典型污水处理设备的设计与运行 34页

水污染控制工程电子教案水污染控制工程\n第六章典型污水处理设备设计与运行知识目标●了解污水处理设备的概念，污水处理构筑物属于水处理设备的范畴●理解不同水处理设备所针对的处理对象●掌握水处理设备的设计原理、参数选择、设计过程、运行调试能力目标●能够有效选择设计数据进行准确的水处理设备设计●能够进行水处理设备的调试、运行管理第一节沉淀池第二节澄清第三节过滤第四节气浮设备第五节污泥处理设备\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池一、不同类型沉淀池的比较污水的一级处理过程中沉淀池称为初沉池。二级处理中沉淀池称为二沉池。按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分初次沉淀池二次沉淀池\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池一、不同类型沉淀池的比较污水处理工程中常见的沉淀池可分为平流式、竖流式、辐流式和斜板（管）式四种。池型优点缺点适用条件平流式1.沉淀效果好2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强3.施工简易，造价较低1.池子配水不易均匀2.多斗排泥时，每斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大；采用链带式刮泥机排泥时，链带的支撑件和驱动件都浸在水中，易锈蚀1.适用于地下水位高及地质较差地区2.适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，管理简单2.占地面积较小1.池子深度大，施工困难2.对冲击负荷和温度变化适应能力较差3.造价较高4.池径不宜过大，否则布水不匀适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1.多用机械排泥，运行较好，管理较简单2.排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高1.适用于地下水位较高地区2.适合用于大、中型污水处理厂斜板式1.水力负荷高，为其他沉淀池的一倍以上2.占地少，节省土建的投资斜板和斜管容易堵塞1.适用于室内或池顶加盖2.适合用于小型污水处理厂\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池一、不同类型沉淀池的比较不同的沉淀池采用的进水方式是不同的，但是沉淀池的基本结构是相近的，池内结构都包括有进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。小型的污水处理站（厂）沉淀池可采用钢结构，大型污水处理厂一般采用钢筋混凝土结构。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（一）沉淀池设计注意事项1、设计流量应按分期建设考虑①当污水为自流进入时，应按每期的最大流量计算；②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③在合流制处理系统中，初沉池应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜少于30min。2、沉淀池的个数和分格数一般不应少于两个，并宜按并联考虑。3、池子的超高至少0.3m；缓冲层高度，一般采用0.3～0.5m。4、污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不小于60°，圆斗不宜小于55°。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池（一）沉淀池设计注意事项5、排泥管直径不应小于200mm。6、沉淀池的污泥，采用机械排泥时可连续排泥或间歇排泥，不用机械排泥时应每日排泥，初次沉淀的静水头不应小于1.5m；二次沉淀的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。7.采用多斗排泥时，污泥斗平面呈方形或近似方形的矩形，排数一般不宜多于两排，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。8.刮泥机的行进速度不大于1.2m/min，一般采用0.6～0.9m/min。9.当每组沉淀池有两个池以上时，为使每个池的流入量均等，应在入流口设置调节阀门，以调整流量。二、沉淀池的设计原则\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池（二）沉淀池的设计实例以平流式沉淀池设计为例讲解沉淀池的设计过程。1、设计数据①池子的长宽比不小于4，以4～5为宜。当长宽比过小时，池内水流的均匀性差，容积效率低影响沉降效果。大型沉淀池可考虑设导流墙。②采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。③池子的长深比一般采用8～12。④池底纵坡：采用机械时，不小于0.005，一般采用0.01～0.02。⑤刮泥机的行进速度不大于1.2m／min，一般采用0.6～0.9m／min。二、沉淀池的设计原则\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池（二）沉淀池的设计实例1、设计数据⑥入口的整流措施如图6-1所示。二、沉淀池的设计原则图6-1平流式沉淀池入口的整流措施1—进水槽；2—溢流堰；3—有孔整流墙；4—底孔；5—挡流板；6—潜孔\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例1、设计数据⑦出口整流措施可采用溢流式集水槽见图6-2。溢流式出水堰的形式见图6-3。