高职高专系列教材配套电子教案,水污染控制与设备运行,高等教育出版社,高等教育电子音像出版社,主编 郭正,（高职版）,主编 郭正 张宝军,高职高专系列配套电子教案 目录,第一章 概论,第二章 废水的物理处理,第三章 废水的生物处理,第四章 废水的化学处理及深度处理,第五章 污泥处理与处置,第六章 典型污水处理设备设计与运行,第七章 污水生物处理设备设计与运行,第八章 废水处理常用机械设备,第九章 水处理厂常用电气与仪表,第十章 污水处理厂（站）的调试与运行管理,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,第二节 均衡调节,第三节 沉淀,知识目标 了解格栅和筛网的种类，掌握格栅的设计选用 了解均衡作用和调节池的种类，掌握调节池容积的计算 理解沉淀理论 了解沉沙池的种类和工作特征，学会沉沙池的选用 理解气浮原理 了解气浮系统的组成 了解废水预处理工艺 能力目标 掌握自由沉淀实验操作 掌握气浮系统的操作,第四节 气浮,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。,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,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1625mm时，栅渣截留量为 0.100.05m3/（103m3污水）； 当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为 0.030.01 m3/（103m3污水）； 栅渣的含水率约为80%，密度约为960kg/m3。,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,第一节 格栅与筛网,第二章 废水的物理处理,格栅的清渣方法,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,XG型旋转式格栅除污机,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,回转式固液分离机,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,螺旋压榨细格栅,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,螺旋压榨细格栅,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,回转式格栅除砂机及栅渣皮带输送机,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,GL型格栅除污机,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,齿耙式格栅除污机,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,阶梯式细格栅,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,齿耙式格栅除污机,曝气沉砂池前细格栅,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,格栅的液位差自动控制,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,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,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,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,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,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,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,格 栅 的 设 计 与 计 算,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,格 栅 的 设 计 与 计 算,通过格栅的水头损失h2的计算：,式中： h0计算水头损失，m； v 污水流经格栅的速度，m/s； 阻力系数，其值与栅条断面的几何形状有关； 格栅的放置倾角； g 重力加速度，m/s2； k 考虑到格栅受污染物堵塞后阻力增大的系数， 可用式：k=3.36v-1.32求定，一般采用k=3。 城市污水一般取0.1-0.4m。,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,格 栅 的 建 筑 尺 寸,1.格栅的间隙数量n 式中：qvmax最大设计流量， m3/s； d 栅条间距，m； h 栅前水深，m； v 污水流经格栅的速度， m/s。,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,格 栅 的 建 筑 尺 寸,4.格栅的总建筑长度L 式中：L1进水渠道渐宽部位 的长度，m； 其中:b1 进水渠道宽度m； 1 进水渠道渐宽部位的 展开角度，一般1=20； L2 格栅槽与出水渠道连 接处的渐窄部位的长度，一般L2=0.5L1 ； H1 格栅前的渠道深度,m。,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,作用 用于废水处理或 短小纤维的回收,形式 振动筛网 水力筛网,第二章 废水的物理处理,第一节 格栅与筛网,填埋 焚烧（820以上） 堆肥 将栅渣粉碎后再返回废水中，作为 可沉固体进入初沉池,格栅、筛网截留的污染物的处置方法：,第二章 废水的物理处理,第二节 均衡调节,作用：减少污水特征上的波动，为后续的水处理系统提供 一个稳定和优化的操作条件。在调节的过程中通常要进行混合，以保证水质的均匀和稳定，这就是均衡。 通过调节和均衡作用主要达到以下目的： 提供对污水处理负荷的缓冲能力，防止处理系统负荷急剧变化 减少进入处理系统污水流量的波动 控制污水的pH值，稳定水质，减少中和作用中化学品消耗量 防止高浓度的有毒物质进入生物化学处理系统 当工厂或其他系统暂停排放污水时，保证系统的正常运行,一、均衡调节作用,第二章 废水的物理处理,第二节 均衡调节,二、水量调节,线外调节：调节池设在旁路上，当污水流量过高时多余污水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，调节池回流至集水井，并送去后续处理,线内调节：进水一般采用重力流，出水用泵提升,线内调节,线外调节,第二章 废水的物理处理,第二节 均衡调节,三、水质调节,目的：对不同时间或不同来源的污水进行混合，使流出的水质比较均匀。