1、第二章 城市污水的物理處理 （城市污水的預(yù)處理或一級(jí)處理）第二節(jié) 格柵第四節(jié) 沉淀類型與理想沉淀池第五節(jié) 沉砂池第六節(jié) 沉淀池主要內(nèi)容 第三節(jié) 破碎機(jī)第一節(jié) 概述北京市酒仙橋污水處理廠一級(jí)處理二級(jí)處理污水處理基本流程 污水格柵泵間沉砂池初沉池活性污泥曝氣池二沉池消毒第一節(jié) 概述 污水預(yù)處理通常純屬物理性質(zhì)或機(jī)械性質(zhì)的，其目的在于去除那些在性質(zhì)上或大小上不利于后續(xù)處理過程的物質(zhì)（主要是去除漂浮物和懸浮物）。 污水物理處理法采用的處理方法有篩濾（格柵、篩網(wǎng)、濾池及微濾機(jī)等） ；重力（沉砂池、沉淀池、隔油池和氣浮池等）；離心分離（離心機(jī)和旋流分離器）。 本章將討論城市污水處理常使用的格柵、沉砂池、沉

2、淀池等，其余設(shè)備將在工業(yè)廢水處理部分講解。第二節(jié) 格柵 格柵：放置在污水處理流程的渠道、泵站集水池進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用于截留較大懸浮物和漂浮物的的一組平行金屬柵條或篩網(wǎng)。 一、格柵分類： 1）格柵的效率取決于柵條的間距，按照柵條間距大小可分細(xì)格柵（310mm）、中格柵（1040mm）、粗格柵（50100mm）。 2）按照形狀可分平面格柵和曲面格柵，其中平面格柵最常用。二、安裝傾角 一般60、75度平面格柵（最常用）曲面格柵三、格柵功能：截留較大的懸浮物或漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機(jī)組 按照形狀可分平面格柵和曲面格柵，其中平面格柵最常用。四、柵渣及清除方式柵

3、渣量 取決于柵條距離、污水性質(zhì) 含水率：70%80% 容重：750kg/m3 清除方式 a.人工清除：只適合小型工程 b.機(jī)械去除：適合大水廠、衛(wèi)生條件好，（當(dāng)產(chǎn)生的柵渣量0.2m3/d時(shí)，都應(yīng)該機(jī)械清除）五、格柵的選型：計(jì)算柵槽尺寸，過柵水頭損失，產(chǎn)生柵渣量，選型六、設(shè)計(jì)參數(shù)：1）機(jī)械清除柵條間距1025mm為宜，人工清除2540mm為宜2）大型污水處理廠應(yīng)設(shè)粗細(xì)兩道格柵3）格柵間距1625mm時(shí)，柵渣量為0.1-0.05m3/m3污水 格柵間距3050mm時(shí)，柵渣量為0.03-0.01m3/m3污水 柵渣含水率一般70-80%，容重750-960kg/m34)采用機(jī)械格柵時(shí)，不宜少于兩臺(tái)。

4、5）過柵流速一般為0.6-1.0m/s。（過小雜物沉積在渠內(nèi)，過大，一些小的懸浮物不能截留）過柵水頭損失一般0.08-0.15m。6）柵前渠內(nèi)流速可以0.4-0.9/s七 格柵計(jì)算 設(shè)計(jì)中選擇二組格柵，N=2組，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，1.格柵的間隙數(shù) n格柵柵條間隙數(shù)（個(gè)）；Q設(shè)計(jì)流量（m3/s）；格柵傾角（）；N設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)（組）；b格柵柵條間隙（m）；h格柵柵前水深（m）；v格柵過柵流速（m/s）。 2.格柵槽寬度B=S(n1)+bn式中 B格柵槽寬度（m）； S每根格柵條的寬度（m）。3.進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度式中 L1進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度（m）； B1進(jìn)水明渠寬度（m）； a1漸寬處角

