)沉淀區(qū)有效容積VV1=Ah2=Qt141（iv）沉淀區(qū)長(zhǎng)度L2：

L2＝3.6vtv——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速mm/s，

一般取v≤5mm／s；

t取l.5～2.0h

(v)沉淀區(qū)總寬度B(m)B＝A／L2

L2/B=4~5

不滿足長(zhǎng)寬比要求時(shí)，應(yīng)分為n格，當(dāng)采用機(jī)械刮泥時(shí)，b

還應(yīng)與刮泥機(jī)的衍架寬度相對(duì)應(yīng)

(vi)沉淀池座數(shù)或分格數(shù)nn＝B／b，

n值不應(yīng)小于2，但也不宜過大，以免增大造價(jià)。142（vii）沉淀池總長(zhǎng)度LL=L1+L2+L3式中：L1——流入口至擋板距離，mL2——沉淀區(qū)長(zhǎng)度，mL3——流出口至擋板距離，m(viii)校核：

L2/b>4，

L2/h2=（8~12）：1若已知顆粒沉降速度u0，則沉淀區(qū)總面積和有效水深計(jì)算方法如下：

A=Qmax／q＝Qmax／u0，

沉淀區(qū)有效水深h2=Qmax×t／A=u0

×t143式中Q--廢水設(shè)計(jì)流量，m3／h；

C0和C--分別為進(jìn)水和出水的SS濃度，mg／L；

P--泥渣含水率(%)，一般為95%~97%；

γ--泥渣容重，kg／m3，P＞95%時(shí)，取1000kg／m3；

T--排泥周期，一般取1～2d。（c）污泥區(qū)計(jì)算（i）污泥斗的泥渣體積已知排泥周期和懸浮物濃度，泥渣體積Vw(m3)按下式計(jì)算144式中a1和a2——分別為泥斗上、下底邊長(zhǎng)，m；

h4——泥斗高度，m；

a為泥斗壁傾角，按污泥滑動(dòng)性取45°～60°設(shè)m為沉淀池的泥斗數(shù)，如mVd≥Vw，則能滿足要求，否則應(yīng)增加泥斗數(shù)或縮短排泥周期。（ii）對(duì)倒正棱臺(tái)形泥斗，其容積Vd(m3)按下式計(jì)算：145（d）淀池總高H(m)為

式中：h1——超高，為了適應(yīng)沖擊負(fù)荷的水位變化，有效水深以上應(yīng)有保護(hù)高度h1，常取0.3m。

h2——有效高度，mh3——緩沖層高度，當(dāng)沒有刮泥機(jī)時(shí)，h3＝(hm+0.3)，

hm為刮泥板高度；不設(shè)刮泥機(jī)時(shí)，h3取0.5m。

h4——污泥區(qū)高度，mh5——污泥斗高度，m146h1h2h3h4h5147例：某城市污水排放量為100000m3/d，懸浮物濃度C0為250mg/L，試設(shè)計(jì)一平流式沉淀池，使處理后污水中懸浮物濃度不超過50mg/L，污泥含水率為97％，

通過沉淀性能曲線查得，當(dāng)去除率為80％時(shí)，去除顆粒物的最小沉降速度為1.44m/h，沉淀時(shí)間為65min。其中，取長(zhǎng)寬比為6，污泥區(qū)高度為2.8m，緩沖區(qū)高度為0.6m，沉淀區(qū)泥斗上下低面為正方形，上斗邊長(zhǎng)為6m，下斗邊長(zhǎng)為0.4m，泥斗傾角為45°；流入口至擋板距離取0.5m，流出口至擋板距離為0.3m。148解：（1）①表面負(fù)荷及沉淀時(shí)間由題意表面負(fù)荷數(shù)值上等于沉淀速度，所以表面負(fù)荷為

q0＝1.44m3/h，沉淀時(shí)間t0＝65min②設(shè)計(jì)表面負(fù)荷與設(shè)計(jì)沉淀時(shí)間為使設(shè)計(jì)留有余地，將表面負(fù)荷縮小1.5倍，沉淀時(shí)間放大1.75倍，即有：

q＝q0/1.5＝1.44/1.5＝0.96m3/（m2·h）

t＝1.75t0＝1.75×65＝113.75min＝1.9h③設(shè)計(jì)污水量

Qmax=105/（24×60×60）

=1.157（m3/s）

=4166.7（m3/h）149（2）沉淀區(qū)各部分尺寸確定

①沉淀池總有效面積

A＝Qmax/q＝416.7/0.96＝434.06m3

采用兩座沉淀池，每個(gè)池的表面積為A1＝217m2，處理量為Q1＝208.35m3/h②沉淀池有效水深

h2＝q×t＝0.96×1.9＝1.82m③沉淀池長(zhǎng)度每個(gè)池寬b取6.0m，則池長(zhǎng)為

L2＝A1/b＝217/6＝36.17m取L2＝36.5m

長(zhǎng)寬比為L(zhǎng)/b＝6＞4，符合要求。150（3）沉淀區(qū)各部分尺寸計(jì)算

①每日產(chǎn)生污泥量

W＝[Qmax×（c0－c1）×100]/[γ×（100－P）]

