1、第二章水的物理化学处理方法本章主要内容 1.水中粗大颗粒物质的去除：格栅、筛网；沉砂池 2.水中悬浮物质和胶体物质的去除 3.水中溶解物质的去除 4.水中有害微生物的去除 5.水中其他物理化学处理方法第一节 水中粗大颗粒物质的去除 1.1 格栅、筛网和微滤机 1.2 沉砂池 一. 格栅格栅 1）位置：）位置： 格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处，格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处，它本身阻力不大，阻力主要产生于筛余物它本身阻力不大，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条堵塞栅条 一. 格栅格栅 2）格栅的作用）格栅的作用/ Role of screeningRemoving coarse mater
2、ials from the stream that could （1）damage subsequent process equipment, (2)reduce overall treatment process reliability and effectiveness, or(3)contaminate waterways。 一.格栅3）分类：）分类： （1 1）按形状）按形状曲面格栅：筛网呈弧状曲面格栅：筛网呈弧状平面格栅：筛网呈平面平面格栅：筛网呈平面 （2）按栅条的间隙）按栅条的间隙粗格栅（粗格栅（50-100mm）细格栅（细格栅（3-10mm）中格栅（中格栅（10-40mm）（3
3、）按筛余物清理方式分）按筛余物清理方式分人工清渣人工清渣机械清渣机械清渣大于大于0.2m3/d时采用时采用（4 4）按格栅活动方式）按格栅活动方式固定格栅固定格栅活动格栅活动格栅手耙式手耙式机械耙式机械耙式钢索格栅钢索格栅鼓轮格栅鼓轮格栅人工清渣格栅示意图格栅格栅操作平台操作平台滤水板滤水板2.Mechanically Cleaned Screens(a)front-cleaned,front-return chain-drive链条式机械格栅链条式机械格栅(b)reciprocating rake移动伸缩臂机械格栅移动伸缩臂机械格栅移动式伸缩臂机械格栅示意图耙斗耙斗格栅格栅行走轮行走轮(c)
4、 catenary钢丝绳牵引式机械格栅钢丝绳牵引式机械格栅(d)continuous belt四周回转式机械格栅四周回转式机械格栅返回目录返回目录污水处理污水处理中一般设中一般设置两道格置两道格栅，一般栅，一般在泵房前在泵房前设粗格栅设粗格栅，泵房后，泵房后设细格栅设细格栅弧形格栅除污机进水泵房格栅除污机自动机械格栅钢丝绳牵引格栅WG型机械格栅二.筛网1）作用：）作用：筛网的孔的形状和大小与格栅不筛网的孔的形状和大小与格栅不同，同，最常用的是最常用的是使用金属丝编织成的方使用金属丝编织成的方孔筛网。孔筛网。作用作用是除去粒度更小的悬浮物，是除去粒度更小的悬浮物，如纤维，藻类，纸浆等。如纤维，藻
5、类，纸浆等。2）分类）分类振动筛网振动筛网水力筛网水力筛网转鼓式筛网转鼓式筛网转盘式筛网转盘式筛网微滤机微滤机（1 1）振动筛网示意图）振动筛网示意图（2 2）水力筛网构造示意图）水力筛网构造示意图水水筛余物筛余物进水管进水管不透水部分不透水部分返回目录返回目录3）如何选择筛网：）如何选择筛网：（1）污水呈酸性或碱性时，筛网应耐腐蚀；）污水呈酸性或碱性时，筛网应耐腐蚀；（2）筛网尺寸应按所需截流污染物的流量定；）筛网尺寸应按所需截流污染物的流量定；（3）污水中若含有油类物质，应对污水先进行）污水中若含有油类物质，应对污水先进行预处理（除油），以防止油堵塞网孔。预处理（除油），以防止油堵塞网孔。
6、筛余物的处置原则（1）收集的筛余物运至处置区填埋）收集的筛余物运至处置区填埋或与城市垃圾一起处理。或与城市垃圾一起处理。（2）当有回收利用价值时，可送至）当有回收利用价值时，可送至粉碎机或破碎机被破碎后再用。粉碎机或破碎机被破碎后再用。（3）对于大型水处理系统，也可采）对于大型水处理系统，也可采用焚烧的方法彻底处理。用焚烧的方法彻底处理。返回目录返回目录三. 微滤机 微滤机是一种截留细小悬浮物的筛网过滤装置； 微滤机具有占地面积小、过滤能力大、操作方便等优点； 可用于自来水原水过滤，以去除藻类、水蚤等浮游生物；也可用于工业用水的过滤处理、工业废水中有用物质的回收以及污水的最终处理等。1.2 沉
