第二章_污水的物理处理-格栅与筛网 共46页

第二章 工业废水的物理处理
第二节 离心分离的原理与设备
一、离心分离的原理 定义 原理 分类
二、离心分离的设备 离心机 水力旋流器
第二节 离心分离的原理与设备
一、离心分离的原理
●定义：利用高速旋转的物体产生的离心力场以分离废水中的悬浮固体的处理方法。 ●原理：是利用快速旋转所产生的离心力使含有悬浮固体（或乳状油）的废水进行高速旋转，由 于悬浮固体和废水的质量不同，因而所受到的离心力也将不同，颗粒受到静离心力，这样悬浮固 体和水从各自出口排除，从而使废水得到处理。 ●类型：当离心分离设备中分离颗粒密度大于介质密度时，分离颗粒被沉除在离心设备的最外 侧 ；而当颗粒密度小于介质密度时，分离颗粒被“浮上”在离心设备最里面，因此离心设备包 括离心沉降和离心浮上两种。
● 调节池池形选择及搅拌方 式的确定
方形 矩形 圆形
水泵强制循环搅拌 空气搅拌 机械搅拌
第一节 调节池的类型及设计计算
四、其他调节池
间歇式均化池 当废水水量规模较小时，可设间歇式贮水池，即间歇贮水、间歇运行的均化池，池可
分为两或三格，交替使用。池中设搅拌装置。这种池型效果最好。 事故池
为防止水质出现恶性事故，或发生破坏污水处理厂运行的事故时，设置所谓事故池， 贮留事故排水，这是一种变相的均化池。事故池的进水阀门一般是自动控制，否则无法及 时发现事故。这种池平时保证泄空备用。
体浓度%
浓度%
浓度%
收率%
3.83
0.49
35.0
88.0
预处理 不需要
3.61
0.06
20.0
98.2 化学调节
4.6
0.25
a=Fc/Fg ≂rn2/900 “a”称为分离因素，其影响因素有：

——Stokes 式
Re
过渡状态：1<Re<103
时，C24 Re
—— 3 0.34
Re
Fair式
紊流状态：103<Re<105时，C=0.44 ——Newton式
层流状态下：
24 24 Re du
1 d 2 4
1 6d3Sg1 6d3gC Au 2 2
重
点 Stokes公式
u g(s )d2 18
式中：
h0
（v22-s4in）
2g
h0—计算水头损失，m； g— 重力加速度，m/s2； k — 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；
ζ —阻力系数，ζ ＝β(s/e) 4/3。与栅条端面形状有关，对圆形β＝，矩形β
＝，迎面半园β＝，迎背面半园β＝。
4. 栅后槽总高度H
Hhh1（h2 2-5）
量均不改变，下沉速度不受干扰。如沉砂池和初沉池中的沉淀。 • 絮凝沉淀（干涉沉淀）
• SS浓度较高(50～500mg/L)，颗粒在沉淀过程中，其尺寸、质量 均会随深度的增加而增大，沉速亦随深度而增加。如活性污泥在 二沉池中的沉淀。
• 区域沉淀(成层沉淀，拥挤沉淀)
• 颗粒在水中的浓度较大时，在下沉过程中将彼此干扰，在清水与 浑水之间形成明显的交界面，并逐渐向下移动。如二沉池中下部 的沉淀。
• 压缩沉淀
• 颗粒间相互支撑，上层颗粒在重力作用下挤压下层颗粒间的间隙 水，使污泥得到浓缩。如二沉池泥斗和浓缩池的过程。
沉淀类型
沉淀类型分类表
种类
悬浮物浓 度
固体颗粒
自由沉 淀
低
不碰撞， 不具有絮
凝特征
絮凝沉 淀
不高

{
平流式
辐流式
{ {
链条式刮泥机 行车式刮泥机 中心驱动式（回转） 半边式 周边驱动式（回转） 双边式
{
3、链条刮板式刮泥机

多用于中小型污水厂
4、桁车式刮泥机
运行维护

1）、巡视：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ天2小时一次
夜间4小时一次 2）、加油 3）、故障