5、度（），一般采用10-30；4.出水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度 5.通過格柵的水頭損失 式中 h1水頭損失（m）； 格柵條的阻力系數(shù)，查表=1.672.42； k格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大系數(shù)， 一般采用k=3。 6.柵后明渠的總高度H=h+h1+h2式中 H柵后明渠的總高度(m)； h2明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。各種格柵自動(dòng)機(jī)械格柵鋼絲繩牽引格柵WG型機(jī)械格柵第二節(jié) 破碎機(jī)替代篩濾，截留固體并在通道中破碎類型：粉碎、破碎、磨碎利弊爭(zhēng)議地下泵房適用優(yōu)缺點(diǎn)：位置：第三節(jié) 沉淀類型與理想沉淀池 一、 概述 1沉淀： 水中的可沉固體物質(zhì)在重力作用下下沉，從而與水分離的過程。 2沉淀應(yīng)用：

6、1）用于廢水的預(yù)處理 沉砂池是典型的例子，用以去除污水中的無機(jī)顆粒。2）用于污水進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理（初沉池） 用初沉池可以較為經(jīng)濟(jì)的去除懸浮有機(jī)物，以減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。3）用于生物處理后的固液分離（二次沉淀池）二次沉淀池，主要用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的活性污泥、生物膜4）用于污泥處理階段的污泥濃縮 污泥濃縮池是將來自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減少體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸和處理費(fèi)用等。（在污泥處理中講）二、沉淀類型 根據(jù)水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀通常可以分成四種不同的類型。 1）自由沉淀 2）絮凝沉淀 3）區(qū)域沉淀（成層沉淀） 4）壓縮沉淀 1）自

7、由沉淀 自有沉淀發(fā)生在水中懸浮固體濃度不高，沉淀過程懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個(gè)沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)，如形狀，大小及比重等不發(fā)生變化。這種顆粒在沉砂池中的沉淀，懸浮物濃度較低污水在初沉池中的沉淀。2）絮凝沉淀 絮凝沉淀的懸浮物顆粒濃度不高，但沉淀過程中顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因互相聚集而加快沉降。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀和沉速是變化的，很難用理論公式計(jì)算沉速，常通過試驗(yàn)確定。化學(xué)沉淀及二沉池中污泥沉淀屬絮凝沉淀。3）區(qū)域沉淀 區(qū)域沉淀的懸浮顆粒濃度較高（500mg/L）以上，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一

8、個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池沉淀池下部及濃縮池開始階段屬于區(qū)域沉淀。4）壓縮沉淀 壓縮沉淀發(fā)生在高濃度懸浮顆粒的沉降過程中，由于懸浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支撐，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下擠出，使得污泥濃縮。二沉池污泥斗及污泥濃縮池中的污泥濃縮過程都存在壓縮沉淀。沉淀類型 種類懸浮物濃度固體顆粒沉淀過程特征應(yīng)用自由沉淀低不碰撞，不具有絮凝特征不改變尺寸、形狀不互相粘合沉砂池初沉池前期絮凝沉淀不高50500mg/L碰撞，有凝聚特性改變尺寸形狀，互相互相干擾沉速下降、顆粒分層二沉池后期壓縮沉淀很高互相接觸、支撐上壓、下承二沉池

9、池底、污泥濃縮池初沉池中后期區(qū)域沉淀 高500mg/L 三、 理想沉淀池的沉淀原理 為分析懸浮顆粒在沉淀池運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其效果而提出的一種概念。 (2)功能分區(qū) 流入?yún)^(qū)、流出區(qū)、沉淀區(qū)、污泥區(qū)顆粒沉速u0：全部去除顆粒沉速 u0：部分去除P0為沉速小于u0的顆粒比例顆粒去除率表面負(fù)荷與截留沉速 理想沉淀池假定滿足以下條件 1）沉淀區(qū)過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度相等，水平流速為v；2）懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，下沉速度為u。3）在沉淀池的進(jìn)口區(qū)域，水流中的懸浮顆粒均勻分布在整個(gè)過水?dāng)嗝嫔希?）顆粒一旦沉到池底，即認(rèn)為已被去除；實(shí)際沉淀池與理想沉淀池的誤差1. 異重流（密度流）異重流（密度流），渾水與清

