物理法去除水中污染物重力分離原理重力分離原理利用水中懸浮顆粒可沉降性能，在重力作用下下沉，達到固液分離的一種過程。重力沉降重力上浮重力沉降是水處理的最基本方法之一。定義：利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。重力分離原理用于廢水的預(yù)處理－沉砂池

用于污水進入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理－初次沉淀池

用于生物處理后的固液分離－二次沉淀池

用于污泥處理階段的污泥濃縮－污泥濃縮池重力沉降在水處理中的用途沉砂池：用以去除污水中的無機易沉物，砂、石子等。初次沉淀池：較經(jīng)濟地去除可沉物質(zhì)，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機負(fù)荷。二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費用等。重力分離原理

1.沉降（沉淀）類型重力分離原理

1.沉降（沉淀）類型重力分離原理

1.沉降（沉淀）類型重力分離原理

1.沉降（沉淀）類型重力分離原理2.自由沉淀理論

重力分離原理由上式可知，顆粒沉降速度us與下述因素有關(guān)：斯托克斯定律:當(dāng)ρs大于ρL時，ρs-ρL為正值，顆粒以us下沉；當(dāng)ρs與ρL相等時，us=0，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)，這種顆粒不能用沉淀去除；ρs小于ρL時，ρs-ρL為負(fù)值，顆粒以us上浮，可用上浮法去除。us與顆粒直徑d的平方成正比，因此增加顆粒直徑有助于提高沉淀速度（或上浮速度），提高去除效果。us與μ成反比，μ隨水溫上升而下降；即沉速受水溫影響，水溫上升，沉速增大。2.自由沉淀理論

重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池1）懸浮顆粒在沉淀區(qū)等速下沉，速度為u。2）水流水平流動，在過水?dāng)嗝嫔希鼽c流速相等，水平流速為v。3）進口區(qū)域，懸浮顆粒均勻分布在整個過水?dāng)嗝嫔?）顆粒到底就被去除。重力分離原理出口區(qū)污泥區(qū)入口區(qū)沉淀區(qū)vu0

vu1>u0

vu2<u0

Hh理想沉淀池能被沉淀池完全去除顆粒的最小速度叫截留速度u

0（m/h)重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池沉淀池容積:V=Qt=BLH顆粒在池內(nèi)沉淀時間得Q/A——沉淀池效力參數(shù)，表面負(fù)荷數(shù)，用符號q表示，m3/(m2h)。

理想沉淀池的沉淀效率與池的水面面積A有關(guān)，與池深H無關(guān)。重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池

理想沉淀池中：對于顆粒沉速小于u0的顆粒來講，去除率為

ηi

＝ui/u0=ui/(Q/A)=ui/qηi與表面負(fù)荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間）無關(guān)。

重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池1）η一定，ui越大，表面負(fù)荷越大；或q不變但η增大。ui與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強混凝工藝。

2）ui一定，增大A，可以增加Q或增大η

。當(dāng)容積一定時，增加A，可以降低水深――“淺層理論”。重力分離原理3.理想沉淀（沉降）池物理法去除水中污染物沉砂池保證措施：流速控制常見類型：平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等。1.平流沉砂池1.平流沉砂池1.平流沉砂池2.曝氣沉砂池構(gòu)造2.曝氣沉砂池功能（1）使粘在砂粒上的污泥及有機物更好分離（通過摩擦作用實現(xiàn)），避免泥沙沉于初沉池而影響污泥的處理。（2）送入空氣，使無機顆粒甩向外側(cè)而沉淀。（3）預(yù)曝氣，改善污水水質(zhì)，減輕散發(fā)氣味。2.曝氣沉砂池設(shè)計參數(shù)（1）旋流速度：0.25~0.3m/s；（2）水平流速：0.06~0.12m/s；（3）水力停留時間：1~3min；（4）池深2~3m；寬深比1~1.5；長寬比≤5；池長14~20m。（5）曝氣量0.1~0.2m3空氣/m3污水或3~5m3空氣/m2h。3.旋流沉砂池利用離心沉降作用分離懸浮液的設(shè)備,其結(jié)構(gòu)及操作原理與旋內(nèi)分離器相類似,懸浮液經(jīng)入口管由切向進入圓筒,向下作螺旋運動,固體顆粒受慣性離心力作用被甩向器壁,并隨旋流降至錐底由底部排出的稠厚懸浮液稱為底流;清液或含較小顆粒的液體則形成螺旋上升的內(nèi)旋流,由器頂溢流管排出,稱為溢流。物理法去除水中污染物沉淀池1.沉淀池類型1.沉淀池類型2.沉淀池結(jié)構(gòu)和運行方式沉淀池由五部分組成：