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例1、设计数据⑧进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1～0.15m。挡板淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0.25，一般为0.5～1.0m；出口处一般为0.3～0.4m。挡板位置：距进水口为0.5～1.0m；距出水口为0.25～0.5m。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例2.设计计算1、沉淀区计算（1）沉淀池表面积A①根据沉降实验进行设计通过沉降实验获得悬浮物的沉降速度u及废水停留时间t。由于沉淀池的表面符合q=uq设=（1/1.25～1/1.75）qt设=（1.5～2.0）t沉淀区总面积A为：A=Q/q=Q/u式中Q——为最大设计流量m3/h\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池②根据经验值进行设计计算沉淀区面积：A=Q/qq—初沉池1.5～3.0m3/(m2·h)二沉池1～2m3/(m2·h)（2）沉淀池有效水深h2h2=qt式中t—废水沉淀时间初沉池1～2h二沉池1.5~2.5h沉淀区有效水深一般为2.0～4.0m\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池（3）沉淀区长度LL=vt式中v—池内水平流速，一般不大于5mm/s沉淀区长一般为30～50m，有时可达100m。（4）沉淀池总宽度BB=A/L沉淀区宽度有能过宽，一般为5～10m。（5）沉淀池的个数nn=B/b满足L∶b大于4∶1\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例2.设计计算2、污泥区计算（1）污泥区总容积VT——两次清除污泥相隔时间(d)C1——进水悬浮物浓度(t/m3)C2——出水悬浮物浓度(t/m3)p——污泥含水率（%）r——污泥容积密度（kg/m3),当污泥主要成分为有机物且含水率在95%以上时，r可取1000kg/m3\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例2.设计计算2、污泥区计算（2）污泥斗容积\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池3、池子总高度H＝h1+h2+h3+h4h1——超高(m)h2——有效水深(m)h3——缓冲层高度(m)h4——污泥部分高度(m)二、沉淀池的设计原则（二）沉淀池的设计实例2.设计计算\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池例：经过沉降实验，测得某废水中的悬浮物沉降效率为80%时的沉降速度为2m/h，废水流量为10000m3/d，沉降时间为2h，污泥区高度为1.5m,采用无刮泥机的平流沉淀池进行沉淀处理,试设计出该平流沉淀池的尺寸。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池解：首先对沉降速度实验值进行校正，得到设计表面负荷qq=u/1.5=2/1.5=1.3m3/(m2·h)废水流量Q=10000/24=417m3/h沉淀区有效面积：A=Q/q=417/1.3=321m2取沉淀池为2格，则单个面积为A1=A/2=160.5m2沉淀区长宽之比L:B≥4:1。根据实际情况，取6：1设池宽为xm，则6x2=160.5x=5.17m池长L：6×5.17=31.02m沉淀池有效水深h2=ut=1.3×2=2.6m\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池沉淀池总高度H为：H＝h1+h2+h3+h4=0.3+2.6+0.5+1.5=4.9m设入口至布水挡板距离为0.5m，流出口至挡板距离0.3m，则沉淀池总长为：L=0.5+0.3+31.02=31.82m沉淀池有效宽度B为5.17m\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池注意：1、混凝沉淀时，出水悬浮物<10mg/L，特殊情况<15mg/L2、池内水平流速一般为10~25mm/s3、进水采用穿孔花墙配水时，穿孔花墙距进水端池壁应≥1~2m，同时在泥面上0.3~0.5m处至池底部分不设孔眼4、排泥时间为5min，排泥周期根据浊度决定1mg/L＝0.13NTU原水浊度200~500500~750750~1000排泥周期20~2416~1810~12\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（一）沉淀池的操作管理1.刮泥和排泥操作(1)刮泥污泥在沉淀池中沉淀后，并不全部都进入污泥斗中。有一部分污泥沉淀后停留在了倾斜的池底。这些污泥一般需要刮泥机的辅助，这就是刮泥程序。刮泥有间歇刮泥和连续刮泥两种方式。刮泥周期与设计有关，一般2h一次。当泥量较大、污水或污泥腐败时就应该缩短刮泥周期，把过多的污泥或腐败的污泥及时刮入泥斗。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理1.刮泥和排泥操作(2)排泥排泥是关键环节，操作上难度较大。排泥有间歇排泥和连续排泥两种方式。排泥的控制形式可分为人工排泥和自动排泥。对小型污水处理厂、处理站而言，多为人工排泥，即人工操作泥泵的开停。对大型的污水处理厂来说，主要进行自动排泥。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（二）日常管理及维护在做好刮泥及排泥的基础上，工作人员还应定时对沉淀设施进行巡查及对水样进行监测分析。1、观察观察排泥管的采样口处的污泥颜色，如若污泥呈灰暗色或黑色，说明污泥已经腐败，应该马上进行排泥处理；观察沉淀池液面，如果时有冒泡，也说明污泥腐败比较严重；观察出水堰是否被浮渣堵塞。