03排水工程-第三章污水物理處理

第二篇第二篇 城市污水城市污水 處理處理 第三章第三章 污水的物理處理污水的物理處理 第四章第四章 活性污泥法活性污泥法 第五章第五章 生物膜法生物膜法 第六章第六章 污水的自然生物處理污水的自然生物處理 第七章第七章 污水的深度處理與回用污水的深度處理與回用 第八章第八章 污泥的處理污泥的處理 第九章第九章 城市污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì)城市污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì) 第三章第三章 污水的物污水的物 理處理理處理 3.1 格柵格柵 3.2 破碎機(jī)破碎機(jī) 3.3 沉淀理論沉淀理論 3.4 沉砂池沉砂池 3.5 沉淀池沉淀池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 第三章第三章 污水的物理處理污水的物理處理 篩濾截留法：篩網(wǎng)篩濾截留法：篩網(wǎng)、格柵格柵、濾池濾池、微濾機(jī)；微濾機(jī)； 重力分離法：重力分離法：沉砂池沉砂池、沉淀池沉淀池、隔油池隔油池、氣氣 浮池；浮池； 離心分離法：離心機(jī)離心分離法：離心機(jī)、旋流分離器旋流分離器。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.1 格柵格柵 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污安裝在污 水渠道水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠(chǎng)的端部泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠(chǎng)的端部， 用以截留較大的懸浮物或漂浮物用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維如纖維、碎皮碎皮、 毛發(fā)毛發(fā)、木屑木屑、果皮果皮、蔬菜蔬菜、塑料制品等塑料制品等，以便減輕以便減輕 后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行；并使之正常運(yùn)行； 被 截 留 的物 質(zhì) 稱(chēng)為 柵 渣被 截 留 的物 質(zhì) 稱(chēng)為 柵 渣， 柵 渣的 含 水率 約為柵 渣的 含 水率 約為 70%80%，容重約為容重約為750 kg/m3。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.1 格柵格柵 3.1.1 隔柵分類(lèi)：平面隔柵隔柵分類(lèi)：平面隔柵、曲面隔柵曲面隔柵 平面隔柵：由柵條與框架組成平面隔柵：由柵條與框架組成。 A型是柵條布置在框架的外側(cè)型是柵條布置在框架的外側(cè)，適用于機(jī)械清渣或人適用于機(jī)械清渣或人 工清渣；工清渣； B型是柵條布置在框架的內(nèi)側(cè)型是柵條布置在框架的內(nèi)側(cè)，在格柵的頂部設(shè)有起吊在格柵的頂部設(shè)有起吊 架架，可將格柵吊起可將格柵吊起，進(jìn)行人工清渣進(jìn)行人工清渣。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.1.1 隔柵分類(lèi)：平面隔柵、曲面隔柵隔柵分類(lèi)：平面隔柵、曲面隔柵 曲面格柵：曲面格柵： 固定曲面格柵：利用渠道水流速度推動(dòng)除渣槳板；固定曲面格柵：利用渠道水流速度推動(dòng)除渣槳板； 旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵；污水從鼓筒內(nèi)向鼓筒外流動(dòng)旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵；污水從鼓筒內(nèi)向鼓筒外流動(dòng)， 被格除的柵渣被格除的柵渣，由沖洗水管沖入渣槽由沖洗水管沖入渣槽（帶網(wǎng)眼帶網(wǎng)眼） 內(nèi)排出內(nèi)排出。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.1 格柵格柵 按格柵柵條的凈間隙按格柵柵條的凈間隙，可分為粗格柵可分為粗格柵（50100 mm）、中格柵中格柵（1040 mm）、細(xì)格柵細(xì)格柵（310 mm）； 按清渣方式按清渣方式，可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種：可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種： 人工清渣格柵人工清渣格柵適用于小型污水處理廠(chǎng)適用于小型污水處理廠(chǎng)，為了使工人為了使工人 易于清渣作業(yè)易于清渣作業(yè)，避免清渣過(guò)程中的柵渣掉回水中避免清渣過(guò)程中的柵渣掉回水中，格柵格柵 安裝角度以安裝角度以3045為宜；為宜； 機(jī)械清渣格柵機(jī)械清渣格柵當(dāng)柵渣量大于當(dāng)柵渣量大于0.2 m3/d時(shí)時(shí)，為改善勞動(dòng)為改善勞動(dòng) 與衛(wèi)生條件與衛(wèi)生條件，都應(yīng)采用機(jī)械清渣格柵都應(yīng)采用機(jī)械清渣格柵。