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北京市污水处理中的物理处理方法
 


物理处理方法
物理处理法是通过物理作用分离回收污水中不溶解的悬浮污染物(包括油膜和油珠),在处理过程中不改变化学性质。常用的有过滤法、沉淀法、浮选法等。
(1)过滤方法:用过滤介质拦截污水中的悬浮物。过滤介质包括筛网、纱布和颗粒,常用的过滤设备包括格栅、筛网、微滤器等。
1)格栅和筛网。在排水工程中,废水通过下水道流向水处理厂。首先,一组金属框架(格栅)、穿孔板或滤网(筛网)应由斜放在通道中的金属制成,以防止漂浮物或悬浮物通过,并被阻留在格栅、细筛或滤料上。
该步骤属于废水的预处理,其目的在于回收有用物质;初步漫清废水,有利于后期处理,减轻沉淀池或其它处理设备的负荷;保护抽水机械,避免因颗粒堵塞而发生故障。保护泵和其它处理设备。栅栏截取的效果主要取决于污水水质和栅栏间隙的大小。清除渣滓的方法有人工和机械两种。炉渣应及时清理处理。


筛网主要用于截取粒度在几毫米到几十毫米之间的细小悬浮杂物,如纤维、纸浆、藻类等。,通常由金属丝和化学纤维编织或穿孔钢板制成,孔径一般小于5毫米,最小可为0.2毫米。筛网过滤装置包括滚筒式、旋转式、转盘式、固定式振动斜筛等。无论什么结构,它都不仅可以截取污垢,还可以方便地卸载和清洁筛面。
2)颗粒介质过滤(又称彤、滤、惊料过滤)。当废水通过颗粒过滤材料(如石英砂)床层时,细小的悬浮物和肢体被截留在过滤材料的表面和内部间隙中。常用的过滤介质有石英砂、无烟煤、石榴石等。过滤材料在过滤过程中被物理截留、沉降和吸附。过滤效果取决于过滤材料孔径、过滤材料层厚度、过滤速度和污水性质。
当废水从上到下流过粒状过滤层时,位径较大的悬浮颗粒首先被截留在表面过滤材料的间隙中,使得该层过滤材料的间隙越来越小,逐渐形成一层主要由被截留的团体颗粒组成的过滤膜,起到主要的过滤作用。这种功能属于阻力截取或筛选功能。
废水通过过滤层时,许多过滤材料表面提供了巨大的悬浮物沉降的有效面积,形成了无数的小沉淀池,悬浮物容易在这里沉降。这种作用是重力沉降。
滤料表面积大,与悬浮物有明显的物理吸附作用。另外,砂粒在水中经常带有表面负电荷,可以吸附带正电荷的铁、铝等肢体,从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜,然后吸附带负电荷的胶土和各种有机物等胶体,与砂粒接触絮凝。
(2)沉淀法。沉淀法是利用污水中悬浮固体和水的相对密度不同的原理,利用重力沉降将悬浮固体从水中分离出来。根据水中悬浮颗粒的浓度和絮凝特性(即相互聚集的能力),可分为四种类型:
1)分离沉降(或自由沉降)。在沉淀过程中,颗粒互不聚合,单独沉淀。位置只受水中重力和水流阻力的影响,形状、尺寸和质量不变,降速也不变。
2)凝结沉淀(或称凝结沉淀)。凝结沉降是指在凝结剂的作用下,将废水中的胶体和微小悬浮物凝结成可分离的凝结体,用重力沉降分离去除。凝结沉淀的特征是在沉淀过程中,由于粒子接触碰撞而相互聚集形成大絮体,粒子的尺寸和质量随着深度的增加而增加,其沉淀速度也随着深度的增加而增加。
常用的无机凝集剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁和聚合铝,常用的有机凝集剂有聚丙烯冷凝剂等,也可以采用水玻璃、石灰等凝集剂。