＝[10000×（250－50）×100]/[1000×1000×（100－97）]

＝66.7m3

每個(gè)污泥池的污泥量為W1＝W/2＝33.3m3②污泥斗的容積取污泥區(qū)高度h4＝2.8m，則污泥斗容積

V＝1/3h4[a12＋a22＋（a1a2）1/2]

＝

2.8×[36＋0.16＋(6×0.4)1/2]/3

＝36m2＞33.3m3

即每個(gè)污泥斗可貯存1天的污泥量，設(shè)2個(gè)污泥斗，則可容納2天的污泥量。151（4）每個(gè)沉淀池的結(jié)構(gòu)尺寸①沉淀池的總高度HH＝h1＋h2＋h3＋h4＝0.3＋1.82＋0.6＋2.8＝5.52m②沉淀池的總的長(zhǎng)度流入口至擋板距離取0.5m，流出口至擋板的距離取0.3m，則沉淀池總長(zhǎng)度為

L＝0.5＋0.3＋36.5＝37.3m152例2輻流式沉淀池（中心進(jìn)水周邊出水）中心管：管徑按流速應(yīng)大于0.4m/s的最小沉速設(shè)計(jì)；導(dǎo)流筒：深度一般為池深的一半，容積占沉淀容積的5％；出水集水渠：出水集水渠位于距池壁1／10R處；出水堰：?jiǎn)蝹?cè)或雙側(cè)三角堰。超高、緩沖區(qū)153①

有效水深h2：通常取1/2半徑處的深度值或（f為中心管面積）②表面積F：F=Q/q③有效直徑：④徑深比：徑∶深不小于6設(shè)計(jì)計(jì)算154中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖返回目錄1553．7隔油池1）含油廢水的特征（1）油品在廢水中分散的顆粒較大，粒徑大于100

m，稱為浮油，在含油廢水中，這種油占水中總含油量的60％－80％，是廢水中油的主要部分，這種油易于從廢水中分離出來；（2）油品在廢水中分散的粒徑很小，呈乳化狀態(tài)，稱乳化油，不易從廢水中分離出來；（3）小部分油品呈溶解狀態(tài)，稱為溶解油，溶解度約為5－15mg/L。

（4）重油1562）隔油池的原理與構(gòu)造(1)原理：隔油池是用自然上浮法分離、去除含油廢水中可浮油的處理筑物。(2)構(gòu)造：廢水從池的一端流入池內(nèi)，從另一端流出。在流經(jīng)隔油池的過程中，由于流速降低，密度小于1.0而粒徑較大的油類雜質(zhì)得以上浮到水面上，密度大于1.0的雜質(zhì)則沉于池底。在出水一側(cè)的水面上設(shè)集油管。157（3）平流式隔油池圖158（4）波紋斜板式隔油池圖159第2章污水的物理處理4.過濾160第二章污水的物理處理濾池的結(jié)構(gòu)是怎樣的？它是如何工作的？過濾過程的濾料是如何確定的？有何標(biāo)準(zhǔn)？過濾過程常常出現(xiàn)的問題是什么？如何解決？你知道那些新型濾池？1614．1概述L4．2過濾機(jī)理L4．3過濾的工藝過程L4．4濾池類型L4．5快濾池的運(yùn)行管理L4．6濾池常見故障及對(duì)策L4．7其它濾池L

4.過濾1624.1概述1）定義：

過濾是使含懸浮物的廢水流過具有一定孔隙率的過濾介質(zhì)，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。2）分類：根據(jù)所采用的過濾介質(zhì)不同，可將過濾分為下列四類：格篩過濾、微孔過濾、膜過濾、深層過濾163(1)格篩過濾

過濾介質(zhì)：柵條或?yàn)V網(wǎng)，去除物：粗大的懸浮物，如雜草、破布、纖維、紙漿等。設(shè)備：格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)。(2)微孔過濾

采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預(yù)先涂上一層助濾劑(如硅藻土)形成孔隙細(xì)小的濾餅，去除物：粒徑細(xì)微的顆粒。定型的商品設(shè)備很多。164(3)膜過濾

