[工学]环境工程学课件.ppt
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1、教学进度表,复习,水质指标:SS、BOD、COD、TOC 水体自净:稀释扩散、生化自净,邯郸市东污水处理厂工艺流程图,二级生化污水处理厂,格栅井,调节池,污泥脱水机房,泥饼外运,图例,UASB反应器,氧化沟,污水管线,污泥管线,沼气管线,回流管线,沉淀池,浓缩池,集泥井,武汉欧联东西湖啤酒废水处理流程图,出水,水封罐,脱硫塔,原废水,第二章 污水的物理处理,第一节 格栅和筛网,第二节 沉淀的基础理论,第三节 沉砂池,第四节 沉淀池,教学目的与要求: 了解格栅和筛网的主要设备; 了解沉淀池类型; 掌握沉淀池的设计计算; 掌握沉淀的基础理论,第一节 格栅和筛网,选用栅条间距的原 则:不堵塞水泵和水
2、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。,格栅所能截留污染物的数量,与所选用的栅条间距和水的性质而有关。当采用PW型(卧式单级单吸悬臂式离心污水泵)或PWL型(立式单级单吸离心污水泵 )污水泵时,格栅的栅条间距及所截留的污染物的数量可按下表选用。,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, 可参考以下数据:,当栅条间距为16 25mm时,栅渣截留量为
3、 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。,格栅的清渣方法,XG型旋转式格栅除污机,回转式格栅除砂机及栅渣皮带输送机,回转式固液分离机,螺旋压榨细格栅,螺旋压榨细格栅,GL型格栅除污机,齿耙式格栅除污机,阶梯式细格栅,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,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,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,格 栅 的 设 计 与 计 算,
4、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0.10.4m。,格 栅 的 设 计 与 计 算,水头损失,含义:水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失 原因: 外因:边界对水流的阻力 内因:液体的粘滞性,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
5、污水流经格栅的速度,m/s,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。,格栅设计计算例题,例1-1 已知某城市污水处理厂最大设计污水量qvmax=0.2m3/s,KZ=1.5,计算格栅各部尺寸。 解:设栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,取用中格栅,栅条间隙d=20mm,格栅安装倾角=60。 (1)栅条的间隙数n: (2)格栅的建筑宽度b:栅条宽度s
6、=10mm,(3)进水渠渐宽部分长度L1 若进水渠宽b1=0.65m,进水渠内流速0.77m/s,渐宽部分展开角1=20 (4)栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度L2 (5)过栅水头损失h2,(6)栅后槽总高度h总 取栅前水深h=0.4m,栅前渠道超高h1=0.3m (7)栅槽总长度L (8)每日栅渣量W W1取0.07m/103m3 采用机械清渣,作用 用于废水过滤或 短小纤维的回收,形式 振动筛网 水力筛网,筛网目数,目是指每平方英吋筛网上的孔眼数目,50目就是指每平方英吋(1英寸=25.4mm )上的孔眼是50个,除了表示筛网的孔眼外,它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径,目数越高,孔眼
7、越多,粒径越小。,筛网目数与粒径对照表,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:,第二节 沉淀的基础理论,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,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,自由沉淀及其理论基础,分 析 的 假 定,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; S颗粒的密度; L水的密度; g重力加速度。,悬 浮 颗 粒
8、 在 水 中 的 受 力 分 析,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:,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,颗粒主要受水的黏滞阻力作用,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,=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):,式中:水的动力黏度。,由上式可知,颗粒沉降速度us与下述因素有关:,斯托克斯定律:,当s大于L时,s-L为正值,颗粒以us下沉; 当s与L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; s小于L时,s-L为负值,颗粒以us上浮,可用浮
9、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与成反比,随水温上升而下降;即沉速受水温影响,水温上升,沉速增大。,沉淀池的工作原理,理想沉淀池,分为: 进口区域、沉淀区域、出口区域、污泥区域 四个部分,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。,理想沉淀池的几个假定:,由上述假定得到的悬浮颗粒自由沉降迹线:,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,Hb
10、H沉淀区的水深; b沉淀区宽度。,当某一颗粒进入沉淀池后,设u0为某一指定颗粒的最小沉降速度。 1当颗粒沉速uu0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,即左上图中的迹线xy与xy。 2当颗粒沉速uu0时,位于水面的颗粒不能沉到池底,会随水流出,如左下图中轨迹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xy所示。 说明对于沉速u小于指定颗粒沉速u0的颗粒,有一部分会沉到池底被去除。,第三节 沉 砂 池,沉砂池 的作用,沉砂池的 工作原理,沉砂池的 几种形式,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,并且沉砂池的个数或分
11、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。,是一种最传统的沉砂池,它构造简单,工作稳定。,平流式沉砂池,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306
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