進水區(qū)、出水區(qū)—均勻布水、集水，使水流均勻地流過沉淀區(qū)，保證沉淀池中水流的穩(wěn)定性。

沉淀區(qū)—沉淀進行的主要場所，是SS與廢水分離的區(qū)域。

貯泥區(qū)—貯存、濃縮與排放污泥。

緩沖區(qū)—避免水流帶走沉在池底的污泥。2.沉淀池結(jié)構(gòu)和運行方式3.平流式沉淀池3.平流式沉淀池3.平流式沉淀池（2）流出區(qū)一般采用自由堰形式，出水均勻。通常采用：溢流堰（施工難）三角堰（對出水影響不大）淹沒孔口（容易找平）

3.平流式沉淀池（2）流出區(qū)出流堰是沉淀效果好壞的重要條件，它不僅控制池內(nèi)水面的高程，而且對池內(nèi)水流的均勻分布影響極大。應(yīng)防止池內(nèi)水流產(chǎn)生偏流現(xiàn)象。盡可能減少單位堰長的過流量，因此堰的施工必須精心，盡量做的水平。

3.平流式沉淀池（3）緩沖區(qū)：避免已沉淀污泥被水流攪起及緩沖沖擊負(fù)荷。（4）污泥區(qū)：貯存、濃縮和排泥作用。（5）排泥裝置：靜壓水力法：底坡i＝0.01～0.02；機械排泥法：機械刮渣速度1m/min（初沉池）。如二沉池采用平流式沉淀池，因污泥絮體含水率為99％，密度接近1，不宜掛起，而只能采用泵抽吸，目前少用。3.平流式沉淀池3.豎流式沉淀池

在豎流式沉淀池中，污水是從下向上以流速v做豎向流動，廢水中的懸浮顆粒有以下三種運動狀態(tài)：

當(dāng)u>v時，顆粒將以u-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；當(dāng)u=v時，則顆粒處于平衡狀態(tài)，不下沉也不上升；當(dāng)u<v時，顆粒將不能沉淀下來，會被上升水流帶走。3.豎流式沉淀池當(dāng)顆粒屬于自由沉淀類型時，其沉淀效果（在相同的表面水力負(fù)荷條件下）豎流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。當(dāng)顆粒屬于絮凝沉淀類型時，由于在池中的流動存在著各自相反的狀態(tài)，就會出現(xiàn)上升著的顆粒與下降著的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。3.豎流式沉淀池豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形等正多邊形。豎流式沉淀池的寬（徑）、深比一般不大于3，通常取2

直徑小于8m，一般為4-7m。豎流式沉淀池的中心管如下圖所示。3.豎流式沉淀池豎流式沉淀池優(yōu)缺點及適用條件:排泥方便，管理簡單，占地面積少。但池深大，施工困難，對沖擊負(fù)荷與溫度變化適應(yīng)能力差，造價高，池徑不宜過大，否則布水不均。適于中小型污水處理廠。4.輻流式沉淀池4.輻流式沉淀池4.輻流式沉淀池設(shè)計參數(shù)D/H一般取6~12，D≧16m。池底底坡0.05~0.1。采用機械刮泥時，若D≤20m，一般采用單臂中心傳動刮泥機；反之采用周邊傳動刮泥機。刮泥機轉(zhuǎn)速1～3周/h，或外周線速度≤3.0m/min，一般1.5m/min。周邊進水的沉淀效率高，起設(shè)計表面負(fù)荷可提高1倍左右，即3~4m3/m2·h。若為靜水壓力排泥，要求排泥槽泥面低于沉淀池水面0.3m。4.輻流式沉淀池4.斜流式沉淀池斜流式沉淀池是根據(jù)淺池理論，在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而構(gòu)成。它由斜板（管）沉淀區(qū)、進水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。4.斜流式沉淀池按斜板或斜管間水流域污泥的相對運動方向來區(qū)分，斜流式沉淀池有同向流和異向流兩種。污水處理中常采用升流式異向流斜流沉淀池。4.斜流式沉淀池4.斜流式沉淀池

