工程类本科院校优秀课件《水污染控制工程》：03-污水的物理处理

Q 沉淀池的表面水力负荷（或沉淀池的溢流率）， A 用q表示。
理 想 沉 淀 池 示 意 图
由上式可看出，理想沉淀池中： ①表面水力负荷q与颗粒沉降速度u0数值上相同； ②它们的物理概念不同：u的单位m/h，q单位m3／ m2·h，表示单位时间内通过单位表面积的沉淀池的 流量。
思考题：（P79书）第1、3题。 补充： 1、什么是沉淀池的表面水力负荷或沉淀池的溢流率？ 2、列举沉淀池的主要应用？ 3、格栅、筛网的作用是什么？
1.8 设每一分格2个贮砂斗， V1 0.3m 3 每个砂斗容积为 3 2
(5)贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗底宽b1=0.5m；上口宽b2=1.25m，斗壁与水 平面倾角为60°；则贮砂斗高度 ` 2h3 1.25 0.5 b2 b1 h 3 tg60 0.65m tg60 2 贮砂斗容积V1:
b ――相邻贮砂斗斗顶宽度，取200mm。
(7)池总高度h h=h1+h2+h3 式中:h1--超高,m; h3--贮砂室高度,m。 (8)核算最小流速 vmin Qmin vmin n1 Amin 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过水断面面积,m2。
4.格栅长度L: L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tga(m) 式中：L1--进水渠道渐宽部位的长度，m； L1=(b-b1)/2tga1 其中：b1--进水渠道宽度，m；H1--格栅前渠道深度，m 。 a1--进水渠道渐宽部位的展开角度，a1=20； L2--格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位长度，一般 L5、每日栅渣量W: 2=0.5L1；
1、格栅间隙数量n：

• 反冲洗的指标有滤料的膨胀率、反冲洗强度、 反冲洗时间、反冲洗水头、反冲洗水的供应和 排除、空气冲洗和表面冲洗等。
（3）其它滤池简介
• 无阀滤池 • 压力滤池
无 阀 滤 池 工 作 过 程 示 意 图
进 水
过 滤 水
滤料
无 阀 滤 池 反 洗 过 程 示 意 图
反洗时进 水仍在继 续，但此 时原水与 反洗水一 起排出
2、调节的方式
设置废水调节池 (equalization basin)
第二节
调节过程反应器
1、调节池的位置 •一般是把调节池设置在初级处理之后 其它处理之前，这样可以减少污泥和 浮渣的问题。 •如果把调节池设在初级处理之前，就 必须考虑设置足够的混合和搅拌设备 以防止固体沉淀，同时应设置曝气设 备以防止产生气味。
重力式滤池（gravity filter)，其过滤 压力水头为4－5 m
按推动力分
压力滤池(pressure filter)，其过滤压 力水头为15－20 m
上向流(up-flow) 按过滤时的水 流方向分 下向流(down-flow) 双向流(bi-flow) 单层滤料滤池（single media filter) 按滤层结构分 双层滤料滤池(dual media filter）
方 式
穿孔导流槽式调节池
带折流墙的调节池
出 水
隔 墙
圆型调 节池
3、调节池的混合作用
目的 •保证充分均和，避免固体的沉淀。 •通过搅拌和曝气也可使还原性物质氧 化。 •使某些可溶性气体通过吹脱而减少。
方法
机械曝气法、扩散空气法及涡轮 式搅拌器等。
物理处理的方法与设备
1.筛滤截流法
筛网、格栅、滤 池、微滤机

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与直接测定废水中的悬浮固体相比，浊度的测量相对比较 简单、快速，特别是用浊度计测量时更是如此，因此人们 希望找到废水的浊度与其中总悬浮固体浓度的定量关系。
由于废水的复杂性，在未经处理的废水中这种定量关系并 不存在。但是对经过活性污泥法处理的二沉池出水和过滤 后的二沉池出水来说，其散射浊度与总悬浮固体量之间就 存在定量的函数关系，可用式3-1表示。
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2．散射浊度单位(Nephelometric turbidity unit, NTU)
★散射浊度单位是用光电浊度计测得的，它是依据光的散射 原理制成的。
★当光线穿过废水时，其中的的悬浮颗粒会散射光线，其散 射的强度与悬浮颗粒的总数和粒度有关系，颗粒越多散射强 度越大，因此测定废水对光的散射强度的大小就可以表示废 水浊度的大小。
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第3章 废水性质表征
3.1物理指标
3.1.1 固体物质 3.1.2浊度 3.1.3电导率 3.1.4颜色 3.1.5 温度
3.2无机化学组分 3.2.1 pH值和碱度 3.2.2硫化物和氯化物 3.2.3氮和磷 3.2.4 气体和气味 3.2.5 重金属离子
3.3 有机化学组分
3.3.1 综合有机成分 3.3.2 单个有机组分
浊度测量存在的问题有两个： ①测定结果的波动较大，当过滤后出水的浊度值很低时更
为严重，波动大小取决于所用的光源（白炽灯还是光散射二极 管）和测量方法；
②悬浮物对光的吸收问题。例如，完全黑体溶液的浊度几 乎为0。因此对不同文献中提到的浊度值进行比较是几乎不可 能的。但是对于同一个设备所产水的浊度数值还是可以用作过 程控制的参数的。
★废水的散射浊度也是将待测试样的光散射强度与相同条件 下参比悬浮液的光散射强度相比较而得到的。