{
程序失控、失调 电气系统及液压系统损坏或失调 其他方面
除砂设备设备工艺流程
砂水分离设备运行管理


1、有机物影响
2、埋泵与堵塞 3、传感器
其他形式的除砂、洗砂机： 桁车式刮砂机
链条式刮砂机
振动筛式砂水分离器
作业

格栅种类及运行管理 除砂设备的种类 除砂设备的工作流程及泵堵或埋泵的原因
第三节 刮泥机及浓缩机

一、刮泥机
1、作用：将沉砂池中的污泥刮到一个集中部位（ 集泥斗），以便污泥的排出。用于污水处理厂的 沉淀池。 2、分类：根据沉淀池池型分类如下 刮 泥 机

4）大修及中修：累计运行10000小时进行大修 每年依次一次中修（秋季）
5、回转式刮泥机


用辐流式沉淀池
分全跨式（D<30m）和半跨式（ D≥30m ）
驱动：中心驱动、周边驱动
刮泥板形式

1）、斜板式
2）、曲线式D<30m
浮渣排除系统
二、浓缩机
浓缩机

1、作用： a、促进污泥与水的分离，使污泥进一步沉淀、浓缩。 b、将浓缩的污泥刮入浓缩池中心的泥斗，以协助污泥 泵将泥抽到下一步工序； c、不停地搅动沉入池底的污泥，保持其流动性，防止 板结。 与刮泥机区别：带栅条 浓缩机运行管理注意事项：

栅前倾角：45°～ 75°，90°

水头损失一般为：0.08～0.15m
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工业废水处理
第二章
工业废水处理技术
第二节 工业废水的物理处理技术 一、筛滤（格栅与筛网）
4、设备选型：
工业废水处理
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第二章
工业废水处理技术
工业废水处理
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第二章
工业废水处理技术
第二节 工业废水的物理处理技术
二、调节
沉砂池：水平流速在0.15—0.3m/s之间为宜，停留时间不少于30s 。 平流式沉淀池：平均水平流速一般为10～25mm/s、沉淀时间一般采用1.0～3.0h 竖流式沉淀池与辐流式沉淀池： 初沉池时：表面负荷1.5~3.0m3/m2.h、沉淀时间1~2小时； 二沉池时：表面负荷0.5~1.0m3/m2.h、沉淀时间2~4小时； 混凝沉淀池时：表面负荷0.8~1.5m3/m2.h、沉淀时间1.5~3小时 污泥浓缩池时：固体负荷30~60 kg/(m2·d)、浓缩时间不小于12 h； 斜板（管）沉淀池：表面负荷为普49通沉淀池的1.5~2倍、沉淀时间1~2小时。
二、工业废水处理方法的选择 3、有机废水处理技术的选择
将废水用滤纸过滤后达到预期处理目标，可作为悬浮物废水处理。 否则，采用生物处理技术 如有毒性物质应针对毒物进行预处理； 一般当BOD＞1000 mg/L时，可先采用厌氧生物法后再加好氧生物法； 一般当BOD/COD>1/4，BOD<500 mg/L时，可用好氧生物法； 一般当BOD/COD<1/4，BOD<500 mg/L时，可先改善废水的可生化性（
工业废水处理
三、集水井
3、水泵的数量选择： (1) 正常情况一般用一台水泵，备用一台。在相同流量与扬程下，1台大水泵的效 率大于2台小水泵。 (2) 水量很大，1台水泵无法满足要求时，可选择多台水泵，如2用1备或3用2备。 (3) 若需要适应不同水量需求的提升，则可设置多台水泵。 (4) 特殊情况不允许停水，则需要增加备用水泵数量，如1用1备1维护。

沉砂池的 几种形式
平流式、曝气沉砂池、旋流式 沉砂池等
沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数
城市污水厂一般均设置沉砂池，个数或分格数应不小于2； 设计流量应按分期建设考虑：
最大时流量、最大组合流量、合流制流量 沉砂池去除的砂粒相对密度为2.65，粒径为0.2mm以上。
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2d沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55º, 排砂管直径不应小于200mm。
沉砂池的超高不宜小于0.3m。
1.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。
-
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平流式沉砂池的系统参数
污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为 0.15m/s；
最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s， 一般为30~60s；
有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，池 宽不小于0.6m；
池中前期、混凝沉淀） （3）拥挤（成层）沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分
层（高浊水、二沉池后期） （4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗
粒的重力下挤出。（沉淀池污泥斗、污泥浓缩池）
自由沉淀及其理论基础
h 3 h '3 0 . 0 l 2 6 h '3 0 . 0 ( L 6 2 b 2 b ') / 2-
池中的水 流断面面积，m2。
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例题
某城市污水最大设计流量0.3m3/s，最小设 计流量为0.15m3/s，总变化系数Kz=1.45， 请为该污水处理厂设计平流式沉砂池。
-
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2.水流断面面积A