過濾介質(zhì)：特別的半透膜，在一定的推動(dòng)力(如壓力、電場(chǎng)力等)下進(jìn)行過濾，去除物：水中細(xì)菌、病毒、有機(jī)物和溶解性溶質(zhì)。

主要設(shè)備：反滲透、超過濾和電滲析等。（4）深層過濾過濾介質(zhì)：顆粒狀濾料，如石英砂、無煙煤等。去除物：水中的懸浮物。為區(qū)別于上述三類表面或淺層過濾過程，這類過濾稱之為深層過濾，簡(jiǎn)稱過濾。1653）過濾在水處理中的作用：在給水處理中，常用過濾處理沉淀或澄清池出水，使濾后出水渾濁度滿足用水要求；在廢水處理中，過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等預(yù)處理手段；作為生化處理后的深度處理，使濾后水達(dá)到回用的要求。常用過濾設(shè)備：快濾池。1664）過濾過程分為過濾和反洗兩個(gè)過程。過濾過程是廢水由上到下通過一定厚度的由一定粒度的粒狀介質(zhì)組成的床層，由于粒狀介質(zhì)之間存在大小不同的孔隙，廢水中的懸浮物被這些孔隙截留而除去。

濾料廢水過濾水（1）過濾167到一定程度時(shí)過濾不能進(jìn)行，需要進(jìn)行反洗。反洗是通過上升水流的作用使濾料呈懸浮狀態(tài)，濾料間的孔隙變大，污染物隨水流帶走，反洗完成后再進(jìn)行過濾。所以過濾過程是間斷進(jìn)行的。

濾料反洗廢水反洗水入口返回目錄（2）反沖洗1684．2過濾機(jī)理過濾的機(jī)理可分為阻力截留、重力沉降和接觸絮凝三種

1）阻力截留當(dāng)廢水流過濾料層時(shí)，粒徑較大的懸浮物顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高。結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。169

2）重力沉降廢水通過濾料層時(shí)，眾多的濾料介質(zhì)表面提供了巨大的沉降面積。據(jù)估計(jì)，1m3粒徑為0.5mm的濾料中就擁有400m2不受水力沖刷而可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小“沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來。重力沉降強(qiáng)度主要取決于濾料直徑和過濾速度。濾料直徑越小，沉降面積越大；濾速越小則水流越平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。170

3）接觸絮凝由于濾料有較大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中表面常帶有負(fù)電荷，能吸附帶有正電的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電的薄膜，進(jìn)而又吸附帶負(fù)電荷的粘土及多種有機(jī)膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。在大多數(shù)情況下，濾料表面對(duì)尚未凝聚的膠體還能起到接觸碰撞的媒介作用，促進(jìn)其凝聚過程。返回目錄1714．3過濾的工藝過程1）過濾工藝包括過濾和反洗兩個(gè)階段：過濾：即截留污染物；反洗：即把污染物從濾料層中沖走，使之恢復(fù)過濾能力。過濾周期：從過濾開始到結(jié)束延續(xù)的時(shí)間（又稱工作周期）。過濾循環(huán)：從過濾開始到反洗結(jié)束稱為一個(gè)過濾循環(huán)。1722）普通快速濾池構(gòu)造

普通快濾池本身包括濾料層，承托層，配水系統(tǒng)，集水渠和洗砂排水槽五部分，其運(yùn)行過程主要包括過濾和反沖洗。（1）濾料層濾料的種類，性質(zhì)，形狀和級(jí)配等是決定濾層截留雜質(zhì)能力的重要因素173a一般濾料選擇應(yīng)滿足以下要求：（i）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；（ii）有較好的化學(xué)穩(wěn)定性；（iii）有適宜的級(jí)配和足夠的空隙率。所謂級(jí)配就是濾料的粒徑范圍及在此范圍內(nèi)各種粒徑的濾料數(shù)量比例;（iv）濾料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；（v）濾料應(yīng)價(jià)廉，貨源充足。174b幾種常見的濾料（i）天然濾料：石英砂和無煙煤（ii）人工濾料：纖維球和聚苯乙烯泡沫珠175濾料176c）濾料的性能指標(biāo)（i）有效直徑和不均勻系數(shù)：濾料的規(guī)格常用有效直徑和不均勻系數(shù)表示。

定義：有效直徑是指能使10％的濾料通過的篩孔直徑，以D10表示，單位是mm。不均勻系數(shù)：D80與D10的比值就稱為濾料的不均勻系數(shù)，以K80表示。

D80表示能使80％的濾料通過的篩孔直徑。177例如，D10＝0.6mm，D80＝1.0mm，則：顯然，K80越小，濾料截留效率越高。因此不均勻系數(shù)以小為佳。但是不均勻系數(shù)越小，加工費(fèi)用也越高。綜合考慮，一般K80控制在1.65～1.80之間為宜。178（ii）濾料的納污能力：濾料層承納污染物的容量常用納污能力來表示。