,基本 方法,外加动力 设备较简单，效果好，但运行费较高,采用差流方式 基本无运行费，但池型结构复杂,对角线,折流,外加动力水质调节池和折流调节池一般只能调节水质而不能调节水量。,第二章 废水的物理处理,第二节 均衡调节,四、调节池容积的计算,可按污水浓度和流量变化规律和要求的调节均和程度来计算。采用的调节时间越长，污水水质越均匀，应根据具体条件和处理要求来选定合适的调节时间。污水经过一定的调节时间后的平均浓度可按下式计算：,式中：C 时间T内的污水平均浓度，mg/L q 时间T内的污水平均流量，m3/h C1,C2，Cn 污水在各时间段t1,t2,tn时间段内的污水平均浓度， mg/L Q1，Q2，Qn相应于t1,t2,tn时间段内的污水平均流量，m3/h T t1,t2,tn时间间段总和,第二章 废水的物理处理,第二节 均衡调节,四、调节池容积的计算,调节池的容积： V=qT 若采用对角线调节池，容积计算公式： V= qT/1.4 式中1.4为经验系数。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,一、沉淀的基本理论,(一) 沉淀的作用,沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下 产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。,该方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。在各种水处理系统中，沉淀的作用有所不同：,作为化学处理与生物处理的预处理,用于化学处理或生物处理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥或 生物膜,污泥的浓缩脱水,灌溉农田前作灌前处理,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,沉淀处理工艺的四种用法,(一) 沉淀的作用,一、沉淀的基本理论,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,(二) 沉淀的类型,根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型,一、沉淀的基本理论,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,(二) 沉降曲线,废水中的悬浮物实际上是大小、性状及密度都不相同的颗粒群，其沉淀特性也因废水性质不同而异。因此，通常要通过沉淀实验来判定其沉淀性能，并根据所要求的去除率来取得沉降时间和沉降速度这两个基本设计参数。对于不同类型的沉淀，它们的沉降曲线的绘制方法是不同的。右面的图是自由沉淀型的沉降曲线。其中（a）图为去除率与沉降时间t之间的关系曲线，（b）图为去除率与沉降速度u之间的关系曲线。,一、沉淀的基本理论,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,城市污水厂一般均设置沉砂池，并且沉砂池的个数或分格数应不 小于2；工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。 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55,排砂管直径不应小于200mm。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(一) 平流沉砂池,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。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(一) 平流沉砂池,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3060s； 有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251.0m，池宽不小于0.6m； 池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,曝气沉砂池特点,沉砂中含有机物的量低于5%； 由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,曝气沉砂池是一个长形渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约6090cm处设置曝气装置； 在池底设置沉砂斗，池底有i=0.10.5的 坡度，以保证砂粒滑入砂槽； 为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。,曝气沉砂池构造：,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,曝气沉砂池剖面示意,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,曝气沉砂池的工作原理,污水在池中存在着两种运动式，其一为水平流动（一般流0.1m/s），同时在池的横断面上产生旋转流动（旋转流速0.4m/s ），整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净，有机物含量只有5%左右，长期搁置也不至于腐化。,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,曝气沉砂池实景,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,水平流速一般取0.080.12m/s。 污水在池内的停留时间为46min；雨天最大流量时为13 min。如作为预曝气，停留时间为1030min。 池的有效水深为23m，池宽与池深比为11.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm，距池底约为0.60.9m，并应有调节阀门。 曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。,曝气沉砂池的设计参数,二、沉砂池的构造与参数,(二) 曝气沉砂池,第二章 废水的物理处理,第三节 沉淀,二、