第4章 水的預(yù)處理及深度處理

第4章水的預(yù)處理與深度處理4.1概述4.2格柵與篩網(wǎng)4.3水的調(diào)節(jié)4.4水的預(yù)處理技術(shù)4.5水的深度處理技術(shù)4.6幾種預(yù)處理工藝簡介

思考題

習(xí)題

常規(guī)給水處理工藝，包括混凝、沉淀、過濾、消毒等。主要以去除水中的懸浮物、膠體和細(xì)菌等為目的，它對(duì)受污染水中的有機(jī)物、氨氮等污染物去除率很低。要提高飲用水水質(zhì)，必須進(jìn)行水的預(yù)處理或者深度處理。4.1概述return4.2格柵與篩網(wǎng)

4.2.1格柵

格柵由金屬棒或柵條按一定間距平行排列而成。設(shè)置格柵的目的是用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，防止水泵、排水管以及后續(xù)處理構(gòu)筑物的堵塞，保證處理設(shè)施和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，也降低后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。

return格柵分類按形狀分類：return

按柵條凈間隙e來分按清渣方式來分

return各種格柵及格柵除污機(jī)動(dòng)畫演示return各種格柵及格柵除污機(jī)動(dòng)畫演示return各種格柵及格柵除污機(jī)動(dòng)畫演示移動(dòng)臂式格柵初污機(jī)return各種格柵自動(dòng)機(jī)械格柵鋼絲繩牽引格柵WG型機(jī)械格柵各種格柵除污機(jī)弧形格柵除污機(jī)進(jìn)水泵房格柵除污機(jī)柵條形狀

有圓形、矩形、方形等。其中圓形柵條的水流阻力小，剛度較好，矩形柵條采用較多。表4-2格柵柵條斷面形式及尺寸格柵設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)參數(shù)

過柵流速：0.6～1.0m/s

柵前渠道內(nèi)流速：0.4～0.9m/s

柵前傾角：45°～75°，90°

水頭損失一般為：0.08～0.15m

柵渣量標(biāo)準(zhǔn)：與格柵間間隙大小有關(guān)

柵條間隙e16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水

30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水

柵渣含水率80%±，容重960kg/m3

當(dāng)柵渣量>0.2m3/日，則應(yīng)采用機(jī)械清渣return

柵槽寬度BB=S（n-1）＋en(m)

式中：n—格柵間隙數(shù)（個(gè)）

e—柵條凈間隙，mQmax—最大設(shè)計(jì)流量，m3/sα—格柵傾角；h—柵前水深（m）

v—過柵流速，m/s

格柵設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算return過柵水頭損失h1（m）

式中：h0—計(jì)算出來的水頭損失（m）k—水頭損失增大系數(shù)，k=3ε—阻力系數(shù)，格柵設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算return柵槽總高度H（m）

格柵設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算H=h+h1+h2（m）式中h—柵前水深，mh2—柵前渠道超高，m，一般h2=0.3m

柵槽總長度L（m）

式中：l1—漸擴(kuò)部分長度，ml2—漸縮部分長度，ml2=l1/2H1—柵前槽高，m，H1=h＋h2（m）return柵渣量W（m3/d)格柵設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算

式中：

W1—柵渣量標(biāo)準(zhǔn)（m3/103m3污水）

K總

—總變化系數(shù)return格柵設(shè)計(jì)注意點(diǎn)1.防止柵前壘水：柵后渠底應(yīng)比柵前渠底低h。2.二個(gè)平行格柵的設(shè)計(jì)。3.柵前渠道的斷面尺寸的確定：由柵前流速與柵前水深而決定return格柵設(shè)計(jì)篩網(wǎng)的各種形式4.2.3篩網(wǎng)轉(zhuǎn)筒篩網(wǎng)return篩網(wǎng)的各種形式篩網(wǎng)振動(dòng)篩網(wǎng)return篩網(wǎng)的各種形式篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)return截留污物的去除:填埋、焚燒、堆肥或粉碎機(jī)粉碎后返回廢水中return篩網(wǎng)