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.1.2 格柵的設(shè)計(jì)格柵的設(shè)計(jì) 柵槽寬度：柵槽寬度： 過(guò)柵水頭損失：過(guò)柵水頭損失： 柵槽總高度：柵槽總高度： 柵槽總長(zhǎng)度：柵槽總長(zhǎng)度： 每日柵渣量：每日柵渣量： max 2 100 12 1 12 11 1212 1 max1 z sin 1 sin 2 1.00.5 tan 2tan2 86400 1000 Q BS nenn ehv v hkhh g Hhhh H Lll BBl llHhh QW W K 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 例例3-1 己知某城市的最大設(shè)計(jì)污水量己知某城市的最大設(shè)計(jì)污水量Qmax=0.2 m3/s， Kz1.5，計(jì)算格柵各部尺寸計(jì)算格柵各部尺寸。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.2 破碎機(jī)破碎機(jī) 破碎機(jī)的作用：把污水中較大的懸浮固體破碎成較破碎機(jī)的作用：把污水中較大的懸浮固體破碎成較 小的小的、較均勻的碎塊較均勻的碎塊，仍留在污水中仍留在污水中，隨水流至后隨水流至后 續(xù)污水處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理；續(xù)污水處理構(gòu)筑物進(jìn)行處理； 破碎機(jī)的安裝地點(diǎn)：可安裝格柵后破碎機(jī)的安裝地點(diǎn)：可安裝格柵后、污水泵前污水泵前，作作 為格柵的補(bǔ)充為格柵的補(bǔ)充，防止污水泵被阻塞并提高與改善后防止污水泵被阻塞并提高與改善后 續(xù)處理構(gòu)筑物的處理效能；也可安裝在沉砂池之后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理效能；也可安裝在沉砂池之后， 使破碎機(jī)的磨損減輕使破碎機(jī)的磨損減輕。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3 沉淀理論沉淀理論 四種類(lèi)型的沉淀：四種類(lèi)型的沉淀： 自由沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度不高時(shí)自由沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度不高時(shí)，在沉淀的過(guò)程中在沉淀的過(guò)程中，顆粒之間互顆粒之間互 不碰撞不碰撞，呈單顆物狀態(tài)呈單顆物狀態(tài)，各自獨(dú)立地完成沉淀過(guò)程；各自獨(dú)立地完成沉淀過(guò)程； 絮凝沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度約為絮凝沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度約為50500 mg/L時(shí)時(shí)，在沉淀過(guò)程中在沉淀過(guò)程中，顆顆 粒與顆粒之間可能互相碰撞產(chǎn)生絮凝作用粒與顆粒之間可能互相碰撞產(chǎn)生絮凝作用，使顆粒的粒徑與質(zhì)量逐使顆粒的粒徑與質(zhì)量逐 漸加大漸加大，沉淀速度不斷加快；沉淀速度不斷加快； 區(qū)域沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度大于區(qū)域沉淀：當(dāng)懸浮物質(zhì)濃度大于500 mg/L時(shí)時(shí)，在沉淀過(guò)程中在沉淀過(guò)程中，相鄰相鄰 顆粒之間互相妨礙顆粒之間互相妨礙、干擾干擾，沉速大的顆粒出無(wú)法超越沉速小的顆粒沉速大的顆粒出無(wú)法超越沉速小的顆粒， 各自保持相對(duì)位置不變各自保持相對(duì)位置不變，并在聚合力的作用下并在聚合力的作用下，顆粒群結(jié)合成一個(gè)顆粒群結(jié)合成一個(gè) 整體向下沉淀整體向下沉淀，與澄清水之間形成清晰的液與澄清水之間形成清晰的液固界面固界面，沉淀顯示為沉淀顯示為 界面下沉；界面下沉； 壓縮：顆粒間互相支承壓縮：顆粒間互相支承，上層顆粒在重力作用下上層顆粒在重力作用下，擠出下層顆粒的擠出下層顆粒的 間隙水間隙水，使污泥得到濃縮使污泥得到濃縮。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3 沉淀理論沉淀理論 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.3 理想沉淀池原理理想沉淀池原理 理想沉淀池：理想沉淀池： 污水在池內(nèi)沿水平方向作等速流動(dòng)污水在池內(nèi)沿水平方向作等速流動(dòng)，水平流速為水平流速為 v，從入口到出口的流動(dòng)時(shí)間為從入口到出口的流動(dòng)時(shí)間為t； 在流入?yún)^(qū)在流入?yún)^(qū)，顆粒沿截面顆粒沿截面AB均勻分布并處于自由沉均勻分布并處于自由沉 淀狀態(tài)淀狀態(tài)，顆粒的水平分速等于水平流速顆粒的水平分速等于水平流速v； 顆粒沉到池底即認(rèn)為被去除顆粒沉到池底即認(rèn)為被去除。