若水泵前格栅隙缝不大于 25 mm ，则处 理系统前不再设格栅。
沉砂池或沉淀池前15~30mm，最大为 40mm
一、格栅、筛网、微滤机
设置格栅的目的：根据栅条间距，截留不 同粒径的悬浮物和漂浮物，以减轻后续构 筑物的处理负荷，保证设备的正常运行。
安装地点：污水沟渠、泵房集水井进口、 污水处理厂进水口及沉砂池前。
在水处理工程中，常速离心机多用 于污泥或化学沉渣的脱水，而高速离心 机(转速达5000—15000r／min)则适用 于废水中乳化油的分离等，例如用高速 离心机来处理洗毛废水，不仅可净化水 质，还可回收经济价值甚高的羊毛脂。
第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除
一般来说，20-100um以上的颗粒可以直接用沉降法去 除，但此法不适宜用于较小的颗粒，特别是较小的胶体微 粒（10-9m—10-6m），需要采取其他方法才可除去，如沉 淀、混凝、过滤、气浮和膜技术等。
转鼓式筛网的示意图
1.3 微滤机

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
自来水厂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(如造纸废水的白水微滤净
化和纸浆回收)以及污水的最终处理等。
微滤机结构示意图 冲洗设备
转鼓
集渣斗 排渣
水槽 孔管
三、离心分离
3.2 重力式水力旋流器
也称水力旋流沉淀池，废水由切线方向进 入池内，造成旋流。与压力式旋流器相比， 这种水力旋流沉淀池直径要大得多，离心力 的作用减弱，颗粒的分离主要是由重力决定 的。在这两种力的作用下，颗粒被抛向池壁 并沉于池底，定期由抓斗排渣。
主要应用于废水的澄清和浓缩处理，以及 高浊度河水的预处理，以代替庞大的预沉池。

如果只设置一套格栅，则应 设置溢流旁通道。
机械格栅
（二）筛网
去除水中纤维、纸浆、藻类等稍小的杂物； 转鼓式，旋转式，转盘式，振动筛等； 截留粒度＜10mm的细碎悬浮物，多用于工业废水预处理。
（三）微滤机
是一种截留细小悬浮物的筛网过滤装置。
占地面积小，过滤能力大，操作方便； 可用于自来水厂原水过滤，去除藻类、
表面负荷仅25～30 m3/(m2·h).
（三）离心机
常速（低速、中速）、高速离心 机；
转筒式、管式、盘式、板式离心 机等。
第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除
P88
一、沉淀 （一）沉淀的基本类型 （1）自由沉降
颗粒之间呈离散状态，互不聚合，单独进行沉降； 其形状、尺寸、质量等均不改变； 如：沉砂池及初次沉淀池的初期沉降。
设计最小沉速u0
u=1.74*10-2 m/min x0＝54％
（二）沉淀池
1、平流式沉淀池 最早、最常用的形式，适用于较大流量的水处理厂； 沉淀池底微有坡度，一般为0.01～0.02。 沉淀池进口的整流措施：采用挡板、穿孔墙、淹没孔，或组合式； 出口：常采用溢流式集水槽、淹没孔口、锯齿形三角堰口等。
斜板沉淀池/斜管沉淀池（蜂窝形或波纹形管）； 浅池沉降原理：沉淀池越浅，沉淀时间越短； 增加了沉淀池面积，缩短了沉淀时间，改善了水力条件， 因此可大幅度提高处理能力。
根据水流和泥流的相对方向，可分为： 异向流（逆向流）、同向流、侧向流（横向流）
斜板/斜管沉淀池缺点： 当泥量增加时，若排泥不畅，易产生泛泥现象，出水水质恶化； 水流停留时间短，耐冲击负荷的能力较差； 斜板/斜管施工要求高，易变形、积泥，需用高压水定期冲刷； 上部易滋生大量藻类，影响运行及水质。

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；

(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
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0.08~0.12m/s，旋转流速应保持 0.25~0.3m/s
(2) 污水在池内的停留时间为4~6min，最大流量时为 1~3min，如作为预曝气，停留时间为10~30min;
(a)front-cleaned,front-return chain-drive 链 条 式 机 械 格 栅
(b)reciprocating rake 移 动 伸 缩 臂 机 械 格 栅
移动式伸缩臂机械格栅示意图
耙斗
行走轮
格栅
(c) catenary 钢 丝 绳 牵 引 式 机 械 格 栅
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筛余物的处置原则
（1）收集的筛余物运至处置区填埋 或与城市垃圾一起处理。
（2）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。
（3）对于大型水处理系统，也可采 用焚烧的方法彻底处理。
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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；
5.贮砂斗所需容积V ： 间隔时间T=2d,X= 30m3/ 106m3 (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