1、 第十章第十章 污水的物理處理污水的物理處理篩濾截留篩濾截留 格柵和篩網(wǎng)格柵和篩網(wǎng)重力分離重力分離 沉淀、氣浮沉淀、氣浮離心分離漩流分離、離心機(jī)離心分離漩流分離、離心機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 格柵和篩網(wǎng)格柵和篩網(wǎng)一、格柵的定義、作用一、格柵的定義、作用 格柵是由一組平行的格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房、安裝在污水渠道、泵房、集水井的進(jìn)口處或污水集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用以截處理廠的前端，用以截留較大的留較大的懸浮物或漂浮懸浮物或漂浮物物。格柵由一組（或多組）相格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠

2、成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道，或進(jìn)水泵站集水井的道，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。大的懸浮物及雜質(zhì)。作用作用：去除可能堵塞水泵：去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并懸浮物，并保證后續(xù)處理保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行設(shè)施能正常運(yùn)行。選用柵條間距的原則：選用柵條間距的原則：不堵塞不堵塞水泵水泵和水處理廠和水處理廠站的站的處理設(shè)備處理設(shè)備。格柵的格柵的作用作用格柵所截留的污染物數(shù)量與地區(qū)的情況、污水溝道系統(tǒng)的類型，污水流量以及柵條的間距等因素有關(guān)，可參考的一些數(shù)據(jù)：當(dāng)柵條間距為當(dāng)柵條間距為1625mm1625mm時時，柵渣

3、截留量為，柵渣截留量為0.100.05m0.100.05m3 3/10/103 3mm3 3污水；污水；當(dāng)柵條間距為當(dāng)柵條間距為40mm40mm左右左右時，柵渣截留量為時，柵渣截留量為0.030.01 m0.030.01 m3 3/10/103 3mm3 3污水；污水；柵渣的含水率約為柵渣的含水率約為80%80%，密度約為，密度約為960kg/m960kg/m3 3。人工人工清除清除設(shè)計面積應(yīng)采用較大的安設(shè)計面積應(yīng)采用較大的安全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水全系數(shù)，一般不小于進(jìn)水渠道面積渠道面積的的2倍倍，以免清，以免清渣過于頻繁。渣過于頻繁。與水平面傾角：與水平面傾角：3060機(jī)械機(jī)械清除清除過水面積

4、一般應(yīng)不小于過水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管渠的有效面積的進(jìn)水管渠的有效面積的1.2倍。倍。與水平面傾角：與水平面傾角：6090格柵的格柵的清渣清渣方法方法旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)上海松江東部污水處理廠上海天山水質(zhì)凈化廠轉(zhuǎn)鼓式機(jī)械格柵轉(zhuǎn)鼓式機(jī)械格柵二、格柵分類二、格柵分類按形狀：平面、曲面格柵按柵條間隙：粗（50-100mm)、中(10-40mm)、細(xì)(1.5-10mm)格柵。按清渣方式：人工清渣、機(jī)械清渣（柵渣量0.2m3，用鏈條、鋼絲繩等帶動齒耙清渣） 如果格柵放在泵房的前面，柵條的間距選取可根據(jù)不同型號的污水泵要求來選取。三、格柵的三、格柵的設(shè)計設(shè)計計算計算 格柵的設(shè)計內(nèi)容包括尺寸計算、水力計算、柵渣

5、量計算以及清渣機(jī)械的選用。 B1BB112污水污水設(shè)計流量設(shè)計流量的計算的計算污水設(shè)計流量污水設(shè)計流量 指污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的指污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量最大流量，污水設(shè)計流量包括生活污水設(shè)計流量和工業(yè)廢水設(shè)計流污水設(shè)計流量包括生活污水設(shè)計流量和工業(yè)廢水設(shè)計流量。量。 生活污水設(shè)計流量生活污水設(shè)計流量 居住區(qū)生活污水居住區(qū)生活污水 公共建筑生活污水公共建筑生活污水 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水 工業(yè)廢水設(shè)計流量工業(yè)廢水設(shè)計流量 1 1、生活、生活污水設(shè)計流量的計算污水設(shè)計流量的計算（1 1）居住區(qū)生活污水量計算）居住區(qū)生活污水量計算 360

6、0241ZdKNqQ式中：式中：QQ1 1居住區(qū)生活污水設(shè)計流量，居住區(qū)生活污水設(shè)計流量，L/sL/s； q qd d居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（定額）（居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（定額）（L/(d.L/(d.人人) )），也），也可可 按該地區(qū)居民生活用水定額的按該地區(qū)居民生活用水定額的80%90%80%90%選用選用 NN設(shè)計人口數(shù)，按規(guī)劃部門根據(jù)統(tǒng)計資料提供的參數(shù)設(shè)計人口數(shù)，按規(guī)劃部門根據(jù)統(tǒng)計資料提供的參數(shù) 選用；常用人口密度和服務(wù)面積相乘得到選用；常用人口密度和服務(wù)面積相乘得到 K KZ Z總變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與平均日總變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與平均日 平均時污水量的比值平均時污