3)区域沉降(也称为拥挤沉降和分层沉降)。当废水中的悬浮物含量较高时,颗粒之间的距离较小,聚合力可以使其集成成一个整体,一起沉降,颗粒之间的位置不变。因此,澄清水和混合水之间有明显的分界面,并逐渐向下移动。这种沉降被称为区域沉降。加入浊度水的沉降池和二次沉降池中的沉降(沉降中后期)大多属于这种类型。
4)压缩沉淀。当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时,颗粒相互接触和挤压。在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙中的水被挤出,颗粒群被压缩。压缩沉淀发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中,进展缓慢。根据水中悬浮物的性质,有两种设备:沉砂池和沉淀池。
沉砂池用于去除相对密度较高的元机颗粒,如水中的砂粒和煤渣。沉砂池一般设置在污水处理装置前,以防止其他处理污水的机械设备磨损。
沉淀池利用重力将悬浮杂质与水分离。它可以分离直径超过20~100m的颗粒。根据沉淀池中的水流方向,可分为平流、辐流和垂直流。
①平流沉淀池。废水从池的一端流动,水平流动,水中的悬浮物逐渐沉入池底,澄清水从另一端溢出。
②辐射沉淀池。池多为圆形,直径较大,一般在20~30米以上,适合大型水处理厂使用。原水通过进水管进入中心筒后,通过筒壁上的孔和周围的环形穿孔挡板,沿径向辐射流向沉淀池周围。由于过水截面增大,流速逐渐减小,颗粒沉降,澄清水从周围溢出,流入集水箱排出。
③垂直沉淀池。截面多为圆形,也有方形和多角形。水从中心管的下口流入池中,通过反射板的阻挡向周围分布在整个水平截面上,缓慢向上流动。沉降速度超过上升速度的颗粒沉入污泥斗,澄清后的水从周围的埋入口溢出池外。
在污水处理和利用方法中,沉淀(或浮游)法经常作为其他处理方法前的预处理。用生物处理法处理污水时,一般需要事先通过预沉池去除大部分浮游物质,减少生物化学处理时的负荷,但生物处理后的出水仍需经过二次沉淀池处理,进行泥水分离,保证出水水质。


(3)浮选法。将空气通向人体污水,以微小气泡的形式从水中析出,成为载体。污水中相对密度接近水的微小颗粒污染物(如乳化油)附着在气泡上,随着气泡上升到水面,然后用机械方法去除,使污水中的污染物从污水中分离出来。疏水性物质容易漂浮,亲水性物质不容易漂浮。因此,有时为了提高气浮效率,需要向污水中添加浮选剂来改变污染物的表面特性,使一些亲水性物质变成疏水性物质,然后气浮去除。这种方法叫做浮选。
气浮要求气泡分散度高,数量多,有利于提高气浮效果。泡沫层的稳定性应适当,便于浮渣稳定在水面上,不影响浮渣的运输和脱水。产生气泡的方法有两种:
1)机械方法。让空气通过微孔管、微孔板、带孔转盘产生小气泡。
2)压力溶解法。在一定压力下,将空气溶解在水中,达到饱和状态,然后突然减压,过饱和的空气就会以微小的气泡的形式从水中排出。当前废水处理中的气浮工艺多采用压力溶解法。
气浮法的主要优点是:设备运行能力优于沉淀池,一般只需15~20分钟即可完成固液分离,占地面积小,效率高;气浮法产生的污泥干燥,不易腐烂,表面刮擦,操作方便;整个工作是向水中通人空气,增加水中的潜解氧量,对去除水中有机物、藻类表面活性剂和臭味有明显效果,其出水水质为后续处理和利用提供了有利条件。
气浮法的主要缺点是耗电量大;设备维护和管理工作量增加,运行部分经常堵塞;浮渣暴露在水面上,容易受到风雨等气候因素的影响。
除以上两种气浮方法外,目前比较常用的还有电解气浮方法。
(4)离心分离。含悬浮物的污水在高速旋转时,利用悬浮颗粒(如乳化油)和污水所受的离心力不同,从而达到分离的目的。常用的离心设备有旋流分离器和离心分离器。

污水处理设备
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