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流理想沉淀池平流理想沉淀池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流理想沉淀池平流理想沉淀池 理想沉淀池分流入?yún)^(qū)理想沉淀池分流入?yún)^(qū)、流出區(qū)流出區(qū)、沉淀區(qū)和污沉淀區(qū)和污 泥區(qū)泥區(qū)。 從點(diǎn)從點(diǎn)A進(jìn)入的顆粒進(jìn)入的顆粒，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是水平它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是水平 流速流速v和顆粒沉速和顆粒沉速u(mài)的矢量和的矢量和，這些顆粒中這些顆粒中， 必存在著某一粒徑的顆粒必存在著某一粒徑的顆粒，其沉速為其沉速為u0，剛剛 巧能沉至池底巧能沉至池底。 0 uH vL 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流理想沉淀池平流理想沉淀池 顆粒去除率：顆粒去除率： 0 0t 0 0 100 100d P Pu P u 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流理想沉淀池平流理想沉淀池 設(shè)處理水量為設(shè)處理水量為Q（m3/s）， 沉淀池的寬度為沉淀池的寬度為B，水面面水面面 積為積為A=BL，顆粒在池內(nèi)的顆粒在池內(nèi)的 沉淀時(shí)間為：沉淀時(shí)間為： 沉淀池的容積為：沉淀池的容積為： Q/A的物理意義是：在單位的物理意義是：在單位 時(shí)間內(nèi)通過(guò)沉淀池單位表面時(shí)間內(nèi)通過(guò)沉淀池單位表面 積的流量積的流量，稱(chēng)為表面負(fù)荷或稱(chēng)為表面負(fù)荷或 溢流率溢流率，用用q表示表示，表面負(fù)表面負(fù) 荷的數(shù)值等于顆粒沉速荷的數(shù)值等于顆粒沉速u(mài)0， 0 0 LH t vu VQtHBLHA QVHA uq AtAtA 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流理想沉淀池平流理想沉淀池 在水深在水深h以下入流的顆以下入流的顆 粒粒，可被全部沉淀去除可被全部沉淀去除， 則沉速為則沉速為ut的顆粒的去的顆粒的去 除率為：除率為： 平流理想沉淀池的去除平流理想沉淀池的去除 率僅決定于表面負(fù)荷率僅決定于表面負(fù)荷q 及顆粒沉速及顆粒沉速u(mài)t，與沉淀與沉淀 時(shí)間無(wú)關(guān)時(shí)間無(wú)關(guān)。 t t t ttt uhL hL uvv u LhQ v HvHHB u LBu Au QQq 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 圓形理想沉淀池圓形理想沉淀池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 圓形輻流理想沉淀池圓形輻流理想沉淀池 顆粒沉淀軌跡：顆粒沉淀軌跡： 顆粒被去除的條件：顆粒被去除的條件： 輻流理想沉淀池的輻流理想沉淀池的 去除率：去除率： 1 0 t 0 t t0 22 1 0t 0 0 dd dd dd 100 100d HR r P rv tHut Hr uv QQ uuq ARr Pu P u 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 圓形豎流理想沉淀池圓形豎流理想沉淀池 豎流理想沉淀池中豎流理想沉淀池中，在半徑在半徑r處的任一點(diǎn)處的任一點(diǎn)，水流速度水流速度 的垂直分速為的垂直分速為v，v=H/t，t為沉淀時(shí)間；為沉淀時(shí)間； 凡是沉速凡是沉速u(mài)tv的那些顆粒的那些顆粒，即即ut-H/t，H=vt=-utt的的 那些顆粒才能被沉淀去除；而那些顆粒才能被沉淀去除；而utv的所有顆粒的所有顆粒，都都 不可能被沉淀去除不可能被沉淀去除，若這部分顆粒的重量與全部顆若這部分顆粒的重量與全部顆 粒的重量之比值為粒的重量之比值為P0，因此豎流理想沉淀池的去除因此豎流理想沉淀池的去除 率為：率為： 0 100P 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 由于實(shí)際沉淀池在池深與池寬方向都存在著由于實(shí)際沉淀池在池深與池寬方向都存在著 水流分布不均勾的問(wèn)題；以及由于污水溫差水流分布不均勾的問(wèn)題；以及由于污水溫差、 風(fēng)力風(fēng)力、水流與池壁之間的摩擦阻力等原因造水流與池壁之間的摩擦阻力等原因造 成紊流成紊流，使實(shí)際沉淀池的去除率使實(shí)際沉淀池的去除率低于低于理想沉理想沉 淀池淀池。