7、砂池沉砂池Grit Chamber一、概述一、概述1.作用作用 从污水中将砂子、煤渣等比重比较大的颗粒加从污水中将砂子、煤渣等比重比较大的颗粒加以去除，以免这些杂质影响后续处理构筑物的以去除，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。正常运行。2.工作原理工作原理 以重力分离为基础。自由沉淀以重力分离为基础。自由沉淀3.将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流走。的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流走。 集砂渠集砂渠集油区集油区沉砂区沉砂区行车行车进水管进水管出水管出水管进水管进水管出水管出水管出水渠出水渠(1)(
8、1)平流式沉砂池图平流式沉砂池图平流式沉砂池的设计参数 （1）污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s； （2）最大流量时，污水在池内的停留时间不小于30s,一般为3060s； （3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251.0m,池宽不小于0.6m； （4）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设计。平流式沉砂池的设计计算(1)长度L: L=vt 式中：v最大设计流量时的速度，m/s t最大设计流量时的停留时间，s(2) 水流断面面积A: A=qvmax/v 式中： qvmax最大设计流量，m3/s(3)池总宽度b: b=A/h2 式中
9、:h2设计有效水深，m(4)贮砂斗所需容积V ：V= qvmax *X*T*86400/kz*106 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生活污水流量的总变化系数。(5)贮砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽b1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为60o， 则贮砂斗的上口宽b1 ： b1 =2h3/tg 60o + b1 贮砂斗的容积V1:式中：h3贮砂斗高度，m; S1,S2 分别为贮砂斗上口和下口面积，m2.s).(31212131SSSShV(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 h3=h3+0.06l2
10、= h3 +0.06(L-2b2-b)/2(7)池子总高度h: h=h1+h2+h3 式中：h1 超高，m; h3 贮砂斗高度，m.(8)校核最小水流速度vmin: vmin=qvmin/n1Amin 式中： qvmin设计最小流量，m3/s n1 最小流量时工作的沉砂池数 Amin最小流量时沉砂池中水流断面面积，m2. 例题：最大流量qvmax=0.3m3/s, 最小流量qvmin=0.15m3/s,污水流量总变化系数kz=1.45,试设计平流式沉砂池。1.池长： 取水平流速v=0.3m/s,停留时间t=30s L=vt=0.3*30=9.0m2.过水断面面积A A=qvmax/v=0.3/
11、0.3=1m23.池总宽度b（不包括分隔墙厚度）: 取n=2，b=0.6m，则b=b*n=0.6*2=1.2m4.有效水深h2：h2=A/b=1.0/1.2=0.83 m5.贮砂斗所需容积V ：间隔时间T=2d,X= 30m3/ 106m3 (污水） V = qvmax*X*T*86400/kz*106 =0.3*30*2*86400/1.45*106=1.07m36.每个沉砂斗的容积V0 : 一个分隔两个沉砂斗 V0=V/2*2=1.07/4=0.27m37.沉砂斗尺寸设斗底宽度b1=0.5m,倾角60o，上口宽b2=0.6m,则斗高h3=(0.6-0.5)tg60o/2=0.087mV0=
12、0.087*(0.62+0.6*0.5+0.52)/3=0.026m30.27,不合格(?)15-308.贮砂室的高度h3:重力排砂，池底坡度i=6%, 坡向砂斗，则 h3=h3+0.06l2= h3 +0.06(L-2b2-b)/2 =0.6+0.06(9-2*1.2-0.2)/2=0.62m9.池子总高度h: h=h1+h2+h3=0.3+0.83+0.62=1.25m10.校核最小水流速度vmin: vmin=qvmin/n1Amin=0.15/0.6*0.83=0.3m/s最大设计流量时的停留时间t: t=LA/ qvmax=1*9/0.3=30s11.进水渠至沉砂池渐宽部分的l1:
