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1、专业课考点精讲课程第3讲污水的物理处理（二）【知识脉络图】【考点概述】1、沉砂池的作用、类型及工作原理（）2、沉淀池的作用、类型及工作原理（）3、隔油池的类型及作用，乳化油的形成及破乳方法（）4、气浮法的作用、条件、类型及基本原理（）【复习思路及目的】1、掌握沉砂池的作用、类型及工作原理2、熟记沉淀池的作用、类型及工作原理3、了解隔油池的类型及作用，乳化油的形成及破乳方法4、了解气浮法的相关知识点【考点精讲】考点一、沉砂池（）一、沉砂池概述1.位置：沉砂池一般位于泵站或初沉池前。2.功能：用于分离水中较大的无机颗粒。以使水泵、管道免受磨损和阻塞；以减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流动性，以便于
2、排放、运输。3.分类：按池内水流方向的不同，沉砂池可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池等。 平流式沉砂池的设计 长度L（m）：L=v t 过水面积A（m2）：A=qVmax/v 池宽B（m）：B=A/h2 单格宽：b=B/n h2为有效水深贮砂斗容积V二、曝气沉砂池q 普通沉砂池存在的问题：砂中含有机物；对被有机物包覆的砂粒沉降性能差、截留效率不高。q 曝气的作用：使有机物处于悬浮状态；砂粒摩擦及在气体剪切力和紊动条件下，去除其附着的有机污染物。曝气沉砂池主要设计参数u 废水在池内的水平流速一般取0.08O.12ms，在过水断面周边的最大旋转线速为0.250.4ms。u 废水在池内的停留时间取46
3、 min，最大流量时为13min。u 有效水深取23m，宽深比为(1-l.5):1，长宽比可达5:1。u 曝气装置多采用穿孔管曝气器，孔径2.56.O mm，曝气管安装于池壁一侧距池底O.60.9m处，曝气量为0.2m3/m3。曝气沉砂池设计计算见教材沉砂池设计原则 城市污水厂一般应设置沉砂池，工业污水根据水质设置。沉砂池只数或分格应不少于2，按并联运行。 设计流量应按分期考虑 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 当污水为提升进人时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； 在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。 城市污水
4、的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，含水率约为60%，容重约1500kg/m3。 贮砂斗容积按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不小于55排砂管直径不小于200mm。 沉砂池的超高不小于0.3m。考点二、 沉淀池（）q 平流式沉淀池q 竖流式沉淀池q 辐流式沉淀池一、平流式沉淀池(horizontal-flow)特点：废水从池一端流入，沿水平方向在池内流动，从池的另一端溢出，池的形状呈长方形，在进口处的底部设贮泥斗。主要组成部分及作用 流入装置：其作用是消能，使废水均匀分布。 流入装置是横向潜孔，潜孔均匀地分布在整个宽度上，在潜孔前设挡板。挡板高出水面0.150.2m，伸入水下的深度不小
5、于0.2m。 流出装置：出流堰是沉淀池的重要部件，多采用自由堰型式，堰前也设挡板，以阻拦浮渣，或设浮渣收集和排除装置。 沉淀区（工作区）：是可沉降颗粒与废水分离的区域。 污泥区和排泥装置：排除沉于池底的污泥，使淀池工作正常，保证出水水质。 在池的前部设贮泥斗，其中的污泥通过排泥管借助1.52.0m的静水压力排出池外，池底坡度一般为0.010.02。 缓冲层：缓冲层是分隔沉淀区和污泥区的水层，保证已沉下的颗粒不因水流搅动而再次浮起。平流式沉淀池的设计.设计内容：主要包括功能构造设计和结构尺寸设计两部分。 2. 沉淀池满足的基本要求： 具有足够的沉降分离面积； 能均匀布水、均匀集水； 具有污泥、浮
6、渣的收集和排放设备。平流式沉淀池的设计 沉淀池设计的基本依据废水流量、水中悬浮固体浓度、性质以及出水水质要求。 相关设计参数沉降效率、沉降速度(或表面负荷)、沉降时间、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等。 计算公式见教材二、竖流式沉淀池(upward-flow)特点：废水从池中央下部进入，水流自下而上流动,最后在池上部周边出水。竖流式沉淀池设计v 竖流式沉淀池多呈圆形，也有方形和多角形的。v 直径或边长一般在8m以下，多介于47m之间。沉淀池上部呈柱状部分为沉淀区，下部呈截头锥状的部分为污泥区，在二区之间留有缓冲层0.3m。v 流出区设于池周，采用自由堰或三角堰。如果池子的直径大于7m，
7、一般要考虑设辐射式集水槽与池边环形集水槽相通。竖流式沉淀池的工作原理 废水颗粒有三种运动状态： 当uv时：颗粒下沉，被沉降去除； 当uv时：颗粒不下沉也不上浮； 当uv时：颗粒上浮，随水带走。 由此可见颗粒沉淀效率比平流式沉淀池低。 但当颗粒属于絮凝沉淀类型时，情况比较复杂，颗粒物相互碰撞、粘结，沉淀效率要高于平流式沉淀池。三、辐流式沉淀池(radial-flow)特点：形状呈圆形或方形，废水从池中心进入，沉淀后废水从池周边溢出 (中心进水,周边出水)。辐流式沉淀池设计 常为圆形池，直径一般介于2030m之间，但变化幅度可为660m，最大甚至可达100m，池中心深度约为2.55.0m，池周深度