7、水量的比值 K Kd d日變化系數(shù)，是最大日污水量與平均日污水量的比值日變化系數(shù)，是最大日污水量與平均日污水量的比值 K Kh h時變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與最大日平均時時變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與最大日平均時 污水量的比值污水量的比值 K KZ Z=K=Kd d K Kh h生活污水量總變化系數(shù)生活污水量總變化系數(shù)因為一般城市缺乏日變化系數(shù)和時變化系數(shù)的數(shù)據(jù)，要直接采用上因為一般城市缺乏日變化系數(shù)和時變化系數(shù)的數(shù)據(jù)，要直接采用上式計算總變化系數(shù)有困難。式計算總變化系數(shù)有困難。總變化系數(shù)與平均流量之間有一定的關(guān)系。總變化系數(shù)與平均流量之間有一定的關(guān)系。 平均流量越大，總變化平均流量

8、越大，總變化系數(shù)越小。系數(shù)越小。污水平均日流量污水平均日流量（L/sL/s）5 5151540407070100100 200200 50050010001000總變化系數(shù)（總變化系數(shù)（K KZ Z）2.32.32.02.01.81.81.71.71.61.61.51.51.41.41.31.32.7 / Q2.7 / Q0.110.11 （ 5 5 L/s L/s QQ1000 1000 L/sL/s） 1.3 1.3 Q1000 Q1000 L/sL/s時時也可按照以下公式求：也可按照以下公式求：K KZ Z=2.3 2.3 Q5 Q5 L/sL/s時時居住區(qū)生活居住區(qū)生活污水排水污水排水

9、定額定額( (上冊上冊P238:P238:居民居民生活用水生活用水定額定額) )衛(wèi)生設(shè)備情況衛(wèi)生設(shè)備情況室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備，但無淋浴設(shè)備備，但無淋浴設(shè)備室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備備和淋浴設(shè)備室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備，并有淋浴和集中熱備，并有淋浴和集中熱水供應(yīng)水供應(yīng)分分 區(qū)區(qū)一一二二三三四四五五生活污水每人每日排水定額（生活污水每人每日排水定額（L L）55-9055-9090-12590-125130-170130-17060-9560-95100-140100-140140-180140-18065-10065-100110

10、-150110-150145-185145-18565-10065-100120-160120-160150-190150-19055-9055-90100-140100-140140-180140-180注：第一分區(qū)包括：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北的一小部分，寧夏偏東注：第一分區(qū)包括：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北的一小部分，寧夏偏東 的一部分；的一部分； 第二分區(qū)包括：北京、天津、河北、山東、山西、山西的大部分，甘肅、寧夏、遼寧的南部，河南北部，青海第二分區(qū)包括：北京、天津、河北、山東、山西、山西的大部分，甘肅、寧夏、遼寧

11、的南部，河南北部，青海偏東和江蘇偏北的一小部分；偏東和江蘇偏北的一小部分； 第三分區(qū)包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江蘇的大部分，第三分區(qū)包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部福建北部、湖南、湖北的東部，河南南部；、湖南、湖北的東部，河南南部； 第四分區(qū)包括：廣東、臺灣的南部，廣西的大部分，第四分區(qū)包括：廣東、臺灣的南部，廣西的大部分，福建福建、云南的南部；、云南的南部； 第五分區(qū)包括：貴州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅在秦嶺以南的地區(qū)，廣西第五分區(qū)包括：貴州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅在秦嶺以南的地區(qū)，廣西偏北的一

12、小部分偏北的一小部分（2 2）公共建筑生活污水量計算）公共建筑生活污水量計算 3600242hKNSQ式中：式中：QQ2 2公共建筑生活污水設(shè)計流量，公共建筑生活污水設(shè)計流量，L/sL/s； S S公共建筑最高日生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（公共建筑最高日生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.L/(d.人人) )），一般按），一般按建建 筑給水排水設(shè)計規(guī)范筑給水排水設(shè)計規(guī)范中有關(guān)公共建筑的用水量標(biāo)準(zhǔn)選用，中有關(guān)公共建筑的用水量標(biāo)準(zhǔn)選用， 排水量大的建筑也可以通過調(diào)查或參考相近建筑選用。排水量大的建筑也可以通過調(diào)查或參考相近建筑選用。 K Kh h時變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與最大日平均時污水時變化系數(shù)，是最大日最大

13、時污水量與最大日平均時污水 量的比值量的比值 公共建筑生活污水量的計算可與居民生活污水量合并計算，也可單公共建筑生活污水量的計算可與居民生活污水量合并計算，也可單獨(dú)計算。獨(dú)計算。合并計算時，合并計算時，生活污水量定額應(yīng)選用生活污水量定額應(yīng)選用綜合生活污水量定額綜合生活污水量定額（可參考該地區(qū)綜合生活用水定額的（可參考該地區(qū)綜合生活用水定額的80%90%80%90%選用）。選用）。單獨(dú)計算時，則用下列公式計算：單獨(dú)計算時，則用下列公式計算：（3 3）工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計算）工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計算 3600360022112221113DCDCTKBAKBAQ式中：式中：QQ3