10、水密度差；溫差密度流：進(jìn)水溫度與池中水溫差別2. 進(jìn)出水布水不均勻短流3. 池壁引起的水流不均勻4. 風(fēng)浪引起的環(huán)流和不規(guī)則水流5. 水流紊動(dòng)6. 排泥機(jī)械干擾第四節(jié) 沉砂池 沉砂池：一般放置在在提升泵后初沉池前，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，也可放在泵站前以減少無機(jī)顆粒對(duì)水泵管道的磨損。一、沉砂池分類： 平流式沉砂池（常用）、曝氣沉砂池（常用）多爾沉砂池和鐘式沉砂池二、沉砂池功能 從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的無機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的工作。三、沉砂池原理： 沉砂池的原理是以重力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能比重大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸

11、浮顆粒則隨水流帶走。四、平流式沉砂池 1組成：入流區(qū)、出流區(qū)、閘板、水流部分及沉砂斗2 特點(diǎn)：沉砂效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單 。3 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量：按照最大流量Qmax設(shè)計(jì)（污水自流時(shí)）按照水泵組合量設(shè)計(jì)（水泵抽水時(shí)）降雨時(shí)設(shè)計(jì)流量（合流制） 水平流速保證 無機(jī)顆粒下沉而有機(jī) 顆粒不沉 停留時(shí)間：最大流量時(shí)，污水在池內(nèi)停留時(shí)間不少于30s。 有效水深：設(shè)計(jì)有效水深一般0.25-1m。 5）城市污水廠一般應(yīng)設(shè)置沉砂池，工業(yè)廢水一般不用，設(shè)計(jì)時(shí)池子的只數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于2，并按照并聯(lián)運(yùn)行。五、曝氣沉砂池一、曝氣沉砂池作用： 平流沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中約夾雜有15的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理增加

12、難度。故常需配洗砂機(jī)，把排砂經(jīng)清洗后，有機(jī)物含量低于10，稱為清潔砂，再外運(yùn)。曝氣沉砂池可克服這一缺點(diǎn)。二、曝氣作用：1、池內(nèi)水流作旋流運(yùn)動(dòng)，使污水中有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)；使砂粒相互摩擦并承受曝氣剪切力，去除砂粒上附著的有機(jī)物，有利于獲得潔凈的砂粒；2、由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對(duì)密度較大的無機(jī)物顆粒甩向外層并下沉，相對(duì)密度較輕的有機(jī)物旋至水流的中心并隨水帶走；可使沉砂中的有機(jī)物含量低于5； 3、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、防泡作用及加速污水中油類的分離等作用。四、曝氣沉砂池設(shè)計(jì)參數(shù)： 水平流速0.08-0.121m/s。最大時(shí)流量停留時(shí)間：13min；污

13、水在池內(nèi)停留46min，如作預(yù)曝氣停留1030min。有效水深23m寬深比11.5，長(zhǎng)寬比約為5多采用穿孔管曝氣，孔徑2.5-6mm，距池底0.6-0.9米，每m3污水所需曝氣量0.10.2 m3或每m2池表面積35m3/h。五、設(shè)計(jì)計(jì)算流量停留時(shí)間總有效容積根據(jù)水平流速確定池截面積 三、排砂方法：刮砂，空氣提升，吸砂機(jī)3.多爾沉砂池和鐘式沉砂池（1）特點(diǎn)多爾沉砂池對(duì)平流沉砂池的發(fā)展，重力沉砂洗砂鐘式沉砂池對(duì)曝氣沉砂池的發(fā)展，機(jī)械攪拌產(chǎn)生離心力（2）構(gòu)造3.4.3 排砂方式多斗底重力排砂、機(jī)械掛砂、泵吸式排砂、抓斗抓砂第五節(jié) 沉淀池 一、 分類（1） 平流式沉淀池（2） 輻流式沉淀池（3）豎流