Q設(shè)＝

u0（A斜＋A原）

：0.6-0.8，斜板效率系數(shù)；A斜：斜板在水平面的投影面積同向流：Q設(shè)＝

u0（A斜－A原）4.斜流式沉淀池各種沉淀池的特點及適用條件物理法去除水中污染物氣浮1.處理對象廢水中僅依靠自然沉淀或自然上浮難以去除的細(xì)小的SS。石油工業(yè)或煤氣發(fā)生站的含乳化油廢水（0.5～25μm）毛紡工業(yè)洗毛廢水中的羊毛脂及洗滌劑食品工業(yè)廢水中的油脂洗煤車間廢水中的細(xì)煤粉顆粒（0.5～1mm）造紙廢水中的紙漿纖維工業(yè)廢水中的細(xì)小纖維廢水處理工藝出水中殘留的細(xì)小的絮體或污泥污泥氣浮濃縮處理2.基本原理在一定條件下，向污水中通入空氣，以微小氣泡的形式釋放，使水中細(xì)小的SS粘附在氣泡上并隨之浮至水面而形成浮渣，達到固液分離的目的。

基本條件（三個）：①必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；②必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；③必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。有了上述這三個基本條件，才能完成浮上處理過程，達到污染物質(zhì)從水中去除的目的。2.基本原理3.氣浮工藝設(shè)備根據(jù)產(chǎn)生氣泡方法的不同，分為：電解氣?。悍稚⒖諝鈿飧。杭訅喝軞鈿飧。?.氣浮工藝設(shè)備——電解氣浮3.氣浮工藝設(shè)備——布?xì)鈿飧±脵C械剪切力，將混合于水中的空氣粉碎成微細(xì)氣泡，從而進行氣浮的設(shè)備。分類：葉輪氣浮設(shè)備射流氣浮設(shè)備3.氣浮工藝設(shè)備——加壓溶氣氣浮加壓溶氣氣浮設(shè)備是將原水加壓至（3～4）×105Pa，同時加入空氣，使空氣溶解于水，然后驟然減至常壓，溶解于水的空氣以微小氣泡形式（氣泡直徑約為20～100μm左右），從水中析出，將水中的懸浮顆粒浮于水面，從而實現(xiàn)氣浮分離。分為：（1）全部加壓溶氣氣?。?）部分加壓溶氣氣浮（3）回流加壓溶氣氣浮3.氣浮工藝設(shè)備——加壓溶氣氣浮全溶氣氣浮流程：將全部污水進行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置送入氣浮池進行固液分離。特點：電耗高；效率較好。3.氣浮工藝設(shè)備——加壓溶氣氣浮部分溶氣氣浮流程：將部分污水進行加壓溶氣，其余廢水直接送入氣浮池。特點：比全溶氣氣浮流程省電；溶氣罐的容積比較??；效率較小。3.氣浮工藝設(shè)備——加壓溶氣氣浮回流加壓溶氣氣浮流程：將部分出水進行回流加壓，廢水直接送入氣浮池。特點：適用于含懸浮物濃度高的廢水的固液分離；氣浮池的容積比前兩者大。4.壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成與主要工藝參數(shù)(1)壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣系統(tǒng)包括加壓水泵、壓力溶氣罐、空氣供給設(shè)備

(空壓機或射流器)及其他附屬設(shè)備。加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失二部分。影響填料溶氣罐效率的主要因素為：填料特性、填料層高度、罐內(nèi)液位高、布水方式和溫度等。

填料溶氣罐的主要工藝參數(shù)為：過流密度2500～5000m3／m2.d

填料層高度0.8～1.3m

液位的控制高0.6～