14、 3工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量，工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量，L/sL/s； A A1 1一般車間最大班職工人數(shù)，人；一般車間最大班職工人數(shù)，人； B B1 1一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(25(L/(人人. .班班) )； TT每班工作時數(shù)，每班工作時數(shù)，h h。 K K1 1一般車間生活污水量時變化系數(shù)，以一般車間生活污水量時變化系數(shù)，以3.03.0計；計； A A2 2熱車間最大班職工人數(shù)，人；熱車間最大班職工人數(shù)，人； B B2 2熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(35(L/(人人. .班班) )

15、； K K2 2熱車間生活污水量時變化系數(shù)，以熱車間生活污水量時變化系數(shù)，以2.52.5計；計； C C1 1一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人； D D1 1一般車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為一般車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(40(L/(人人. .班班) )； C C2 2熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人； D D2 2熱車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為熱車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(60(L/(人人. .班班) )；2 2、工業(yè)廢水設(shè)計流量的計算、工業(yè)廢水設(shè)計流量的計算工業(yè)廢水設(shè)計流量計算公式工業(yè)廢水設(shè)計流量計算公

16、式 TKMqQZm36004式中：式中：QQ4 4工業(yè)廢水設(shè)計流量，工業(yè)廢水設(shè)計流量，L/sL/s； q qmm生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)， L/L/單位產(chǎn)品；單位產(chǎn)品； MM產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量；產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量； T T每日生產(chǎn)時數(shù)；每日生產(chǎn)時數(shù)； K KZ Z總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。 日變化系數(shù)為日變化系數(shù)為1 1，時變化系數(shù)可以實(shí)測（最大時流量，時變化系數(shù)可以實(shí)測（最大時流量/ /平均時平均時 流量），也可以按經(jīng)驗值選用。流量），也可以按經(jīng)驗值選用。3 3、污水、污水總設(shè)計流量總設(shè)計流量的計算的計算Q=QQ=Q

17、1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q4 4+Q+Q滲滲 QQ滲滲指地下水滲入量，一般以單位管道延長米或單位服務(wù)指地下水滲入量，一般以單位管道延長米或單位服務(wù)面積公頃計算。面積公頃計算。 該方法是假定排出的各種污水，都是在同一時間內(nèi)出現(xiàn)該方法是假定排出的各種污水，都是在同一時間內(nèi)出現(xiàn)最大流量的，即采用簡單累加法來計算流量的。最大流量的，即采用簡單累加法來計算流量的。格柵柵條格柵柵條斷面形狀斷面形狀過格柵渠道過格柵渠道的水流流速的水流流速污水過柵條污水過柵條間距的流速間距的流速矩形矩形圓形圓形方形方形圓形的水利條件較方圓形的水利條件較方形好，但剛度較差。形好，但剛度較差。目前多采用斷面形目前

18、多采用斷面形式為矩形的柵條。式為矩形的柵條。格柵柵條格柵柵條斷面形狀斷面形狀過格柵渠道過格柵渠道的水流流速的水流流速污水過柵條污水過柵條間距的流速間距的流速一方面一方面泥沙泥沙不至于不至于沉積在溝渠底部沉積在溝渠底部另一方面截留的另一方面截留的污染污染物物又不至于沖過格柵又不至于沖過格柵通常采用通常采用0.40.9m/s0.40.9m/s格柵格柵渠道渠道的寬度要設(shè)置得當(dāng)，的寬度要設(shè)置得當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)流速應(yīng)使水流保持適當(dāng)流速格柵柵條格柵柵條斷面形狀斷面形狀過格柵渠道過格柵渠道的水流流速的水流流速污水過柵條污水過柵條間距的流速間距的流速為防止為防止柵條間隙柵條間隙堵塞堵塞一般采用一般采用0.

19、61.0m/s0.61.0m/s最大流量時可高最大流量時可高于于1.21.4m/s1.21.4m/s漸擴(kuò)漸擴(kuò)2020沉底大于水頭損失沉底大于水頭損失B1BB112格格 柵柵 的的 建建 筑筑 尺尺 寸寸 1. 1.格柵的間隙數(shù)量格柵的間隙數(shù)量n n可由下可由下 式?jīng)Q定：式?jīng)Q定： 式中：式中：QQmaxmax- -最大設(shè)計流最大設(shè)計流 量，量，mm3 3/s /s； b-b-柵條間距，柵條間距，mm； h-h-柵前水深，柵前水深，mm； v-v-污水流經(jīng)格柵的速污水流經(jīng)格柵的速 度，度，m/sm/s 2. 2.格柵的建筑寬度格柵的建筑寬度B B由下式?jīng)Q定由下式?jīng)Q定 式中：式中：B-B-格柵的建筑

20、寬度，格柵的建筑寬度，mm S- S-柵條寬度，柵條寬度，mm 3. 3.柵后槽的總高度柵后槽的總高度H H由下式?jīng)Q定由下式?jīng)Q定 式中：式中：H-H-柵前水深，柵前水深，mm； h h2 2- -格柵的水頭損失，格柵的水頭損失，mm； h h1 1- -格柵前渠道超高，一般格柵前渠道超高，一般 h h1 1=0.3m=0.3m。)(/sinmax個vhbQn)() 1(mnbnsB21hhhHB1BB112通過格柵的水頭損失通過格柵的水頭損失h h2 2的計算：的計算：khh02sin220gvh h h0 0- -計算水頭損失，計算水頭損失，mm； v-v-污水流經(jīng)格柵的速度，污水流經(jīng)格柵的

