1、第三章 污水的物理处理 选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设备。格栅格栅 格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。格栅所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道系统的类型、污水流量以及栅条的间距等因素有关，可参考的一些数据：当栅条间距为1625mm时，栅渣截留量为0.100.05m3/（103m3污水）；当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.030.01 m3/（103m3污水）；栅渣的含水率约为80%，密
2、度约为960kg/m3。人工清除 设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。与水平面倾角：4560机械清除 过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。与水平面倾角：6070格栅的清渣方法格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速矩形圆形方形 圆形的水力条件较方形好，但刚度较差 目前多采用断面形状为矩形的栅条格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水过栅条间距的流速一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅通常采用0.40.9m/s格栅渠道的宽度要设置得当，应使水流保持适当流速格栅栅条断面形状过格栅渠道的水流流速污水
3、过栅条间距的流速为防止栅条间隙堵塞，一般采用0.61.0m/s最大流量时可高于1.21.4m/s渐扩20，沉底大于水头损失XG型旋转式格栅除污机回转式固液分离机GL型格栅除污机齿耙式格栅除污机曝气沉砂池前细格栅格 栅 的 设 计 与 计 算通过格栅的水头损失h2的计算：khh02kgvhsin220式中：h0计算水头损失，m；v污水流经格栅的速度，m/s；阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关；格栅的放置倾角；g重力加速度，m/s2；k考虑到格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数，可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。城市污水一般取0.10.4m。格 栅 的 设 计 与 计 算格 栅
4、 的 建 筑 尺 寸 1.格栅的间隙数量n式中：qvmax最大设计流 量，m3/s；d栅条间距，m；h栅前水深，m；v污水流经格栅 的速度，m/s。2.格栅的建筑宽度b式中：b格栅的建筑宽度；s栅条宽度，m。3.栅后槽的总高度h总式中:h栅前水深，m；h2格栅的水头损失,m；h1格栅前渠道超高，一般h1=0.3m。ndnsb)1(21hhhh总)/(sinmaxvvhdqn格 栅 的 建 筑 尺 寸 4.格栅的总建筑长度L 式中：L1进水渠道渐宽部位的长度，m；其中:b1 进水渠道宽度m；1 进水渠道渐宽部位的展开角度，一般1=20；L2 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般L2=0.
5、5L1；H1 格栅前的渠道深度,m。5.每日栅渣量W式中：W1栅渣量，m3/(103m3污水)；KZ生活污水流量总 变化系数。tg/5.00.1121HLLL111tg2bbL100086400Z1maxvKWqW作用用于废水处理或短小纤维的回收形式振动筛网水力筛网固定筛网筛 网填埋焚烧（820以上）堆肥将栅渣粉碎后再返回废水中，作为 可沉固体进入初沉池格栅、筛网截留的污染物的处置方法：第二节第二节 沉淀的基础理论沉淀的基础理论 沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法 沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经
6、济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。自由沉淀 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。絮
7、凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀 悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，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。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀及其理论基础 分析的假定沉淀过程中颗粒的大小、形状、质量等不变颗粒为球形 颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响 静水中悬浮颗粒开始沉淀时,因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒
8、的重力与水对其产生的阻力平衡时,颗粒即等速下沉悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力重力大于浮力时，下沉；重力等于浮力时，相对静止；重力小于浮力时，上浮。1.悬浮颗粒在水中受到的 力Fg Fg是促使沉淀的作用力，是颗粒的重力与水的浮力之差：式中：Fg水中颗粒受到的作 用力；V颗粒的体积；S颗粒的密度；L水的密度；g重力加速度。2.水对自由颗粒的阻力式中：FD水对颗粒的阻力；阻力系数；A自由颗粒的投影 面积；uS颗粒在水中的运 动速度，即颗粒 沉速。悬 浮 颗 粒 在 水 中 的 受 力 分 析)(LSLSggVgVgVF)2/(2SLDuAF球状颗粒自由沉淀的沉速公式 当颗粒所受外力平衡时，DgFF
9、2/1LSSL3)(4dgu即)2/()(2SLLSuAgV234161dAdV，因得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的黏滞阻力作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层流状态。在层流状态下，=24/Re，带入式中，整理得自由颗粒在静水中的运动公式（亦称斯托克斯定律）：2LSS181dgu式中:水的动力黏度。由上式可知，颗粒沉降速度us与下述因素有关：2LSS181dgu斯托克斯定律:当s大于L时，s-L为正值，颗粒以us下沉；当s与L相等时，us=0，颗粒在水中呈悬浮状态，这种颗粒不能用沉淀去除；s小于L时，s-L为负值，
10、颗粒以us上浮，可用浮上法去除。us与颗粒直径d的平方成正比，因此增加颗粒直径有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。us与成反比，随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。第三节第三节 理想沉淀池理想沉淀池沉淀池的工作原理理想沉淀池 分为：进口区域、沉淀区域、出口区域、污泥区域四个部分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；在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上；颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。理想沉淀池的几个假定：由上述假定得到的悬浮颗粒自由沉降迹线：式中：v颗粒的水平分速；qv进水流量；A沉
11、淀区过水断面 面积，Hb；H沉淀区的水深；b沉淀区宽度。当某一颗粒进入沉淀池后另一方面，颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是颗粒的自由沉降速度u一方面随着水流在水平方向流动，其水平流速v等于水流速度颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和，在沉淀过程中，是一组倾斜的直线，其坡度i=u/v)/(/bHqAqvvv 设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。I.当颗粒沉速uu0时，无论这种颗粒处于进口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即左上图中的迹线xy与xy。II.当颗粒沉速uu0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出，如左下图中轨迹xy所示；而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到
12、池底而被去除，如图中轨迹xy所示。说明对于沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。在同一沉淀时间t，下式成立：故 对于沉速为u1（u1u0）的全部悬浮颗粒，可被沉淀于池底的总量为：而沉淀池能去除的颗粒包括uu0以及 u1v时，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，不下沉也不上升；当uv时，颗粒将不能沉淀下来，会被上升水流带走。竖流式沉淀池的平面可为圆形、正方形或多角形。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竖流式沉淀池的构造中心流速：中心流速：无反射板：无反射板：30mm/
13、s有反射板：有反射板：100mm/s流出速度：流出速度：20mm/s中心导流筒设计中心导流筒设计中心管尺寸中心管尺寸斜流式沉淀池 斜流式沉淀池是根据浅池理论，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。按斜板或斜管间水流域污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。污水处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池。异向斜流式沉淀池中，斜板（管）于水平面呈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。斜流式沉淀池的构造斜流式沉淀池的构
14、造斜流式沉淀池的构造斜流式沉淀池的构造 斜流式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，在废水处理中应用不普遍。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂含油废水的隔油等方面已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。斜流式沉淀池在废水处理中的应用斜流式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均存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法斜流式沉淀池对污水进行曝气搅动回流部分活性污泥 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。采用此法，可是沉淀效率提高5%8%，1m3废水的曝气量约0.5m3左右。常在预曝气池或生物絮凝池内进行。将剩余活性污泥投加到入流污水中去，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。这一方法可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高10%15%，BOD5的去除率也能增加15%以上，活性污泥的投加量一般在100400mg/L之间。第六节第六节 调节池调节池 不论何种废水，在选入主体处理构筑物之前，通常需先进行水量均和与水质调节，为后续主体处理构筑物的正常运行创造必要的条件。