4.3水的調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)水質(zhì)調(diào)節(jié)水量水質(zhì)調(diào)節(jié)

return

水量的調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)池

水量調(diào)節(jié)池是一座變水位的貯水池，來水重力流，出水用泵抽，貯存盈余，補(bǔ)充短缺。

圖5-1水量調(diào)節(jié)池return

水量的調(diào)節(jié)對(duì)角線出水調(diào)節(jié)池折流調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池類型return廢水流量變化曲線

水量調(diào)節(jié)池return

生產(chǎn)周期T內(nèi)廢水總量WT（m3）

式中：qi——ti時(shí)段內(nèi)廢水的平均流量，m3/hti——時(shí)段,h

在周期T內(nèi)廢水平均流量Q（m3/h）

水量調(diào)節(jié)池return廢水流量累積曲線如圖5-3所示

水量調(diào)節(jié)池return（1）出水累計(jì)曲線OA，其斜率即為出水流量。

（2）池中水量變化曲線。

（3）水量調(diào)節(jié)池的容積確定：V（m3）

V=DB+CE

水量調(diào)節(jié)池return

不僅要求有足夠的池容，而且要求不同時(shí)段流入池內(nèi)的廢水都能達(dá)到完全混合?；旌戏绞剑?/p>

水泵攪拌混合用動(dòng)力混合空氣攪拌混合機(jī)械攪拌混合

用水力混合：

水質(zhì)調(diào)節(jié)池return物料平衡：C1QT+CoV=C2QT+C2V（5-8）式中：Q——取樣間隔時(shí)間內(nèi)的平均流量。C1——取樣間隔時(shí)間內(nèi)進(jìn)入調(diào)節(jié)池污物濃度。T——取樣間隔時(shí)間。Co——取樣間隔開始時(shí)調(diào)節(jié)池內(nèi)污物濃度。C2——取樣間隔終了時(shí)調(diào)節(jié)池出水污物濃度。V——調(diào)節(jié)池容積。當(dāng)在一個(gè)取樣間隔時(shí)間內(nèi)出水濃度C2不變，則（5-8）式為：

而調(diào)節(jié)池容積V=Q平均·t停留。

水質(zhì)的調(diào)節(jié)池普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池

穿孔導(dǎo)流槽水質(zhì)調(diào)節(jié)池如圖所示

同時(shí)進(jìn)入調(diào)節(jié)池的廢水，由于流程長短不同，使前后進(jìn)入調(diào)節(jié)池的廢水相混合，以均和水質(zhì)。

(1)調(diào)節(jié)池的容積實(shí)際要求的池容式中：η=0.7（容積加大系數(shù)）從廢水的水量水質(zhì)變化曲線圖表上選擇其流量和水質(zhì)濃度較高的時(shí)段。求其該時(shí)段的廢水平均濃度與廢水累計(jì)量。

水質(zhì)調(diào)節(jié)池return

（2）調(diào)節(jié)池工藝尺寸的確定：

先取有效水深1.5～2.0m，則池面積,定池寬、池長(3)水質(zhì)調(diào)節(jié)池的形式方形圓形點(diǎn)擊看示意圖均質(zhì)沉淀池：當(dāng)廢水中SS高時(shí)，則可采用均質(zhì)沉淀池。池側(cè)沿程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)池的污水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊?，達(dá)到與不同時(shí)序的污水混合的目的。

水質(zhì)調(diào)節(jié)池return分流貯水池：如果有偶然泄漏或周期性沖擊負(fù)荷，可設(shè)分流貯水池。

分流貯水池return

均量——池中水位應(yīng)變化→V池均質(zhì)——池中水應(yīng)混合→V池。二者之中取其大者。return

均質(zhì)均量調(diào)節(jié)池水泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌return