21、速度，m/sm/s；-阻力系數(shù)，其值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，見表阻力系數(shù)，其值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，見表10-210-2；-格柵的放置傾角；格柵的放置傾角； g-g-重力加速度，重力加速度，m/sm/s2 2； k-k-考慮到由于格柵受污染物堵塞后，格柵阻力增大的系數(shù)，考慮到由于格柵受污染物堵塞后，格柵阻力增大的系數(shù)， 可用式：可用式：k=3.36v-1.32k=3.36v-1.32求定，一般采用求定，一般采用k=3k=3。 城市污水一般取城市污水一般取0.10.4m0.10.4m。格格 柵柵 的的 設(shè)設(shè) 計計 與與 計計 算算格格 柵柵 的的 建建 筑筑 尺尺 寸寸 4. 4.

22、格柵的總建筑長度格柵的總建筑長度L L由下由下式?jīng)Q定式?jīng)Q定 式中：式中：L L1 1- -進(jìn)水渠道漸寬部位進(jìn)水渠道漸寬部位的長度，的長度，mm； 其中：其中：b b1 1- -進(jìn)水渠道寬度進(jìn)水渠道寬度mm； 1 1- -進(jìn)水渠道漸寬部位的展開進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，一般角度，一般1 1=20=20； L L2 2- -格柵槽與出水渠道連接格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，一般處的漸窄部位的長度，一般 L L2 2=0.5L=0.5L1 1 ； H H1 1- -格柵前的渠道深度，格柵前的渠道深度，mm。5.5.每日柵渣量每日柵渣量WW由下式由下式?jīng)Q定決定 式中：式中： WW1 1-

23、-柵渣量，柵渣量，mm3 3/10/103 3mm3 3污污水；水； K KZ Z- -生活污水流量總變化生活污水流量總變化系數(shù)。系數(shù)。)(/5.00.1121mtgHLLL1112tgBBL)/(10008640031maxdmKWQWZ格柵設(shè)計計算例題格柵設(shè)計計算例題例例1-1 1-1 已知某城市污水處理廠已知某城市污水處理廠最大設(shè)計污水量最大設(shè)計污水量q qvmaxvmax=0.2m=0.2m3 3/s /s，K KZ Z=1.5=1.5，計算格柵各部尺寸。，計算格柵各部尺寸。解：設(shè)柵前水深解：設(shè)柵前水深h=0.4m,h=0.4m,過柵流速過柵流速v=0.9m/sv=0.9m/s，取用中

24、格柵，柵，取用中格柵，柵條間隙條間隙d=20mmd=20mm，格柵安裝傾角，格柵安裝傾角=60=60。（1 1）柵條的間隙數(shù)）柵條的間隙數(shù)n n：（2 2）格柵的建筑寬度）格柵的建筑寬度B B：柵條寬度：柵條寬度S=10mmS=10mm個26)9 . 0*4 . 0*02. 0/(60sin*2 . 0/sinmaxhbQnmnbnSB8 . 026*02. 012601. 01）（）（B1BB112(3)(3)進(jìn)水渠進(jìn)水渠漸寬部漸寬部分長度分長度L L1 1 若進(jìn)水渠寬若進(jìn)水渠寬B B1 1=0.65m=0.65m，進(jìn)水渠內(nèi)流速，進(jìn)水渠內(nèi)流速0.77m/s0.77m/s，漸寬，漸寬部分展開角

25、部分展開角1 1=20=20（4 4）柵槽與出水渠道連接處漸寬部分）柵槽與出水渠道連接處漸寬部分長度長度L L2 2 （5 5）過柵水頭損）過柵水頭損失失h h2 2mtgtgBBL22. 0202/65. 08 . 02/111）（）（m11. 02/LL12k*sing2k*hh20234)(bSm097. 03*60sin81. 9*29 . 0)02. 001. 0(42. 2h2342B1BB112（6 6）柵后槽）柵后槽總高度總高度h h總總?cè)徘八钊徘八頷=0.4mh=0.4m，柵前渠道超高，柵前渠道超高h(yuǎn) h1 1=0.3m=0.3m（7 7）柵槽總長度柵槽總長度L L：

26、（8 8）每日）每日柵渣量柵渣量WW： WW1 1取取0.07m/100.07m/103 3mm3 3 采用機(jī)械清渣采用機(jī)械清渣mhhhH8 . 0097. 03 . 04 . 021mtgHLLL24. 26015 . 0121dmKWQWZ/8 . 0)1000/(8640031maxB1BB1作用作用用于廢水處理或用于廢水處理或短小纖維的回收短小纖維的回收型式型式振動篩網(wǎng)振動篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)篩網(wǎng)篩網(wǎng)填埋填埋焚燒（焚燒（820820以上）以上）堆肥堆肥將柵渣粉碎后再返回廢水中，作為將柵渣粉碎后再返回廢水中，作為 可沉固體進(jìn)入初沉池。可沉固體進(jìn)入初沉池。格柵、篩網(wǎng)截留的污染物的處置方法：