如果有，应该马找出堵塞原因，进行针对性解决；观察出水堰出水是否均匀，如果有差别，应对出水堰板进行调节，使各处堰高都水平。应该经常检查各管道是否有冒漏现象，各闸门至少要半个月加油一次，以防锈蚀。二沉池，每班至少两次用量筒观察出水水质，不允许二沉池有污泥漂浮现象。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（二）日常管理及维护2、听声音沉淀池设备都是机械动力设备。正常运转时声音很小或有一定声音但很有规律。在巡检时，如果听到设备有异常声响，应该马上查找原因，及时解决。3、定时采样，准确记录，多分析对沉淀池中的SS、pH、排泥固体浓度等项目进行定时检测并应准确记录，把某一时期的数据总结在一起，并结合运行状况进行数据分析，这样从中找出规律，便于指导沉淀池的运行与调节。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（二）日常管理及维护4、定期维护对于沉淀池的定期维护主要是指定期对沉淀池进行排空。一般每年一次，对沉淀池进行彻底清查。主要包括：清除池内死角沉泥、沉砂；刮泥机水下金属部件的腐蚀情况以及是否需要更换；排泥管道是否有堵塞情况；沉淀池常年水下部分的混凝土是否脱落等。操作技术人员可通过在沉淀池及其一些附属设备、装置的长期操作的基础上，注意总结、积累实际经验，非常有利于沉淀池的正常运行。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（三）影响沉淀的因素1、入流污水的特征，污水越新鲜越好。严重腐败的污水在初沉池内会产生气体，使污泥上浮，影响沉淀效果。工业废水尤其严重。2、密度流（1）SS突然增大可能造成密度流造成上层死区和下层扰动。（2）温度变化产生内部的密度流使污水紊动不稳定，效果降低。3、温度升高（1）由于温度升高导致水质腐败，会使沉淀效果降低；（2）温度升高将使污水粘度降低，使颗粒易于与污水分离，从而提高沉淀效果（见斯托克斯定律之温度与沉淀的关系）。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施1、出水带有细小悬浮颗粒，SS去除率降低说明沉淀池沉淀效果不好，导致SS去除率降低的原因有：（1）工艺本身设计或控制不当如水力负荷过大导致本来应该能沉淀的颗粒因水力停留时间过短而无法沉淀。（2）沉淀池发生短流当沉淀池发生短流时会导致SS去除率降低，导致短流的原因有：堰板负荷高；堰板水平不均；密度流；风力因素等。（3）排泥不及时刮泥机械故障、排泥泵组发生故障、排泥时间过长、泥斗堵塞等原因都会导致SS去除率降低。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施1、出水带有细小悬浮颗粒，SS去除率降低（4）水质腐败污水在管道中停留时间过长，好氧物质过多，导致污水缺氧而腐败，水中颗粒不易沉淀。（5）曝气池活性污泥过度曝气，使污解自身氧化而解体这样的污泥由于颗粒细小，即使进入二沉池也很难在停留时间内完成沉淀过程。由此可见，导致SS去除率降低的原因很多，要求操作人员在日常工作工程中多记录多分析多总结，以便当发生异常时能够尽快的找出真正原因顺利解决。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施1、出水带有细小悬浮颗粒，SS去除率降低解决办法有:增设调节池，且均匀分配水力负荷;调整进水、出水配水设施不均匀，减轻冲击负荷的影响，有利于克服短流;调整曝气池的运行参数，以改善污泥絮凝性能，如营养缺乏时补充，泥龄过长污泥老化应使之缩短，过度曝气时应调整曝气量;投加絮凝剂，改善某些难沉淀悬浮颗粒的沉降性能，如胶体或乳化油颗粒的絮凝;均匀分配消化池、浓缩池上清液的负荷影响，及进人初沉池的剩余污泥的负荷影响。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施2、污泥管道或设备堵塞这类现象一般多发生在城市污水处理厂的初沉池，因为污泥中易沉淀物含量高，而管道或设备口径太小，又不经常工作造成的。解决办法有:设置清通措施;增加污泥设备操作频率;改进污泥管道或设备。3、出水堰脏且出水不均因污泥枯附、藻类长在堰上，或浮渣等物体卡在堰口上，导致出水堰脏，甚至某些堰口堵塞出水不匀。解决办法为:经常清除出水堰口卡住的污物;适当加氯清毒阻止污泥、藻类在堰口的生长积累。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施4、污泥上浮导致污泥上浮的原因有:污泥停留时间过长，有机质腐败;二沉池中污泥反硝化，还原生成N2而使污泥上浮;消化池或浓缩池中轻质腐化污泥的进入。解决办法有:保证正常的贮存和排泥时间;检查排泥设备故障;清除沉淀池内壁，部件或某些死角的污泥;降低好氧处理系统污泥的硝化程度;如高速污泥回流量，调整污泥泥龄;防止其他构筑物腐化污泥的进入。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施5、浮渣滞流原因为:去除装置位置不当或去除频次过低，浮渣停留时间长。解决办法为:维修浮渣刮除装置;调整浮渣刮除频率;严格控制浮渣的产生量:如含油脂多的废水的预处理，减少其他构筑物腐败污泥或高浓度上清液进入，克服污泥的上浮或藻类的过量生长。6、黑色或恶臭污泥原因有:高浓度可腐败悬浮物进人，如某些工业废水的初沉池或高浓度消化池、浓缩池上清液进入。解决办法有:阻止高悬浮物高浓度易腐败污水进人;减短排泥周期。\n第六章典型污水处理设备设计与运行第一节沉淀池三、沉淀池的运行与调节管理（四）沉淀池异常现象分析及解决措施7、刮泥机故障刮泥机因承受过高负荷等原因停止运行。解决办法有:减小贮泥时间，降低存泥量;检查刮板是否被砖石、工具或松动的零件卡住;及时更换损坏的链环、刮泥板等部件;防止沉淀池表面结冰;减慢刮泥机的转速。目前国内不少新建污水处理厂在工艺设计上偏面追求新工艺和先进的自控系统，而忽视对沉淀池、浓缩池运行工况的优化和改进，从而制约了污水处理装置整体处理功能的发挥，这是可不取的。