谢谢
（2）考虑采用适宜的工程技术措施： 如人工嚗气（特殊水域） 修建调节水库 引更大水系水进行稀释（尤其对穿城河）
（3）水系污染底质工程
对底汞甲基化、磷释放等对策
▲ 底质调查（污染范围，浓度分布的垂直 规律和水平规律）
▲ 确定水生生物对底质污染物的蓄积规律， 从而确定底质最大允许浓度
▲ 对超标底质进行处理：
疏浚、挖掘法。
如：[日]确定底质Hg最大允许浓度C Hg：
C Hg =
0.8
.△H j
.
1 S
△H: 平均水深 J：底质Hg溶出率
S：安全系数（毒性大污染物 S选大些 毒性小污染物 S选小些）
5. 饮用水源的污染控制，与污染原水的深度处理 （给水问题）
水源上游一定范围内不允许排污。 地下水源的保护
6. 流域或区域水污染综合防治
生态防治，水处理、管理、监督全方位考虑的综合措施
第二节 污水水质
物理指标 化学指标
温度 色度 嗅和味、SS 有机：BOD、COD、TOC、TOD
无机：PH、N、P、重金属
生物指标
细菌总数 大肠菌群
▲ BOD 城市污水测定法：（1）稀释水样，测DO （2）水样+稀释水 培养瓶 加盖水封 （3）20℃下培养5天 （4）取出测定DO （5）计算BOD5
第一章 绪论
第一节 第二节 第三节 第四节
水污染控制工程沿革、现状与发展趋势 污水水质 污染物在水体中的迁移与转化 污水出路
第一节 水污染控制工程沿革、现状与发展趋势
一. 历史回顾 总的印象：
任意排放
随意修建
1. 国 外 2. 我 国
规划修建
国外 公元前3750年：
印度Nippur修拱型下水道

水污染控制工程
第十六章 污水的化学与物理化学处理
化学与环境工程系
目录
第一节 中和法 第二节 化学混凝法 第三节 化学沉淀法 第四节 氧化还原法 第五节 吸附法 第六节 离子交换法 第七节 萃取法 第八节 膜析法 第九节 超临界处理技术
第二节 化学混凝法
一、混凝原理
混凝的作用 废水中的大颗粒可以通过重力沉淀法去除，但微小粒
3.水中杂质的成分、性质和浓度
水中杂质的成分、性质和浓度对混凝效果有明显的影响。 如天然水中含粘土类杂质，需投加的混凝剂量较少；而污 水中含有大量有机物时，需投加的混凝剂量较多，约10103mg/l。在生产实际中，主要靠混凝试验来选择合适的 混凝剂和最佳投药量。
4.水力条件
混凝过程可分为混合和反应两个阶段。混合阶段要求快 速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。而反应阶段搅 拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，以免 打碎结大的絮凝体。
打碎。
2.隔板混合 水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和扩散，形成
涡流，使药剂和原水充分混合。 处理水量稳定时，隔板混合效果较好；如流量变
化较大时，混合效果不稳定。 3.机械混合
用电动机带动浆板或螺旋桨进行强烈搅拌，这是一 种有效的混合方法。浆板的外缘线速度一般用2m/s，混 合时间10-30s。
优点：强度可以调节，比较机动。 缺点：使用里机械设备，增加了维修保养工作和动 力消耗。
3.反应时间为10-20min。
第五节 吸附法
利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多 种物质被吸附在固体表面而分离去除的方法。
优点：应用范围广、净化出水水质高且处 理效果稳定、吸附剂可重复使用、结合吸附剂 的再生可回收有用物质等。
缺点：对进水的预处理要求较严，运行费 用较高。