27、格柵、篩網(wǎng)截留的污染物的處置方法：第二節(jié) 沉淀的理論基礎(chǔ)沉淀法是利用水中懸浮顆粒的沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性可沉降性能，在重力作能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離固液分離的一種過程。的一種過程。 沉淀處理工藝的四種用法沉淀處理工藝的四種用法 沉砂池沉砂池：用以去除污水中的：用以去除污水中的無機(jī)無機(jī)性易沉物性易沉物初次沉淀池初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)的去除懸浮：較經(jīng)濟(jì)的去除懸浮有機(jī)有機(jī)物，減輕后續(xù)生物處物，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷二次沉淀池二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活：用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等

28、，使處理后的水得以澄清。性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，：將來自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。自由沉淀自由沉淀懸浮顆粒懸浮顆粒濃度不高濃度不高；沉淀過程中懸浮固體；沉淀過程中懸浮固體之間之間互不干擾互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈顆粒沉淀軌跡呈直線直線。沉淀過程中，顆粒。沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池沉砂池中。中。根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃

29、度，沉淀可分成四種類型濃度，沉淀可分成四種類型 懸浮顆粒懸浮顆粒濃度不高濃度不高；沉淀過程中懸浮；沉淀過程中懸浮顆粒之間顆粒之間有互相絮凝有互相絮凝作用，顆粒因相作用，顆粒因相互聚集增大而互聚集增大而加快沉降加快沉降，沉淀軌跡呈，沉淀軌跡呈曲線曲線。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的。狀、沉速是變化的。化學(xué)絮凝沉淀化學(xué)絮凝沉淀屬屬于這種類型。于這種類型。絮凝沉淀絮凝沉淀區(qū)域沉淀或區(qū)域沉淀或成層沉淀成層沉淀壓縮沉淀壓縮沉淀懸浮顆粒懸浮顆粒濃度較高濃度較高（5000mg/L5000mg/L以上）；以上）；顆粒的沉將受到周圍其它顆粒的影響，顆粒的沉將受到周圍其它顆

30、粒的影響，顆粒間顆粒間相對位置保持不變相對位置保持不變，形成一個，形成一個整整體共同下沉體共同下沉，與澄清水之間有清晰的，與澄清水之間有清晰的泥泥水界面水界面。二次沉淀池二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)與污泥濃縮池中發(fā)生。生。懸浮顆粒懸浮顆粒濃度很高濃度很高；顆粒相互之間已擠；顆粒相互之間已擠壓成壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的下層顆粒間的水水在上層顆粒的重力作用在上層顆粒的重力作用下下被擠出被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池，使污泥得到濃縮。二沉池污污泥斗泥斗中及濃縮池中中及濃縮池中污泥的濃縮污泥的濃縮過程存在過程存在壓縮沉淀。壓縮沉淀。自由沉淀自由沉淀及其理

31、論基礎(chǔ)及其理論基礎(chǔ) 分分析析的的假假定定沉淀過程中顆粒的沉淀過程中顆粒的大小、形狀、重量大小、形狀、重量等不變等不變顆粒為顆粒為球形球形顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和顆粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他顆粒影響。其他顆粒影響。靜水中懸浮顆粒開始沉淀時，因受重力作用靜水中懸浮顆粒開始沉淀時，因受重力作用產(chǎn)生加速運(yùn)動，經(jīng)過很短的時間后，顆粒的產(chǎn)生加速運(yùn)動，經(jīng)過很短的時間后，顆粒的重力與水對其產(chǎn)生的阻力平衡時，顆粒即成重力與水對其產(chǎn)生的阻力平衡時，顆粒即成等速下沉等速下沉。 懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力懸浮顆粒在水中的受力：重力、浮力重力重力大于大于浮力時，下沉；浮力時，下沉；重力重力等于

32、等于浮力時，相對靜止；浮力時，相對靜止；重力重力小于小于浮力時，上浮。浮力時，上浮。配圖說明配圖說明 1. 1.懸浮顆粒在水中受到的力懸浮顆粒在水中受到的力F Fg g F Fg g- -是促使是促使沉淀沉淀的作用力，的作用力， 是顆粒的是顆粒的重力與水的浮力之差重力與水的浮力之差： 式中：式中： F Fg g- -水中顆粒受到的作用力；水中顆粒受到的作用力； V-V-顆粒的體積；顆粒的體積； S S- -顆粒的密度；顆粒的密度； L L- -水的密度；水的密度； g-g-重力加速度。重力加速度。 2.2.根據(jù)牛頓定律，水對自根據(jù)牛頓定律，水對自 由顆粒的由顆粒的阻力阻力為：為： 式中：式中：

33、 F FD D- -水對顆粒的阻力；水對顆粒的阻力； - -阻力系數(shù)；阻力系數(shù)； A- A-自由顆粒的投影面積；自由顆粒的投影面積； u uS S- -顆粒在水中的運(yùn)動速度顆粒在水中的運(yùn)動速度， 即顆粒沉速。即顆粒沉速。懸懸 浮浮 顆顆 粒粒 在在 水水 中中 的的 受受 力力 分分 析析)(LSLSggVgVgVF)2/(2SLDuAF球狀顆粒球狀顆粒自由沉淀自由沉淀的沉速公式的沉速公式 當(dāng)顆粒所受外力當(dāng)顆粒所受外力平衡平衡時，時，DgFF即即)2/()(2SLLSuAgV2/13)(4LdguLSS234161dAdV，因因得球狀顆粒得球狀顆粒自由沉淀的沉速公式自由沉淀的沉速公式：當(dāng)顆粒粒