定義：在保證出水水質(zhì)的條件下，在過濾周期內(nèi)單位體積濾料中能截留的污物量，以kg/m3或g/cm3表示。其大小與濾料的粒徑、形狀等因素有關(guān)；179（iii）濾料的空隙率和比表面積：空隙率是指一定體積的濾層中，空隙所占體積與總體積的比值。常用的石英砂和白煤濾料的空隙率分別為0.4和0.5。濾料的比表面積是指單位重量或單位體積的濾料所具有的表面積，用m2/g或m2/cm3表示。180濾池類型濾料規(guī)格運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)直徑/mm濾層厚度/cm濾速/m/h反洗強(qiáng)度/L/s反洗時(shí)間/min大濾料濾池2～

32001012～

155～

7粗濾料濾池1～

2150～

2007～

10中濾料濾池0.8～

1.6100～

1205～

7細(xì)濾料濾池0.4～

1.21005大濾料濾池（用于生物處理后）1～

2100～

1505～

712～

155～

7單層砂濾池的濾料規(guī)格及運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)181（a）作用：

i主要起承托濾料的作用，亦稱墊料層。

ii

防止濾料隨過濾水流失，濾料粒徑較小，而配水系統(tǒng)的孔眼較大，因此可防止濾料流失；

iii

使配水均勻。如果配水系統(tǒng)的孔眼直徑很小，布水也很均勻，承托層可以減薄或省去。 (2）承托層182（b）對(duì)墊層的要求：i要求墊料層不能被反洗水沖動(dòng)；ii形成的孔隙均勻，使布水均勻；iii化學(xué)穩(wěn)定性好；iv機(jī)械強(qiáng)度高。通常，墊料層采用天然卵石或碎石。183(3)配水系統(tǒng)（a）配水系統(tǒng)的作用：（i）均勻收集濾后水，又稱為排水系統(tǒng)；（ii）均勻分配反沖洗水。（b）分類（i）大阻力配水系統(tǒng)；（ii）小阻力配水系統(tǒng)。184管式大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng)指盡可能增大配水系統(tǒng)中布水孔眼的阻力，使反沖洗水在流向全池各部位的水頭損失盡可能相等，保證配水均勻。185小阻力配水系統(tǒng)的濾頭186普通快速濾池構(gòu)造進(jìn)水管，待過濾的水由此進(jìn)入集水渠，進(jìn)水及收集反洗水過濾介質(zhì)，水通過介質(zhì)得到過濾底部配水系統(tǒng)，收集過濾后的水或均勻分配反洗水墊層，支撐濾料和均勻分配反洗水清水管，過濾后的水由此排出反洗水收集槽，反洗水由此排出濾池反洗水管，反洗水由此進(jìn)入反洗水收集槽，收集所有濾池的反洗水187氣水反沖洗出水槽188出水槽189出水槽運(yùn)行過程1903）快濾池過濾過程示意圖（1）過濾F1、F2開F4、F3關(guān)進(jìn)水出水191濾池反洗過程示意圖（2）反洗F1、F2關(guān)F3、F4開反洗水返回目錄1924）過濾效率的影響因素

過濾是懸浮顆粒與濾料的互相作用，懸浮物的分離效率受這兩方面因素的影響，（1）濾料的影響

（i）粒度：粒度越小，過濾效率越高（ii）形狀：孔隙率相同時(shí)，角形濾料的過濾效率高；（iii）孔隙率：孔隙率越小，過濾效率越高，但水頭損失也越大，（iv）厚度：濾床越厚，濾液越清，操作周期越長(zhǎng)，（v）表面性質(zhì)：濾料表面不帶電或帶有與懸浮顆粒表面相反的電荷，利于懸浮顆粒在其表面吸附和接觸絮凝193（2）懸浮物性質(zhì)（i）粒度：粒徑越大，越易去除；（ii）形狀：角形顆粒大于球形顆粒；（iii）密度：影響不大；（iv）濃度：原水濃度越高，過濾效率越低（v）溫度：溫度影響密度和粘度；（vi）表面性質(zhì)：添加絮凝劑影響表面性質(zhì)194（3）濾速和反沖洗

濾速越小，處理量越少；濾速越大，處理量越大，縮短過濾周期，出水水質(zhì)下降；必須有一定的反沖洗速度和時(shí)間1954．4濾池類型1）按不同的方式濾池可分為不同的類型：（1）按過濾速度高速濾池

，速度為10－60m3/（m2·h）低速濾池，速度小于4m3/（m2·h）快濾池

，速度為4－10m3/（m2·h）（2