V
Qmax x1 t' 8 k总105
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4Hale Waihona Puke 002.水流断面面积A
式中：x1-城市污水的沉砂量，
AQmax/v
一般采用3m3/105m3（污水）； t’--排砂时间的间隔，d；
式中：
k总 –生活污水流量的总变化
Qmax-最大设计流量，m3/s。编辑ppt系数，表3-3。
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平 流 式 沉 砂 池 的 计 算公 式
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 55º~60°。排砂管直径不应小于200mm。
沉砂池的超高不宜小于0.3m。
编辑ppt
2
平流式沉砂池
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 。
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60º；
则贮砂斗的上口宽b2为：
7.池总高度H
Hh1h2h3
b2
2h3 tg60
b1
式中：h1-超高，m； h3-贮砂斗总高度，m。
贮砂斗的容积V1：
V 11 3h '3(S 1S 2S 1S 2)
式中：h’3-贮砂斗高度，m；
曝 气 沉 砂 池 的 计 算公 式
1.总有效容积
3.池总宽度b
V60Qm atx
b A/H
式中：Qmax-最大设计流量， m3/s; t-最大设计流量时的
式中： 4.池长
H-设计有效水深，m。
停留时间，min。 2.水流断面面积A

活性污泥法是污水生物处理中使用最广泛 的一种方法，用于处理城市污水和各种工 业废水。活性污泥法是由曝气池、沉淀池、 污泥回流和剩余污泥处理系统所组成的。
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三、污水的生化处理
------反应器：经预处理的污水与从沉淀池回流的活性污泥进入反 应器。
------空气扩散装置：空气以细小气泡形式进入反应器，并使反应 器内的污水和活性污泥处于搅动状态。
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二、污水的化学处理
2、沉淀法
化学沉淀法就是用易溶的化学药剂，使污水中的某 种离子以难溶盐或氢氧化物的形式析出，从而使污 水达到净化的方法。污水处理中，常用化学沉淀法 除去的离子有：Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、 Cr6+、SO42+、PO43+等。当能结合成难溶盐或难溶 氢氧化物的两种离子的浓度超过溶度积时，就会析 出无机盐或氢氧化物，从而减少这两种离子在水中 的浓度，生成的难溶盐或氢氧化物经沉淀后，可通 过压滤实现泥水分离。
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三、污水的生化处理
吸收进入细胞体内的污染物通过微生物的 代谢反应而被降解，一部分经过一系列的 中间状态氧化为最终产物CO2和H2O等， 另一部分则转化为新的有机体，使细胞增 殖。一般而言，自然界中的有机物都可以 被某些微生物所分解，多数合成有机物也 可以被经过驯化的微生物分解。
2021/3/1是利用微生物的新陈代谢作用，
对废水中的污染物进行转化、并使之无害化的处 理方法。对污染物进行转化和稳定的主体是微生 物。 由于微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环 境适应性强、易变异等特点，采集菌种进行培养 繁殖，并在特定条件下进行驯化，使之适应于污 水的水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使污 水中有害物质无害化。微生物的新陈代谢过程中 不需要高温高压，是不需要投加催化剂的催化反 应，污染物的转化过程处理费用低廉，运行管理 较方便。目前，生化处理已广泛应用于生活污水 及工业有机废水的二级处理。

目前多采用断面形 式为矩形的栅条。
格栅栅条 断面形状
格栅渠道的宽度要设置得当， 应使水流保持适当流速
过格栅渠道 的水流流速
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
污水过栅条 间距的流速
通常采用0.4~0.9m/s
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
式中：P0-沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数； （1-P0）-沉速≥u0的颗粒去除百分数。
图10-12的运动迹线中的相似三角形存在着如下的关系：
将上式带入式
中并简化后得出
qv/A-反映沉淀池效力的参数，一般称为沉淀池的表面负荷 或称沉淀池的过流率，用符号q表示：
理想沉淀池中，u0与q在数值上相同，但它们的物理概念不 u0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过的流 量，单位是m3/m2·h。故只要确定颗粒的最小沉速u0，就可以求得理 想沉淀池的过流率或表面负荷率。
城市污水处理厂基本流程
第十章 污水的物理处理
第一节 格栅和筛网
格栅的 作用
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。
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16~25mm时，栅渣截留量为 0.10~0.05m3/103m3污水；

水污染控制工程 污水的物理处理
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you