34、徑較小、沉速小、顆粒沉降過程中其周當(dāng)顆粒粒徑較小、沉速小、顆粒沉降過程中其周圍的繞流速度亦小時，顆粒主要受水的圍的繞流速度亦小時，顆粒主要受水的粘滯阻力粘滯阻力作用，慣性力可以忽略不計，作用，慣性力可以忽略不計，顆粒運(yùn)動是處于層顆粒運(yùn)動是處于層流狀態(tài)。流狀態(tài)。在層流狀態(tài)下，在層流狀態(tài)下，=24/Re=24/Re，帶入式中，整理得，帶入式中，整理得自由顆粒在靜水中的運(yùn)動公式自由顆粒在靜水中的運(yùn)動公式（亦稱斯托克斯定（亦稱斯托克斯定律）：律）：2181dguLSS是水的是水的動力動力粘度。粘度。由上式可知，顆粒由上式可知，顆粒沉降速度沉降速度u uS S與下述因素有關(guān)：與下述因素有關(guān)：2181dg

35、uLSS斯托克斯定律斯托克斯定律當(dāng)當(dāng)S S大于大于L L時，時，S S-L L為正值，顆粒以為正值，顆粒以u uS S下沉；下沉；當(dāng)當(dāng)S S與與L L相等相等時，時，u uS S=0=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；粒不能用沉淀去除；S S小于小于L L時，時，S S-L L為負(fù)值，顆粒以為負(fù)值，顆粒以u uS S上浮，可用浮上法去上浮，可用浮上法去除。除。u uS S與顆粒直徑與顆粒直徑d d的平方成的平方成正比，因此正比，因此增加顆粒直徑有助于提高增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。（或上浮速度），提高去除效果

36、。u uS S與與成反比成反比，隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。水溫上升，沉速增大。沉淀池的工作原理沉淀池的工作原理理想沉淀池理想沉淀池 進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域進(jìn)口區(qū)域、沉淀區(qū)域、出口區(qū)域、污泥區(qū)域沉淀區(qū)過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，沉淀區(qū)過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度均相同，水平流速為水平流速為v v；懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為下沉速度為u ut t；在沉淀池的進(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒在沉淀池的進(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布均勻分布在整個過水?dāng)嗝嫔希辉谡麄€過水?dāng)嗝嫔希活w粒一經(jīng)沉到

37、池底，即認(rèn)為已被去除。顆粒一經(jīng)沉到池底，即認(rèn)為已被去除。理想沉淀池的幾個假定：理想沉淀池的幾個假定：由上述假定得到的懸浮顆粒自由沉降跡線：由上述假定得到的懸浮顆粒自由沉降跡線：式中：式中：v-v-顆粒的水平分速；顆粒的水平分速；QQv v- -進(jìn)水流量；進(jìn)水流量；A-A-沉淀區(qū)過水?dāng)嗝婷娣e，沉淀區(qū)過水?dāng)嗝婷娣e，H Hb b；H-H-沉淀區(qū)的水深；沉淀區(qū)的水深；b-b-沉淀區(qū)寬度。沉淀區(qū)寬度。當(dāng)某一顆粒進(jìn)入沉淀池后當(dāng)某一顆粒進(jìn)入沉淀池后另一方面，顆粒在重力另一方面，顆粒在重力作用下沿垂直方向下沉，作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是顆粒的自由其沉速即是顆粒的自由沉降速度沉降速度u ut t。一方面隨

38、著水流在水平一方面隨著水流在水平方向流動，其水平流速方向流動，其水平流速v v等于水流速度；等于水流速度；顆粒運(yùn)動的軌跡為其顆粒運(yùn)動的軌跡為其水平分速水平分速v v和沉速和沉速u ut t的矢量和的矢量和，在，在沉淀過程中，是一組傾斜的直線，其坡度為沉淀過程中，是一組傾斜的直線，其坡度為i=ui=ut t/v/v。bHQAQv/設(shè)設(shè)u u0 0為某一指定顆粒的最小沉降速度。為某一指定顆粒的最小沉降速度。當(dāng)顆粒沉速當(dāng)顆粒沉速u utuu0 0時，無論這種顆粒處于進(jìn)口端的什么時，無論這種顆粒處于進(jìn)口端的什么位置，它位置，它都可以沉到池底都可以沉到池底被去除，即圖被去除，即圖10-19a10-19a

39、中的跡線中的跡線xyxy與與xyxy。當(dāng)顆粒沉速當(dāng)顆粒沉速u ut tuu0 0時，位于時，位于水面的顆粒不能沉到池底水面的顆粒不能沉到池底，會隨水流出，如圖會隨水流出，如圖10-19b10-19b中軌跡中軌跡xyxy所示；而當(dāng)其位于所示；而當(dāng)其位于水面下的某一位置時，它可以沉到池底水面下的某一位置時，它可以沉到池底而被去除，如圖而被去除，如圖中軌跡中軌跡xyxy所示。所示。說明對于沉速說明對于沉速u ut t小于指定顆粒沉速小于指定顆粒沉速u u0 0的顆粒，的顆粒，有一部分會沉有一部分會沉到池底到池底被去除。被去除。 在同一沉淀時間在同一沉淀時間t t，下式成立：，下式成立：故故 對于沉速

