城市污水处理厂基本流程

1. 城市污水处理厂基本流程

2. 第二章 污水的物理处理

3. 第一节格栅和筛网

4. 格栅的 作用 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。 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。 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。

5. 格栅所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道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16~25mm时，栅渣截留量为 • 0.10~0.05m3/103m3污水； • 当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为 • 0.03~0.01 m3/103m3污水； • 栅渣的含水率约为80%，密度约为960kg/m3。

6. 人工清除 机械清除 与水平面倾角： 45º~60º 与水平面倾角： 60º~70º 过水面积一般应不小于 进水管渠的有效面积的 1.2倍。 设计面积应采用较大的安 全系数，一般不小于进水 渠道面积的2倍，以免清 渣过于频繁。 格栅的清渣方法

8. XG型旋转式格栅除污机

9. 上海松江东部污水处理厂

10. 上海松江东部污水处理厂

11. 上海松江东部污水处理厂

12. 上海天山水质净化厂

13. 上海曲阳水质净化厂

14. GL型格栅除污机

16. 上海石洞口污水处理厂

18. 上海嘉定水质净化厂 曝气沉砂池前细格栅

19. 格栅运行的控制

20. 圆形 圆形的水利条件较方 形好，但刚度较差。 目前多采用断面形 式为矩形的栅条。 矩形 方形 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

21. 格栅渠道的宽度要设置得当， 应使水流保持适当流速 另一方面截留的污染 物又不至于冲过格栅 一方面泥沙不至于 沉积在沟渠底部 通常采用0.4~0.9m/s 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

22. 为防止栅条间隙堵塞 一般采用0.6~1.0m/s 最大流量时可高 于1.2~1.4m/s 渐扩α＝20° 沉底大于水头损失 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

23. 格 栅 的 设 计 与 计 算

24. 格 栅 的 设 计 与 计 算 通过格栅的水头损失h2的计算： h0-计算水头损失，m； v-污水流经格栅的速度，m/s； ξ-阻力系数，其值与格栅栅条的断面几何形状有关，见表10-4； α-格栅的放置倾角； g-重力加速度，m/s2； k-考虑到由于格栅受污染物堵塞后，格栅阻力增大的系数， 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。

25. 格 栅 的 建 筑 尺 寸 1.格栅的间隙数量n可由下 式决定： 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 2.格栅的建筑宽度b由下式决定 式中：b-格栅的建筑宽度，m s-栅条宽度，m 3.栅后槽的总高度h总由下式决定 式中：h-栅前水深，m； h2-格栅的水头损失，m； h1-格栅前渠道超高，一般 h1=0.3m。

26. 格 栅 的 建 筑 尺 寸 4.格栅的总建筑长度L由下 式决定 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； α1-进水渠道渐宽部位的展开 角度，一般α1=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。 • 5.每日栅渣量W由下式 • 决定 • 式中： • W1-栅渣量，m3/103m3污 • 水； • KZ-生活污水流量总变化 • 系数。

27. 筛网 作用 用于废水处理或 短小纤维的回收 型式 振动筛网 水力筛网

28. 格栅、筛网截留的污染物的处置方法： • 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。

29. 第二节沉淀的理论基础

30. 沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物 • 初次沉淀池：较经济的去除悬浮有机物，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷 • 二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。 • 污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。 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。 沉淀处理工艺的四种用法

31. 自由沉淀 絮凝沉淀 区域沉淀或 成层沉淀 压缩沉淀 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。 悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。 悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。 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

32. 颗粒为球形 • 沉淀过程中颗粒的大小、形状、重量等 • 不变 颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和 其他颗粒影响。 • 静水中悬浮颗粒开始沉淀时，因受重力作用 • 产生加速运动，经过很短的时间后，颗粒的 • 重力与水对其产生的阻力平衡时，颗粒即成 • 等速下沉。 自由沉淀及其理论基础 分 析 的 假 定

33. 悬浮颗粒在水中的受力：重力、浮力 • 重力大于浮力时，下沉； • 重力等于浮力时，相对静止； • 重力小于浮力时，上浮。 配图说明

34. 悬 浮 颗 粒 在 水 中 的 受 力 分 析 1.悬浮颗粒在水中受到的 力Fg Fg-是促使沉淀的作用力， 是颗粒的重力与水的浮力 之差： 式中： Fg-水中颗粒受到的作用力； V-颗粒的体积； ρS-颗粒的密度； ρL-水的密度； g-重力加速度。 2.根据牛顿定律，水对自 由颗粒的阻力为： 式中： FD-水对颗粒的阻力； λ′-阻力系数； A-自由颗粒的投影面积； uS-颗粒在水中的运动速度， 即颗粒沉速。

35. 即 因 球状颗粒自由沉淀的沉速公式 当颗粒所受外力平衡时， 得球状颗粒自由沉淀的沉速公式：

36. 当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的粘滞阻力作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层流状态。当颗粒粒径较小、沉速小、颗粒沉降过程中其周围的绕流速度亦小时，颗粒主要受水的粘滞阻力作用，惯性力可以忽略不计，颗粒运动是处于层流状态。 • 在层流状态下，λ′=24/Re，带入式中，整理得自由颗粒在静水中的运动公式（亦称斯托克斯定律）： μ是水的动力粘度。