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 深度方向水流速度分布不均勻的影響深度方向水流速度分布不均勻的影響 實(shí)際沉淀池中實(shí)際沉淀池中，水平流速沿深度方向分布不均勻水平流速沿深度方向分布不均勻， 水平流速為水深的函數(shù)水平流速為水深的函數(shù)，沉速為沉速為u0的顆粒的顆粒，沉淀沉淀 軌跡為：軌跡為：dl=vdt，dh= u0dt，可得：可得： 由于水平流速延深度不斷減慢由于水平流速延深度不斷減慢，顆粒的沉淀軌跡顆粒的沉淀軌跡 是下垂的曲線(xiàn)：是下垂的曲線(xiàn)： 0 0 00 000 dd , dd dd , d LHH lh ulv h vu ulv hu Lv h 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 凡凡utu0的那部分顆粒的去除率的那部分顆粒的去除率，決定于入流決定于入流 深度深度，即等于在深度即等于在深度h間入流的數(shù)量占它們總間入流的數(shù)量占它們總 量的比例：量的比例： 沉淀池深度方向的水平流速分布不均勻沉淀池深度方向的水平流速分布不均勻，對(duì)對(duì) 去除率沒(méi)有影響去除率沒(méi)有影響。 0tt 0 0 d d h H v h u Lu u Lq v h 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 寬度方向水流速度分布不均勻的影響寬度方向水流速度分布不均勻的影響 水平流速在寬度方向分布不均勻水平流速在寬度方向分布不均勻，水平流速水平流速v表表 示為池寬示為池寬B的函數(shù)的函數(shù)，即即v=f(B)； 設(shè)寬度設(shè)寬度b和和b+db之間的微分面積上的水平流速是之間的微分面積上的水平流速是 均勻的均勻的，相對(duì)應(yīng)的水面積為相對(duì)應(yīng)的水面積為A=Ldb，微分流量微分流量 Q=vHdb； 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 寬度方向水流速度分布寬度方向水流速度分布 不均勻的影響不均勻的影響 沉速為沉速為ut的顆粒的去除的顆粒的去除 率率b應(yīng)為：應(yīng)為： 如果具有相同沉速如果具有相同沉速u(mài)t的的 顆粒處于沉淀池中心線(xiàn)顆粒處于沉淀池中心線(xiàn) 附近附近，則該顆粒的去除則該顆粒的去除 率率0應(yīng)為：應(yīng)為： 0b，可見(jiàn)沉淀池寬度可見(jiàn)沉淀池寬度 方向的水平流速分布不方向的水平流速分布不 均勻均勻，是降低沉淀池去是降低沉淀池去 除率的主要原因除率的主要原因。 tt b tt t 0 max d d d d uu vHb Q L b A u L bu L vHbvH u L vH 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.3.4 實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差實(shí)際沉淀池與理想沉淀池之間的誤差 紊流對(duì)去除率的影響紊流對(duì)去除率的影響 由于紊流的存在由于紊流的存在，使顆粒不能均速下沉使顆粒不能均速下沉，并在沉并在沉 淀池內(nèi)的三維空間作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)淀池內(nèi)的三維空間作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，使顆粒的沉速使顆粒的沉速 或減慢或加速或減慢或加速，影響去除率影響去除率。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4 沉砂池（沉砂池（grit chamber） 沉砂池的功能是去除比重較大的沉砂池的功能是去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒無(wú)機(jī)顆粒 （如泥砂如泥砂，煤渣等煤渣等，它們的相對(duì)密度約為它們的相對(duì)密度約為 2.65）； 沉砂池一般設(shè)于泵站沉砂池一般設(shè)于泵站、倒虹管前倒虹管前，以便減輕以便減輕 無(wú)機(jī)顆粒對(duì)水泵無(wú)機(jī)顆粒對(duì)水泵、管道的磨損；也可設(shè)于管道的磨損；也可設(shè)于初初 次沉淀池前次沉淀池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥 處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件；處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件； 常用的沉砂池有平流沉砂池常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池曝氣沉砂池、 多爾沉砂池和鐘式沉砂池等多爾沉砂池和鐘式沉砂池等。