40、為對于沉速為u ut t（u ut tuu0 0）的全部懸浮顆粒，可被沉淀于池底的）的全部懸浮顆粒，可被沉淀于池底的總量為：總量為： 而沉淀池能去除的顆粒包括而沉淀池能去除的顆粒包括uuuu0 0以及以及 u ut tuu0 0的兩部分，的兩部分，故沉故沉淀池對懸浮物的去除率淀池對懸浮物的去除率為：為：tuHtuht0；0000001/ptptdPuudPuu00001)1 (ptdPuuP%dPHh 設(shè)沉速為設(shè)沉速為u ut t的顆粒占全部顆粒的的顆粒占全部顆粒的dP%dP%，其中的，其中的 的顆的顆粒將會粒將會從水中沉到池底而去除從水中沉到池底而去除。0/uuHhtdPuudPHht0式中

41、：式中：P P0 0- -沉速小于沉速小于u u0 0的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的百分?jǐn)?shù)；的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的百分?jǐn)?shù)； （1-P1-P0 0）- -沉速沉速uu0 0的顆粒去除百分?jǐn)?shù)。的顆粒去除百分?jǐn)?shù)。 圖圖10-1910-19的運(yùn)動跡線中的相似三角形存在著如下的關(guān)系：的運(yùn)動跡線中的相似三角形存在著如下的關(guān)系： 將上式帶入式將上式帶入式 QQv v/A-/A-反映沉淀池效力的參數(shù)，一般稱為沉淀池的反映沉淀池效力的參數(shù)，一般稱為沉淀池的表面負(fù)荷率表面負(fù)荷率，或稱沉淀池的過流率，用符號或稱沉淀池的過流率，用符號q q表示：表示： 理想沉淀池中，理想沉淀池中，u u0 0與與q q在數(shù)值上相

42、同，但它們的物理概念不同：在數(shù)值上相同，但它們的物理概念不同：u u0 0的單位是的單位是m/hm/h；q q表示單位面積的沉淀池在單位時間內(nèi)通過的流表示單位面積的沉淀池在單位時間內(nèi)通過的流量，單位是量，單位是mm3 3/m/m2 2hh。故只要確定顆粒的最小沉速故只要確定顆粒的最小沉速u u0 0，就可以求得理，就可以求得理想沉淀池的過流率或表面負(fù)荷率。想沉淀池的過流率或表面負(fù)荷率。 理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面積理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面積A A有關(guān)，與池深有關(guān)，與池深H H無關(guān)，無關(guān)，即與池的體積即與池的體積V V無關(guān)。無關(guān)。AQq/bHQAQv/HLuv/0)/(0HLuvA

43、Qu/0AubHHLuQ00)/(中并簡化后得出中并簡化后得出第三節(jié) 沉砂池沉砂池沉砂池的作用的作用沉砂池的沉砂池的工作原理工作原理沉砂池的沉砂池的幾種型式幾種型式從污水中去除砂子、煤渣等比重較從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的大的無機(jī)顆粒無機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。平流式、豎流式、曝氣沉砂池平流式、豎流式、曝氣沉砂池旋流式沉砂池、鐘式沉砂池等旋流式沉砂池、鐘式沉砂池等以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的使比重大的無機(jī)顆粒下沉無機(jī)顆粒

44、下沉，而有機(jī)，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池工程設(shè)計中的設(shè)計原則與主要參數(shù)：沉砂池工程設(shè)計中的設(shè)計原則與主要參數(shù)：城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池，并且沉砂池的只數(shù)或分格數(shù)應(yīng)城市污水廠一般均設(shè)置沉砂池，并且沉砂池的只數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不小不小于于2 2；工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況而定。；工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況而定。設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮。設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮。最大時流量、最大組合流量、合流制流量最大時流量、最大組合流量、合流制流量沉砂池去除的砂粒比重為沉砂池去除的砂粒比重為2.652.65、粒徑為、粒徑為0.2mm0.2mm以上。以上。城市污

45、水的沉砂量可按城市污水的沉砂量可按每每10106 6mm3 3污水沉砂污水沉砂30m30m3 3計算，其含水率約為計算，其含水率約為60%60%，容重約，容重約1500kg/m1500kg/m3 3。貯砂斗的容積應(yīng)按貯砂斗的容積應(yīng)按2 2日沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于日沉砂量計算，貯砂斗壁的傾角不應(yīng)小于5555。排砂管直徑不應(yīng)小于排砂管直徑不應(yīng)小于200mm200mm。沉砂池的超高不宜小于沉砂池的超高不宜小于0.3m0.3m。平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡平流式沉砂池是一種最傳統(tǒng)的沉砂池，它構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定。單，工作穩(wěn)定。 平流式沉砂池平流式沉砂池污水在池內(nèi)的最大流速為污水