13、=20o,进水渠宽 B1=0.65m,隔墙宽0.2m l1=(B-B1)/2tg =(2*0.6+0.2-0.65)/2tg20o=1.02m集砂槽集砂槽曝气管曝气管（2）曝气沉砂池剖面图）曝气沉砂池剖面图l沉砂池中水流流速达0.250.30m/s，而水平流速可降低到0.010.1m/s，而不致使有机物下沉；l能去除粒径小于0.6mm的细砂，且沉砂中有机物含量很小（低于5%)l具有预曝气、脱臭、消泡、防止污水厌氧分解以及加速油类分离的作用。曝气沉砂池的构造与工作原理 是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约0.60.9m处设置曝气装置，一般用穿孔曝气管； 在池底设置沉砂斗，池底坡度0
14、.10.5， 通常在曝气管的一侧设挡板，使曝气起到池内回流的作用； 污水在曝气沉砂池中存在两种运动形式：水平流动、横断面上的旋转运动。曝气沉砂池的设计参数(1)水平流速一般取0.080.12m/s，旋转流速应保持0.250.3m/s(2)污水在池内的停留时间为46min，最大流量时为13min，如作为预曝气，停留时间为1030min;(3)池的有效水深为23m,宽深比为11.5，长宽比可达5，当池长比池宽大的多时，应设横向挡板；(4)空气扩散装置设在尺子的一侧，曝气沉砂池多采用穿孔管 曝气，孔径为2.56.0mm，距池底0.60.9m，并应设调节阀，以便根据水量水质调节曝气量；(5) 每立方米
15、污水供气量为0.10.2m3;(6) 池子的出口和进口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋转方向一致，出水方向应与进水方向垂直，最好设置挡板；(7) 池内应设消泡装置。曝气沉砂池的设计计算(1)池子总有效容积V：V=60qvmax.t 式中：qvmax最大设计流量，m3/s; t最大设计流量时的停留时间，min(2) 水流断面积A: A=qvmax/v 式中：v最大设计流量时的水平流速，m/s(3) 池子总宽度B: B=A/h2 h2设计有效水深，m(4) 池长L: L=V/A(5) 每小时所需空气量q: q=3600dqvmax 式中：d每立方米污水所需空气量,m3. (0.10.2)(
16、3) 离心分离离心分离 借助离心力分离水中悬浮颗粒的方法称为离心分离法 （1）水旋分离设备：容器固定不动，尤沿切向高速进入容器内的水流本身造成的旋转来产生离心力 （2）器旋分离设备：依靠容器的高速旋转带动容器内水流旋转来产生离心力（离心机）。(a) 压力式水压力式水力旋流器力旋流器(b) 重力式水力重力式水力旋流器（涡流旋流器（涡流沉砂池）沉砂池） Vortex-Type Grit Chambers涡流式沉砂池 涡流沉砂利用水力涡流使泥砂和污水分开，从而达到除砂的目的； 污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水槛，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池。涡流式沉砂池的设计参数（1）
17、沉砂池表面水力负荷约200m3/(m2.h),水力停留时间约为2030s；（2）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并且不小于4.5m,以创造平稳的进水条件；（3）进水渠道流速，在最大流量的40%80%情况下为0.60.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s，但最大流量时不大于1.2m/s；（4）渠道应设在沉砂池上部以防扰动砂子，出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到有效除砂的目的；（5）出水渠道宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线长度要相当于出水渠的宽度；（6）沉砂池前应设格栅，下游应设堰板，以保持沉砂池内所需的水位。 (C)离心机 常速（中、低速）离心机多用于污泥或化学沉渣的脱水 高速离心机适用于废水中乳化油的分离