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.1 平流沉砂池平流沉砂池 平流沉砂池的構(gòu)造平流沉砂池的構(gòu)造 平流沉砂池由入流渠平流沉砂池由入流渠、出流渠出流渠、閘板閘板、水流部分水流部分 及沉砂斗組成；及沉砂斗組成； 具有截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好具有截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好、工作穩(wěn)定工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)構(gòu)造簡(jiǎn) 單單、排沉砂較方便等優(yōu)點(diǎn)排沉砂較方便等優(yōu)點(diǎn)。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.1 平流沉砂池平流沉砂池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流沉砂池的設(shè)計(jì)平流沉砂池的設(shè)計(jì) 平流沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)按去除平流沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)按去除比重為比重為2.65，粒徑大粒徑大 于于0.2 mm的砂粒確定的砂粒確定。 設(shè)計(jì)流量：自流按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；水泵抽升入池按設(shè)計(jì)流量：自流按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；水泵抽升入池按 工作水泵的最大組合流量計(jì)算；合流制處理系統(tǒng)按降雨工作水泵的最大組合流量計(jì)算；合流制處理系統(tǒng)按降雨 時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算；時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算； 設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速：設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速： 0.150.3 m/s； 停留時(shí)間：停留時(shí)間：3060 s； 設(shè)計(jì)有效水深：設(shè)計(jì)有效水深：0.251.0 m（不大于不大于1.2 m），每格池寬不每格池寬不 小于小于0.6 m； 沉砂量的確定：生活污水按沉砂量的確定：生活污水按0.010.02 L/(cap d)計(jì)計(jì)，城市城市 污水按污水按 3 m3砂砂/(10萬(wàn)萬(wàn)m3污水污水) 計(jì)計(jì)，沉砂含水率約為沉砂含水率約為60%， 容重容重1.5 t/m3，貯砂斗的容積按貯砂斗的容積按2 d的沉砂量計(jì)的沉砂量計(jì)，斗壁傾角斗壁傾角 5560； 沉砂池超高不小于沉砂池超高不小于0.3 m。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流沉砂池的設(shè)計(jì)平流沉砂池的設(shè)計(jì) 沉砂池水流部分的長(zhǎng)度沉砂池水流部分的長(zhǎng)度 水流斷面積水流斷面積 池總寬度池總寬度 沉砂斗容積沉砂斗容積 沉砂池總高度沉砂池總高度 驗(yàn)算驗(yàn)算（vmin0.15 m/s） max 2 max1 2 5 123 min min 86400 10 z Lvt Q A v A B h Qtx VVNx t K Hhhh Q v n 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流沉砂池的排砂裝置平流沉砂池的排砂裝置 重力排砂：砂斗重力排砂：砂斗+貯砂罐貯砂罐+底閘底閘 優(yōu)點(diǎn)：排砂的含水率低優(yōu)點(diǎn)：排砂的含水率低，排砂量容易計(jì)算；排砂量容易計(jì)算； 缺點(diǎn)：沉砂池需要高架或挖小車(chē)通道缺點(diǎn)：沉砂池需要高架或挖小車(chē)通道。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流沉砂池的排砂裝置平流沉砂池的排砂裝置 機(jī)械排砂機(jī)械排砂 單口泵吸式排砂機(jī)：桁架沿池長(zhǎng)方向往返行走排單口泵吸式排砂機(jī)：桁架沿池長(zhǎng)方向往返行走排 砂砂，經(jīng)旋流分離器分離的水分回流到沉砂池經(jīng)旋流分離器分離的水分回流到沉砂池，沉沉 砂可用小車(chē)砂可用小車(chē)、皮帶輸送器等運(yùn)至灑砂場(chǎng)或貯砂池；皮帶輸送器等運(yùn)至灑砂場(chǎng)或貯砂池； 機(jī)械排砂自動(dòng)化程度高機(jī)械排砂自動(dòng)化程度高，排砂含水率低排砂含水率低，工作條工作條 件好；件好； 機(jī)械排砂法還有鏈板刮砂法機(jī)械排砂法還有鏈板刮砂法、抓斗排砂法等抓斗排砂法等，中中、 大型污水處理廠(chǎng)應(yīng)采用機(jī)械排砂法大型污水處理廠(chǎng)應(yīng)采用機(jī)械排砂法。