46、在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s0.3m/s，最小流速為，最小流速為0.15m/s0.15m/s；最大流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于最大流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于30s30s，一般為一般為3060s;3060s;有效水深應(yīng)不大于有效水深應(yīng)不大于1.2m1.2m，一般采用，一般采用0.251.0m0.251.0m，池，池寬不小于寬不小于0.6m0.6m；池底坡度一般為池底坡度一般為0.010.020.010.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底形狀。可根據(jù)除砂設(shè)備的要求，考慮池底形狀。 平平 流流 式式 沉沉 砂砂 池池 的的 系系 統(tǒng)統(tǒng) 參參 數(shù)數(shù)

47、 1.長度L 式中：v-最大設(shè)計流量時的 速度，m/s; t-最大設(shè)計流量時的停留時 間，s。 2.水流斷面面積A 式中： Qmax-最大設(shè)計流量，m3/s。 3.池總寬度b 式中： h2-設(shè)計有效水深，m。 4.貯砂斗所需容積V(m3) 式中：X-城市污水的沉砂 量，一般采用30m3/106m3 （污水）； T-排砂時間的間隔，d； kz 生活污水流量的總變化 系數(shù)。平平 流流 式式 沉沉 砂砂 池池 的的 計計 算算 公公 式式 vtL vQA/max2/hAb3max1086400zkTXQV 5.5.貯砂斗個部分尺寸計算貯砂斗個部分尺寸計算 設(shè)貯砂斗底寬設(shè)貯砂斗底寬b b1 1=0.5

48、m=0.5m； 斗壁與水平面的傾角為斗壁與水平面的傾角為6060； 則貯砂斗的上口寬則貯砂斗的上口寬b b2 2為：為： 貯砂斗的容積貯砂斗的容積V V1 1： 式中：式中：hh3 3- -貯砂斗高度，貯砂斗高度，mm； S S1 1，S S2 2- -貯砂斗上口和下口的面積貯砂斗上口和下口的面積。 6.6.貯砂室的高度貯砂室的高度h h3 3 設(shè)采用重力排砂，池底坡度設(shè)采用重力排砂，池底坡度 i=6%i=6%，坡向砂斗，則，坡向砂斗，則 7.7.池總高度池總高度h h 式中：式中：h h1 1- -超高，超高，mm； h h3 3- -貯砂室高度，貯砂室高度，mm。 8.8.核算最小流速核算

49、最小流速v vminmin 式中：式中： QQminmin- -設(shè)計最小流量，設(shè)計最小流量，mm3 3/s /s； n n1 1- -最小流量時工作沉砂池數(shù)目最小流量時工作沉砂池數(shù)目 A Aminmin- -最小流量時沉砂池中的水最小流量時沉砂池中的水 流斷面面積，流斷面面積，mm2 2。平平 流流 式式 沉沉 砂砂 池池 的的 計計 算算 公公 式式 132602btghb)(21213311SSSShV321hhhhmin1minmin/AnQv2/ ) 2(06. 006. 023233bbLhlhh曝氣沉砂池曝氣沉砂池沉砂中含有機(jī)物的量低于沉砂中含有機(jī)物的量低于5%5%由于池中設(shè)有曝氣

50、設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡作用以及加速污水臭、防止污水厭氧分解、除泡作用以及加速污水中油類的分離等作用。中油類的分離等作用。曝氣沉砂池的特點(diǎn)：曝氣沉砂池是一個長型渠道，沿渠道壁一側(cè)的曝氣沉砂池是一個長型渠道，沿渠道壁一側(cè)的整個長度上，距池底約整個長度上，距池底約6090cm6090cm處設(shè)置曝氣裝處設(shè)置曝氣裝置；置；在池底設(shè)置沉砂斗，池底有在池底設(shè)置沉砂斗，池底有i=0.10.5i=0.10.5的坡度，的坡度，以保證砂粒滑入砂槽。以保證砂粒滑入砂槽。為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用，在必要時可為了使曝氣能起到池內(nèi)回流作用，在必要時可在

51、設(shè)置曝氣裝置的一側(cè)裝設(shè)擋板。在設(shè)置曝氣裝置的一側(cè)裝設(shè)擋板。曝氣沉砂池的構(gòu)造： 污水在池中存在著兩種運(yùn)動形式，污水在池中存在著兩種運(yùn)動形式，其一為其一為水平流動水平流動（一般流速（一般流速0.1m/s0.1m/s），），同時在池的橫斷面上產(chǎn)生同時在池的橫斷面上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動旋轉(zhuǎn)流動（旋轉(zhuǎn)流速（旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s 0.4m/s ），整個池內(nèi)水流），整個池內(nèi)水流產(chǎn)生產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)螺旋狀前進(jìn)的流動形式。的流動形式。 由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦、并懸浮顆粒相互碰撞、摩擦、并受到氣泡上升時的沖刷作用受到氣泡上升時的沖刷作用，使粘附，使粘附在砂粒上的在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除有機(jī)污染物得以去除，沉，沉于池底的砂粒較為純凈，有機(jī)物含量于池底的砂粒較為純凈，有機(jī)物含量只有只有5%5%左右，長期擱置也不至于腐左右，長期擱置也不至于腐化。化。 曝氣沉砂池的工作原理上海嘉定水質(zhì)凈化廠水平流速水平流速一般取一般取0.080.12m/s0.080