水处理物化处理一 125页

第三章污水的物理化学处理\n第一节污水的物理处理\n一、格栅（grill）（一）格栅的目的及分类格栅的目的是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法,由平行的棒和条构成的格栅.1.人工清除的格栅一般采用直栅条平行焊制而成，栅条间距20~40mm，安装倾角45~60度，隔栅间应设置操作平台。2.机械格栅移动伸缩臂式格栅除污机：抓斗链条式转鼓式\n（二）隔栅的计算隔栅本身水流阻力很小，一般只有几厘米，阻力主要是由截留物堵塞栅条造成的。一般隔栅水头损失达到10~15厘米时就该清捞。为了避免造成回水，隔栅后渠底应比栅前低10~15厘米。废水过栅流速取0.7米/秒，流速过小易产生沉淀，过大可能冲走截留物。根据流速可计算隔栅总宽度。\n人工清渣格栅示意图\n移动式伸缩臂机械格栅示意图\n\n\n\n\n二、沉淀（settlement）（一）概述沉淀法是水处理中最基本的方法之一。1.沉淀法的定义沉淀法又称为重力沉降法，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。沉淀法的去除对象是悬浮物中粒径在10μm以上的可沉固体2.沉淀法的作用预处理初次沉淀池二次沉淀池污泥浓缩池\n3.沉淀类型根据废水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉降可分为四种类型：自由沉降：离散颗粒、在沉淀过程中沉速不变（沉砂池、初沉池前期）絮凝沉降：絮凝性颗粒，在沉淀过程中沉速增加（初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀成层沉降(集团沉降、干涉沉降）：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层（高浊水、二沉池、污泥浓缩池）压缩沉降：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。\n自由沉降的特点：发生条件：废水中的悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚性时发生的。特征：※沉降过程中，固体颗粒不改变形状和尺寸，也不互相粘合，各自独立地完成沉降过程。※颗粒的沉降速度在经一定的沉降时间后保持不变。现象：实验时可观察到水是从上到下逐步变清的。\n絮凝沉降的特点：发生条件：固体浓度也不高，但具有凝聚性是发生的。特征：※在沉降的过程中，颗粒互相碰撞、粘合，结合成较大的絮凝体而沉降；※沉降的过程中颗粒的尺寸不断变化；颗粒的沉降速度是变化的。现象：水也是逐渐变清的，但可观察到颗粒的絮凝现象。\n成层沉降的特点：发生条件：废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后发生的。特征：每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒存在的干扰，沉速有所降低，在聚合力的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置共同下沉。现象：实验时可观察到水与颗粒群之间有明显的分界面，沉降的过程实际上是该界面下沉的过程。\n压缩沉降的特点：发生条件：废水中悬浮物的浓度很高时发生的。特征：此时固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。现象：粒群与水之间也有明显的界面，但颗粒群部分比成层沉降时密集，界面的沉降速度很慢。\n\n（二）沉淀及理论基础1.颗粒自由沉降速度的确定计算颗粒沉降速度的假设：（1）颗粒为球形，不可压缩，也无凝聚性，沉降过程中其大小、形状和质量等均不变；（2）水处于静止状态；（3）颗粒沉降仅受重力和水的阻力作用。在以上假设的条件下可以得出球形颗粒的沉降速度公式。\nStokes公式式中：u－颗粒的沉降末速度，m/s；s、－分别表示颗粒及水的密度kg/m3，g－重力加速度，m/s2－水的粘度，Pa•s；d－颗粒的粒径，m。Stokes公式：\nStokes公式说明的问题（1）颗粒与水的密度差（s－）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。当s>时u>0，颗粒下沉；当s<时,u<0，颗粒上浮；当s=时，u=0，颗粒既不下沉也不上浮。（2）水的粘度愈小，沉速愈快，成反比关系。因粘度与水温成反比，故提高水温有利于沉降（3）颗粒直径愈大，沉速愈快，成平方关系。因此随粒度的下降，颗粒的沉降速度会迅速降低。实际水处理过程中，水流呈层流状态的情况较少，所以一般沉降只能去除d>20m的颗粒。\n颗粒的沉淀速度是沉淀器设计的重要参数，虽然能够计算，但其计算公式推导过程有许多假设，实际情况与这些假设相差较大，因此实际沉降要复杂得多，需要通过试验，绘制各种参数间的关系曲线，才能确定设计沉淀池的参数，这些曲线通称为沉淀曲线。\n2.自由沉淀试验水中颗粒的沉淀性能，一般都通过静置沉淀试验测定，实验在沉淀柱中进行。将待测废水搅拌均匀，加入到各沉降柱中直至水从上部溢流口溢出为止，搅拌均匀并测定原始浓度c0；搅拌均匀后开始计时，并按确定好的时间间隔，顺序从不同的沉降柱取样口取样，分别测定相应的悬浮物浓度c1、c2、c3…cn。把结果添入记录表中\n试验记录用表格沉降柱编号123…n沉降时间/mint1t2t3…tn试样固体浓度/（mg/L）c1c2c3…cn沉降速度/（m/s）ui=H/tiu1u2u3…un剩余固体分数p=ci/c0p1p2p3…pn\n以沉降速度u为横坐标，x为纵坐标作图，得到下图所示曲线：pou0沉淀速度u剩余颗粒百分数p\n对于指定时间t，u0＝H/tuu0的颗粒可以全部去除u