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 機(jī)械排砂機(jī)械排砂 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.1平流沉砂池平流沉砂池 平流沉砂池的主要缺點(diǎn)：平流沉砂池的主要缺點(diǎn)： 沉砂中約夾雜有沉砂中約夾雜有15%的有機(jī)物的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處使沉砂的后續(xù)處 理增加難度理增加難度，故常需配洗砂機(jī)故常需配洗砂機(jī)，把排砂經(jīng)清洗后把排砂經(jīng)清洗后， 有機(jī)物含量低于有機(jī)物含量低于10%，稱(chēng)為清潔砂稱(chēng)為清潔砂，再外運(yùn)再外運(yùn)。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.2 曝氣沉砂池曝氣沉砂池 構(gòu)造：構(gòu)造： 曝氣沉砂池呈矩形曝氣沉砂池呈矩形，池底一側(cè)有池底一側(cè)有i=0.10.5的坡度的坡度，坡向另坡向另 一側(cè)的集砂槽；一側(cè)的集砂槽； 曝氣裝置設(shè)在集砂槽側(cè)曝氣裝置設(shè)在集砂槽側(cè)，空氣擴(kuò)散板距池底空氣擴(kuò)散板距池底0.60.9 m， 使池內(nèi)水流作旋流運(yùn)動(dòng)使池內(nèi)水流作旋流運(yùn)動(dòng)，無(wú)機(jī)顆粒之間的互相碰撞與摩無(wú)機(jī)顆粒之間的互相碰撞與摩 擦機(jī)會(huì)增加擦機(jī)會(huì)增加，把表面附著的有機(jī)物磨去；把表面附著的有機(jī)物磨去； 由于旋流產(chǎn)生的離心力由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)物顆粒把相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)物顆粒 甩向外層并下沉甩向外層并下沉，相對(duì)密度較輕的有機(jī)物旋至水流的中相對(duì)密度較輕的有機(jī)物旋至水流的中 心部位隨水帶走心部位隨水帶走，可使沉砂中的有機(jī)物含量低于可使沉砂中的有機(jī)物含量低于10%； 集砂槽中的砂可采用機(jī)械刮砂集砂槽中的砂可采用機(jī)械刮砂、空氣提升器或泵吸式排空氣提升器或泵吸式排 砂機(jī)排除砂機(jī)排除。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.2 曝氣沉砂池曝氣沉砂池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)曝氣沉砂池的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù) 旋流速度控制在旋流速度控制在0.250.30 m/s之間；之間； 最大時(shí)流量的停留時(shí)間為最大時(shí)流量的停留時(shí)間為13 min、水平流速為水平流速為0.1 m/s； 有效水深為有效水深為23 m，寬深比為寬深比為1.01.5，長(zhǎng)寬比可達(dá)長(zhǎng)寬比可達(dá)5； 曝氣裝置可采用壓縮空氣豎管連接穿孔管曝氣裝置可采用壓縮空氣豎管連接穿孔管（穿孔孔徑為穿孔孔徑為 2.56.0 mm）或壓縮空氣豎管連接空氣擴(kuò)散板或壓縮空氣豎管連接空氣擴(kuò)散板，每每m3污污 水所需曝氣量為水所需曝氣量為0.10.2 m3或每或每m2池表面積池表面積35 m3/h。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)曝氣沉砂池的設(shè)計(jì) 計(jì)算公式計(jì)算公式 總有效容積：總有效容積： 池?cái)嗝娣e：池?cái)嗝娣e： 池總寬度：池總寬度： 池長(zhǎng)：池長(zhǎng)： 所需曝氣量：所需曝氣量： max max max 60 3600 VQt Q A v A B H V L A qDQ 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 已知某城市污水處理廠(chǎng)的最大設(shè)計(jì)流量為已知某城市污水處理廠(chǎng)的最大設(shè)計(jì)流量為1.2 m3/s，求曝氣沉砂池的各部分尺寸求曝氣沉砂池的各部分尺寸。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3 max 2 max 2 2 min 6060 1.2 2144 m 0.1 m/s 1.2 12 m 0.1 2.4 m0.50.6 m 3.9 m 2.4 1.0 2.4 2.00.76 m 2 t VQt v Q A v A 池子總有效容積：設(shè)， 水流斷面積：設(shè) 沉砂池設(shè)兩格，池寬 ，池底坡度，超高, 全池總高。 每格沉砂池實(shí)際進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e： 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3 0 363 33 0 6 3 144 12 m 12 0.6 1.0 127.2 m :20 m /10 m 20 0.6 86400 21.7 m 7.2 m 1.24 10 2.5 m 28 m /(m h) V L A V V 池長(zhǎng)： 每格沉沙池沉砂斗容量: 每格沉砂池實(shí)際沉砂量 設(shè)含砂量為污水， 每?jī)商炫派耙淮危?