37. 斯托克斯定律 由上式可知，颗粒沉降速度uS与下述因素有关： • 当ρS大于ρL时，ρS-ρL为正值，颗粒以uS下沉； • 当ρS与ρL相等时，uS=0，颗粒在水中呈悬浮状态，这种颗粒不能用沉淀去除； • ρS小于ρL时，ρS-ρL为负值，颗粒以uS上浮，可用浮上法去除。 • uS与颗粒直径d的平方成正比，因此增加颗粒直径有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。 • uS与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水温影响，水温上升，沉速增大。

38. 沉淀池的工作原理 理想沉淀池 进口区域、沉淀区域、出口区域、污泥区域

39. 理想沉淀池的几个假定： • 沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v； • 悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u； • 在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上； • 颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。 由上述假定得到的悬浮颗粒自由沉降迹线：

40. 一方面随着水流在水平方向流动，其水平流速v等于水流速度；一方面随着水流在水平方向流动，其水平流速v等于水流速度； 颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和，在沉淀过程中，是一组倾斜的直线，其坡度为i=u/v。 当某一颗粒进入沉淀池后 另一方面，颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是颗粒的自由沉降速度u。 式中：v-颗粒的水平分速； qv-进水流量； A′-沉淀区过水断面面积，H×b； H-沉淀区的水深； b-沉淀区宽度。

41. 设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。 • 当颗粒沉速u≥u0时，无论这种颗粒处于进口端的什么位置，它都可以沉到池底被去除，即图10-12a中的迹线xy与x′y′。 • 当颗粒沉速u1<u0时，位于水面的颗粒不能沉到池底，会随水流出，如图10-12b中轨迹xy″所示；而当其位于水面下的某一位置时，它可以沉到池底而被去除，如图中轨迹x′y所示。 • 说明对于沉速u1小于指定颗粒沉速u0的颗粒，有一部分会沉到池底被去除。

42. 在同一沉淀时间t，下式成立： 故 对于沉速为u1（u1<u0）的全部悬浮颗粒，可被沉淀于池底的 总量为： 而沉淀池能去除的颗粒包括u≥u0以及 u1<u0的两部分，故沉 淀池对悬浮物的去除率为： 设沉速为u1的颗粒占全部颗粒的dP%，其中的 的颗 粒将会从水中沉到池底而去除。 式中：P0-沉速小于u0的颗粒在全部悬浮颗粒中所占的百分数； （1-P0）-沉速≥u0的颗粒去除百分数。

43. 图10-12的运动迹线中的相似三角形存在着如下的关系： 将上式带入式 qv/A-反映沉淀池效力的参数，一般称为沉淀池的表面负荷率， 或称沉淀池的过流率，用符号q表示： 理想沉淀池中，u0与q在数值上相同，但它们的物理概念不同： u0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过的流 量，单位是m3/m2·h。故只要确定颗粒的最小沉速u0，就可以求得理 想沉淀池的过流率或表面负荷率。 理想沉淀池的沉淀效率与池的水面面积A有关，与池深H无关， 即与池的体积V无关。 中并简化后得出

44. 第三节沉砂池

45. 从污水中去除砂子、煤渣等比重较 大的无机颗粒，以免这些杂质影响 后续处理构筑物的正常运行。 以重力或离心力分离为基础，即将 进入沉砂池的污水流速控制在只能 使比重大的无机颗粒下沉，而有机 悬浮颗粒则随水流带走。 平流式、竖流式、曝气沉砂池 旋流式沉砂池、Doer沉砂池等 沉砂池 的作用 沉砂池的 工作原理 沉砂池的 几种型式

46. 沉砂池工程设计中的设计原则与主要参数： • 城市污水厂一般均设置沉砂池，并且沉砂池的只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 • 沉砂池去除的砂粒比重为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2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55º。排砂管直径不应小于200mm。 • 沉砂池的超高不宜小于0.3m。

47. 平流式沉砂池 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。

48. 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30~60s; • 有效水深应不大于1.2m,一般采用0.25~1.0m,池宽不小于0.6m； • 池底坡度一般为0.01~0.02,当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。

49. 平流式沉砂池的计算公式 1.长度L 式中：v-最大设计流量时的 速度，m/s; t-最大设计流量时的停留时 间，s。 2.水流断面面积A 式中： qvmax-最大设计流量，m3/s。 3.池总宽度b 式中： h2-设计有效水深，m。 4.贮砂斗所需容积V 式中：X-城市污水的沉砂 量，一般采用30m3/106m3 （污水）； T-排砂时间的间隔，d； kz–生活污水流量的总变化 系数。

50. 平流式沉砂池的计算公式 • 7.池总高度h • 式中：h1-超高，m； • h3-贮砂斗高度，m。 • 8.核算最小流速vmin • 式中： • qvmin-设计最小流量，m3/s； • n1-最小流量时工作的沉砂池数目 • Amin-最小流量时沉砂池中的水 • 流断面面积，m2。 5.贮砂斗个部分尺寸计算 设贮砂斗底宽b1=0.5m； 斗壁与水平面的倾角为60º； 则贮砂斗的上口宽b2为： 贮砂斗的容积V1： 式中：h’3-贮砂斗高度，m； S1，S2-贮砂斗上口和下口的面积。 6.贮砂室的高度h3 设采用重力排砂，池底坡度 i=6%，坡向砂斗，则