１－進(jìn)水２－集水３－出水４－縱向隔墻５－橫向隔墻６－配水槽return穿孔導(dǎo)流槽調(diào)節(jié)池

同心圓型調(diào)節(jié)池return4.4水的預(yù)處理技術(shù)

水的預(yù)處理方法主要有物理方法、物理化學(xué)和生物方法。預(yù)處理方法也可以分為氧化法和吸附法等。氧化法又可分為化學(xué)氧化法和生物氧化法。利用強(qiáng)氧化劑的氧化能力，去除水中的有機(jī)物，提高混凝沉淀效果稱為化學(xué)預(yù)氧化，它可以大大降低后續(xù)傳統(tǒng)工藝處理污染物負(fù)荷，提高整體工藝對(duì)污染物的去除效率。return4.4.1氯化預(yù)氧化常用的氧化劑有氯氣、臭氧和高錳酸鉀等?？梢杂糜诳刂埔蛩次廴井a(chǎn)生的微生物和藻類在管道或構(gòu)筑物內(nèi)的生長，也可以氧化一些有機(jī)物，提高混凝效果并減少混凝劑用量。但預(yù)氯化可能造成出水的毒理學(xué)安全性下降，有些氧化產(chǎn)物不易被常規(guī)處理去除，有的甚至可導(dǎo)致水的致突變活性增高。return4.4.2.吸附預(yù)處理

吸附預(yù)處理指利用物質(zhì)的吸附性能或交換作用，或改善混凝沉淀效果來去除水中污染物的技術(shù)，常用的吸附劑主要有粉末活性炭、粘土等。return4.4.3.生物預(yù)處理

生物預(yù)處理是利用微生物的生物氧化作用，達(dá)到去除水中的有機(jī)物、氨氮等污染物的目的。生物預(yù)處理工藝主要有生物接觸氧化、曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等。目前，生物接觸氧化和曝氣生物濾池應(yīng)用較普遍。return4.4.4.強(qiáng)化常規(guī)工藝

強(qiáng)化常規(guī)工藝是指在傳統(tǒng)工藝流程中，對(duì)其中任一工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化或優(yōu)化，進(jìn)一步提高它對(duì)水中有機(jī)污染物的去除效果。在常規(guī)給水處理工藝的混凝、沉淀、過濾、消毒單元中，主要采用強(qiáng)化混凝技術(shù)、強(qiáng)化過濾技術(shù)、改進(jìn)消毒方法等。return4.5水的深度處理技術(shù)

深度處理技術(shù)通常指在常規(guī)處理工藝后，對(duì)不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，提高飲用水的質(zhì)量。應(yīng)用較為廣泛的有臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧活性炭、膜技術(shù)、光催化氧化技術(shù)等。return4.5.1臭氧氧化

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在給水處理中應(yīng)用歷史悠久，最初用作消毒劑，控制色度或嗅味，現(xiàn)在又用于去除水中有機(jī)物。由于臭氧濃度的限制，不能將水中有機(jī)物全部無機(jī)化，但可將大分子有機(jī)物分解成小分子的中間產(chǎn)物。臭氧預(yù)處理的水經(jīng)氯化消毒后，醛、酮、醇、過氧化物氯化可能產(chǎn)生三鹵甲烷（THMs）等“三致”物質(zhì)。4.5.2活性炭吸附和臭氧活性炭

臭氧活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)，先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又繼續(xù)氧化的方法，在炭層中投加臭氧，可使水中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子，改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài)，增加了有機(jī)物進(jìn)入較小孔隙的可能性，使大孔內(nèi)與炭表面的有機(jī)物得到氧化分解，充分發(fā)揮活性炭的吸附作用，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)深度凈化。return4.5.3膜處理技術(shù)

膜法不僅去除污染物范圍廣，且不需要投加藥劑，設(shè)備緊湊，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。反滲透（RO）、超濾（UF）、微濾（