8、则约为1.53.0m。 废水从池中心处流入，沿半径的方向向池周流动。 其水力特征是废水的流速由大到小变化。四、沉淀池的强化与改进传统沉淀池的缺点： 去除率不高； 占地面积较大。强化措施：1.从原水水质着手，改变水中悬浮物质的状态，使其易于分离沉降。 如：混凝。2.从沉淀池结构着手，创造更适宜于颗粒沉降分离的条件。如：预曝气、各种新型沉淀池。预曝气 第一种是单纯曝气，不投加任何物质，目的是促进自然絮凝。 第二种是在曝气的同时，投加生物处理单元排出的剩余生物污泥，利用这些污泥所具有的活性产生絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。预曝气的作用：（a）可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使废水中的微小颗粒凝聚成大
9、颗粒，以便于沉降分离；（b）氧化废水中的还原性物质；（c）吹脱废水中溶解的挥发物；（d）增加废水中溶解氧，减轻废水的腐化，提高废水的稳定度。向心辐流式沉淀池 向心辐流式沉淀池，废水从池周流入，澄清水则从池中心流出（周边进水，中心出水）。也可以采取池周进水池周出水的方式（周边进水，周边出水）。 一般的辐流式沉淀池中心进水周边出水，进口处水流速大，呈紊流状态，阻碍颗粒下沉，影响沉淀池的分离效果，而向心辐流式沉淀池克服了这一缺点。考点三、 隔油和破乳（）一、含油废水中油的状态（a）浮油：油品在废水中分散的颗粒粒径大于100mm。浮油占水中总含油量的6080，是废水中油的主要部分。（b）乳化油：油品在
10、废水中分散的粒径很小，呈乳化状态，不易从废水中分离出来；（c）溶解油：小部分油品呈溶解状态，溶解度约为515mg/L。二、隔油池分类 隔油池是用自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油的处理构筑物。常用的隔油池有平流式和斜流式两种形式。三、乳化油及破乳方法1、乳化油形成： 当油水混合并有乳化剂存在时，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。2、常见破乳油的来源： 生产工艺的需要车床切削用冷却液 洗涤含油设备的废水（油槽车、机械零件） 油与乳化剂在管道中混合、常见的破乳方法： 投加换型乳化剂 投加盐类、酸类 投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂
11、搅拌、震荡、转动 过滤 改变温度 微波破乳水处理中常用的混凝剂也是较好的破乳剂。考点四、 浮上法（）浮上法的定义：利用高度分散的微小气泡作载体，去粘附废水中细微的疏水性悬浮固体和乳化油等污染物，使其随气泡上浮到水面，实现固液分离或液液分离。浮上法工艺满足的条件： 必须向水中提供足够的微气泡 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。一、浮上法的分类按产生气泡的方法可分为：1、电解浮上法2、分散空气浮上法 微气泡曝气浮上法 剪切气泡浮上法3、溶解空气浮上法 真空浮上法 加压溶气浮上法电解浮上法（电气浮） 电解废水，产生大量微小的氢气和氧气气泡。 优点：气泡小于其它
12、方法，特别适于脆弱絮状悬浮物 缺点：表面负荷常低于4m3/m2.h；电耗高；操作运行管理复杂；易产生电解垢；难适用于大型生产。溶解空气浮上法加压溶气浮上法 工作原理：空气在加压条件下溶解于水，然后将压力降至常压，使过饱和的空气以细微气泡形式释放出来。 特点：气泡更小、更均匀、不破坏絮凝体。 主要设备：水泵、溶气罐、浮上池。 空气注入溶气罐方式：可采用空气压缩机或射流器。加压溶气浮上法流程根据废水中所含悬浮物的种类、性质、处理水净化程度和加压方式的不同基本流程有以下三种：v 全溶气流程v 部分溶气流程v 回流溶气流程二、加压溶气浮上法的基本原理1.空气在水中的溶解度2.水中悬浮颗粒与微小气泡粘附
13、的原理(1)气泡与微小颗粒粘附的条件(2)颗粒-气泡复合体的上浮速度3.化学药剂的投加对气浮效果的影响(1)混凝剂 有机或无机,改变颗粒亲水性,使颗粒絮凝(2)浮选剂 极性和非极性分子组成(3)助凝剂 聚丙烯酰胺(4)抑制剂 抑制某些物质上浮(5)调节剂 酸碱等气浮法的应用(a)分离废水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；(b)回收工业废水中的有用物质，如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料等；(c)代替二次沉淀池，分离和浓缩剩余活性污泥，特别适用于那些易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中；(d)分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油；(e)分离回收以分子或离子状态存在的污染物，如表面活性物质和金属离子。气浮法的特
14、点(a)占地较少，节省基建投资；(b)气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，有利于后续处理或再用，泥渣也不易腐化；(c)对那些很难用沉降法去除的低浊度含藻水，气浮法处理效率高，甚至还可去除原水中的浮游生物，出水水质好。【思考题】2 设置沉砂池的目的和作用是什么？曝气沉砂池的工作原理与平流式沉砂池有何区别?4 试叙述三种沉淀池的优缺点及分别适用的条件。5 已知某城镇污水处理厂设计平均流量为Q=20000m3/d，服务人口100000人，初沉污泥量按25g/（人日），污泥含水率按97%计算，试为该处理站设计曝气沉砂池和平流式沉淀池。6 加压溶气浮上法的基本原理是什么?有哪几种基本流程与溶气 方式?各有何特点?7 微气泡与悬浮颗粒物相粘附的基本条件是什么？有哪些影响因素？如何改善微气泡与颗粒的粘附性能?8气固比的定义是什么？如何确定适当的气固比？9在废水处理中，气浮法与沉淀法相比较，各有何缺点？11如何改进及提高沉淀或气浮分离效果？ 本课时需要掌握的知识点共4个考点，其中3个重要考点，1个一般考点。21