每小時(shí)所需空氣量：設(shè)曝氣管浸水深度為， 查表可得單位池長(zhǎng)所需空氣量為。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.3 多爾沉砂池多爾沉砂池 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 多爾沉砂池的設(shè)計(jì)多爾沉砂池的設(shè)計(jì) 沉砂池的面積沉砂池的面積 沉砂池的面積根據(jù)要求去除的砂粒直徑及污水溫沉砂池的面積根據(jù)要求去除的砂粒直徑及污水溫 度確定；度確定； 沉砂池最大設(shè)計(jì)流速：沉砂池最大設(shè)計(jì)流速：0.3 m/s； 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.4.4 鐘式沉砂池（旋流沉沙池）鐘式沉砂池（旋流沉沙池） 污水由流入口切線(xiàn)方向流入污水由流入口切線(xiàn)方向流入 沉砂區(qū)沉砂區(qū)，利用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)利用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng) 裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)和斜坡式葉片裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)和斜坡式葉片， 由于所受離心力的不同由于所受離心力的不同，把把 砂粒甩向池壁砂粒甩向池壁，掉入砂斗掉入砂斗， 有機(jī)物被送回污水中；有機(jī)物被送回污水中； 沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管， 排砂管清洗后排除排砂管清洗后排除，清洗水清洗水 回流至沉砂區(qū)回流至沉砂區(qū)。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 鐘式沉砂池的設(shè)計(jì)鐘式沉砂池的設(shè)計(jì) 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 鐘式沉砂池的設(shè)計(jì)鐘式沉砂池的設(shè)計(jì) 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.5 沉淀池（沉淀池（sedimentation tank） 初次沉淀池初次沉淀池 一級(jí)污水處理廠(chǎng)的主體處理構(gòu)筑物一級(jí)污水處理廠(chǎng)的主體處理構(gòu)筑物，或作為二級(jí)污水處或作為二級(jí)污水處 理廠(chǎng)的預(yù)處理構(gòu)筑物設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面；理廠(chǎng)的預(yù)處理構(gòu)筑物設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面； 處理對(duì)象：懸浮物質(zhì)處理對(duì)象：懸浮物質(zhì)（Suspended solids，SS，約可去除約可去除 40%55%以上以上），同時(shí)可去除部分同時(shí)可去除部分BOD（約占總約占總BOD的的 20%30%），可改善生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件并降低可改善生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件并降低 其其BOD負(fù)荷負(fù)荷。 二次沉淀池二次沉淀池 設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或用于沉淀去除活性污泥或 腐殖污泥；腐殖污泥； 初沉池初沉池生物膜法生物膜法二沉池對(duì)二沉池對(duì)SS的總?cè)コ蕿榈目側(cè)コ蕿?0%90%， BOD總?cè)コ蕿榭側(cè)コ蕿?5%90%； 初沉 池初沉 池 活性污泥 法活性污泥 法 二沉池 對(duì)二沉池 對(duì)SS的總?cè)コ蕿榈目側(cè)コ蕿?70%90%，BOD總?cè)コ蕿榭側(cè)コ蕿?5%95%。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.5.1 平流式沉淀池平流式沉淀池 平流式沉淀池由流入裝置平流式沉淀池由流入裝置、流出裝置流出裝置、沉淀沉淀 區(qū)區(qū)、緩沖層緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等組成污泥區(qū)及排泥裝置等組成。