14、式沉淀池二、 平流沉淀池1. 構(gòu)造 進(jìn)水區(qū)：進(jìn)水潛孔、進(jìn)水擋板、配水花墻配水均勻 出水區(qū)：出水浮渣擋板，集水槽、出水渠集水均勻 污泥區(qū)：泥斗、排泥機(jī)械排泥通暢a 進(jìn)水檔板作用：消能，均勻布水b 出水檔板作用：阻擋水面的浮渣及油2. 平流沉淀池排泥方式靜水壓法、機(jī)械排泥法（刮泥、吸泥） 三 輻流式沉淀池 1. 特點(diǎn) 圓形池體，變速水流，機(jī)械排泥2. 構(gòu)造3.向心輻流池傳統(tǒng)輻流池的不足： 中間進(jìn)水區(qū)過水?dāng)嗝孀钚。髁魉僮畲螅绊懱幚硇ЧＯ蛐妮椓鞒仡愋停?分為周邊進(jìn)水，中心出水；周邊進(jìn)水，周邊出水二種類型；向心輻流池特點(diǎn)： 是進(jìn)水?dāng)嗝孀畲螅魉僮钚。梢蕴岣咛幚砟芰ΑＯ蛐妮椓鞒氐臉?gòu)造：向心輻流池

15、的重點(diǎn)：解決進(jìn)水區(qū)布水問題進(jìn)水槽和導(dǎo)流區(qū)設(shè)計(jì)4.輻流池排泥設(shè)施四、 豎流沉淀池1. 特點(diǎn) 水流由下向上流動(dòng)，沉淀效率相對(duì)較低； 池體直徑小，處理水量小； 池埋深大，靜水壓排泥簡(jiǎn)單。2. 構(gòu)造中心管反射板污泥斗排泥管集水槽五、斜管斜板沉淀池在污水處理中主要采用升流式異向流斜板(管)沉淀池。一般可比普通沉淀池的設(shè)計(jì)表面負(fù)荷提高1倍左右。處理能力大，占地面積小，易堵塞3. 應(yīng)用小水量、污泥濃縮(1)沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)小于2個(gè)，并宜按并聯(lián)系列考慮。(2)無實(shí)測(cè)資料時(shí)，城市污水沉淀池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可參照下表選用。五、 初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算采用表面負(fù)荷計(jì)算面積表面負(fù)荷：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積上的產(chǎn)水量，m3/m2

16、.h平流池計(jì)算公式輻流池計(jì)算公式以普通輻流沉淀池為例：1.沉淀部分有效面積式中 F沉淀部分有效面積（m2）； Q設(shè)計(jì)流量（m3/s）； q表面負(fù)荷（m3/m2h），一般采用1.5-3.0m3/m2h。2.沉淀池直徑式中 D沉淀池直徑（m）； 3.沉淀池有效水深式中 h2沉淀池有效水深（m）； t沉淀時(shí)間（h），一般采用13h。4.污泥部分所需容積 （1）按設(shè)計(jì)人口計(jì)算式中 V污泥部分所需容積（m3）； S每人每日污泥量（L/人d），一般采用0.3-0.8L/人d； T兩次清除污泥間隔時(shí)間（d），一般采用重力排泥時(shí)，T=1-2d， 采用機(jī)械刮泥排泥時(shí)，T=0.05-0.2d； N設(shè)計(jì)人口數(shù)（人）； n沉淀池組數(shù)。 較核徑深比612 （2）按去除水中懸浮物計(jì)算 式中 Q設(shè)計(jì)流量（m3/s）； C1進(jìn)水懸浮物濃度（mg/L）； C2出水懸浮物濃度（mg/L），一般采用沉淀效率 =40%-60%； K2生活污水量總變化系數(shù)； 污泥容重（t/m3），約為1； p0污泥含水率（%）。 5.污泥斗容積 輻流沉淀池采用周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)，池底需做成2%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將污泥推入污泥斗，設(shè)計(jì)中選擇矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸22m，底