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 流入裝置：由設(shè)有側(cè)向流入裝置：由設(shè)有側(cè)向 或槽底潛孔的配水槽或槽底潛孔的配水槽、 檔流板組成檔流板組成，起均勻布起均勻布 水與消能作用；水與消能作用； 流出裝置：由流出槽與流出裝置：由流出槽與 擋板組成擋板組成，流出槽設(shè)自流出槽設(shè)自 由溢流堰由溢流堰，溢流堰嚴(yán)格溢流堰嚴(yán)格 水平水平，既可保證水流均既可保證水流均 勻勻，又可控制沉淀池水又可控制沉淀池水 位位，溢流堰常采用鋸齒溢流堰常采用鋸齒 形堰；形堰； 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 緩沖層的作用是避免已沉污泥被水流攪起以緩沖層的作用是避免已沉污泥被水流攪起以 及緩解沖擊負(fù)荷；及緩解沖擊負(fù)荷； 污泥區(qū)起貯存污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥的作用；濃縮和排泥的作用； 排泥裝置與方法：排泥裝置與方法： 靜水壓力法；靜水壓力法； 機(jī)械排泥法機(jī)械排泥法。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 平流式沉淀池的設(shè)計(jì)平流式沉淀池的設(shè)計(jì) 沉淀區(qū)尺寸計(jì)算沉淀區(qū)尺寸計(jì)算 無(wú)污水懸浮物沉淀試驗(yàn)資料時(shí)無(wú)污水懸浮物沉淀試驗(yàn)資料時(shí)，按沉淀時(shí)間和水按沉淀時(shí)間和水 平流速計(jì)算；平流速計(jì)算； 有污水懸浮物沉淀試驗(yàn)資料時(shí)有污水懸浮物沉淀試驗(yàn)資料時(shí)，按表面水力負(fù)荷按表面水力負(fù)荷 法計(jì)算法計(jì)算。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 污泥區(qū)計(jì)算污泥區(qū)計(jì)算 每日產(chǎn)生污泥量：每日產(chǎn)生污泥量： 已知污水懸浮物濃度與去除率已知污水懸浮物濃度與去除率，污泥量：污泥量： max01 0 1000 24100 100 SNt W QCC Wt p 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 沉淀池的總高度沉淀池的總高度 沉淀池?cái)?shù)目：不少于兩個(gè)；沉淀池?cái)?shù)目：不少于兩個(gè)； 沉淀池出水堰最大負(fù)荷：初次沉淀池不宜大沉淀池出水堰最大負(fù)荷：初次沉淀池不宜大 于于 2.9 L/(s m)，二 次沉淀 池不宜 大于二 次沉淀 池不宜 大于 1.7 L/(s m)； 沉淀池應(yīng)設(shè)置撇渣設(shè)施：根據(jù)表沉淀池應(yīng)設(shè)置撇渣設(shè)施：根據(jù)表3-10選用選用。 1234 Hhhhh 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 3.5.2 普通輻流沉淀池普通輻流沉淀池 普通輻流沉淀池的構(gòu)造普通輻流沉淀池的構(gòu)造 呈圓形或正方形呈圓形或正方形，直徑直徑（或邊長(zhǎng)或邊長(zhǎng)）660 m，最大最大 可達(dá)可達(dá)100 m，池周水深池周水深1.53.0 m，用機(jī)械排泥用機(jī)械排泥， 池底坡度不宜小于池底坡度不宜小于0.05； 可用作初次沉淀池或二次沉淀池；可用作初次沉淀池或二次沉淀池； 中心進(jìn)水中心進(jìn)水，周邊出水周邊出水，中心傳動(dòng)排泥中心傳動(dòng)排泥，為了使布為了使布 水 均 勻水 均 勻 ， 進(jìn) 水 管 設(shè) 穿 孔 擋 板進(jìn) 水 管 設(shè) 穿 孔 擋 板 ， 穿 孔 率 為穿 孔 率 為 10%20%，出水堰采用鋸齒堰出水堰采用鋸齒堰，堰前設(shè)擋板堰前設(shè)擋板， 攔截浮渣攔截浮渣。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 刮泥機(jī)由桁架及傳動(dòng)裝置組成刮泥機(jī)由桁架及傳動(dòng)裝置組成 當(dāng)池徑小于當(dāng)池徑小于20 m時(shí)時(shí)，用中心傳動(dòng)；當(dāng)池徑大于用中心傳動(dòng)；當(dāng)池徑大于20 m時(shí)時(shí)，用周邊傳動(dòng)用周邊傳動(dòng)，周邊線(xiàn)速不宜大于周邊線(xiàn)速不宜大于3 m/min， 13 r/h，刮板將污泥推入污泥斗刮板將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓然后用靜水壓 力或污泥泵排除；力或污泥泵排除； 作為二次沉淀池時(shí)作為二次沉淀池時(shí)，沉淀的活性污泥含水率高達(dá)沉淀的活性污泥含水率高達(dá) 99%以上以上，采用靜水壓力法排泥采用靜水壓力法排泥。 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 水污染控制工程2第三章 污水的物理處理 輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)輻流式沉淀池的設(shè)計(jì) 每座沉淀池表面積和