工艺流程中构筑物及设备的比选.doc

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工艺流程中构筑物及设备的比选

1、格栅的选择

格栅设置在泵房集水井进口处或污水处理系统前的污水渠道中，用以截留污水中的悬浮物或漂浮物防止水泵、管道和后续处理构筑物的机械设备如孔口等被磨损，使后续处理流程能顺利进行，同时还可以减轻后续处理构筑物的处理负荷。

格栅的种类很多，可按不同的方式将其分类：

按栅条形状，可分为平面格栅与曲面格栅；

按栅条运动状态，可分为固定格栅与回转格栅；

按栅条间隙宽度，可分为粗格栅（一般16~40mm，特殊情况可达100mm）、细格栅（1.5~10mm）和超细格栅（0.2~1.5mm）；

按清渣方式，可分为人工清渣、机械清渣和水力清渣。

格栅的类型分析比较表

格栅类型

运动状态

平面格栅

曲面格栅

固定格栅

适用范围：

不同水位的污水渠道

适用范围广。

缺点：

机械清渣时需要安装除污机

适用范围：

水位较浅的污水渠道或格栅井。

缺点：

机械清渣时需要安装除污机

回转格栅

适用范围：

不同水位的污水渠道

适用范围广。

适用范围：

水位较浅的污水渠道或格栅井。

常用机械格栅适用范围及优缺点比较

类型

比较项目

臂式格栅机

链式格栅机

钢绳式格栅机

回转式格栅机

适用范围

中等深度的宽大格栅

深度不大的中小型格栅，主要清除长纤维、带状物

固定式适用于深度范围大的中小型格栅，移动式适用于宽大格

深度较小的中小型格栅

优点

维护方便、寿命长

构造简单、占地小

适用范围广、检修方便

结构简单、动作可靠、检修容易、重量轻。

缺点

构造较复杂、耙齿与栅条对位较难

杂物可能卡住链条和链轮

防腐要求高、检修时需停水

制造要求高、占地较大

由上面两表可知平面格栅与曲面格栅均可做成粗格栅或细格栅。

格栅的选用需根据具体的污水处理工艺来确定；可以选取粗、细中单独的一个或进行组合设置。

清渣方式中的人工清渣的格栅适用于小型的污水处理厂。

为保证清渣作业过程安全、可靠，格栅的安装角度以30°~60°为宜。

人工清渣的时间间隔较长，其格栅间隙的设计净面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道的有效面积的2倍。

机械清渣格栅主要应用于大、中型污水处理厂。

当栅渣量达到0.2m3/d时，为降低劳动成本、改善劳动与卫生条件，都决定了必须采用机械清渣的格栅。

机械清渣的格栅的安装角度一般为60°~90°，机械清渣的时间间隔较短，甚至可以进行连续的清渣作业，因此格栅间隙的设计净面积可取较小的安全系数，一般不小于进水渠道的有效面积的1.2倍。

选用格栅时需要控制的主要技术指标有有效深度（沟深）、有效宽度（栅宽）、栅条间隙、安装角度、进水水质、水温等。

根据以上的比较和叙述和进水水质水量以及后续处理工艺的考量，宜采用回转式平面格栅，采用机械清渣。

沉砂池的选择

沉砂池的作用

去除污水中相对密度较大的无机颗粒，不去除相对密度较小的有机颗粒。

工程设计中，沉砂池的设计原则及主要参数如下：

（1）城市污水处理厂一般均应设沉砂池，工业污水是否设置沉砂池，应根据水质情况而定。

城市污水处理厂的沉砂池的只数或分格数应不少于两只。

（2）当污水自流入池时，按最大设计流量计算；当污水由抽水泵送入时，应按工作水泵的最大组合流量进行计算；在合流制处理系统中，按降雨时设计流量计算。

（3）沉砂池去除的砂粒杂质一般以相对密度为2.65，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。

（4）城市污水的沉砂量可按照10万m3污水的沉砂量为3m3计（每立方米污水0.03L），沉砂含水率约为60%，重度1.5t/m3，贮泥斗的容积按2天的沉砂量计。

采用重力排砂时，贮砂斗斗壁倾角不小于55°。

（5）沉砂池的超高不宜小于0.3m。

（6）除砂一般宜采用砂泵或空气提升泵等机械方法。

沉砂经砂水分离后，干砂在贮砂池或晒砂厂贮存或直接装车外运。

由于排砂的不连续性，重力或机械排砂方法均会发生排砂管堵塞的现象，在设计中也应考虑水力冲洗等防堵塞措施。

人工排砂管直径不应小于200mm。

沉砂池的池型

沉砂池的池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流式沉砂池。

常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池，旋流式沉砂池。

常用的沉砂池比较

沉砂池类型

比较项目

平流式

曝气式

旋流式

构造

由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成

曝气沉砂池为狭长矩形，横断面接近正方形。

由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂提升管、电动机、传动装置和变速箱组成。

原理

污水由入流渠进入在狭长的矩形中流动过程中相对密度大的无机颗粒自然沉降，流入泥斗。

相对密度较轻的附着有有机物的细小颗粒随水流流出。

污水从一端进入后沿池子纵向流动，曝气产生的密度差使池内水流作旋流运动，两者叠加最终使污水呈螺旋流向前推进。

污水由进水口沿切线方向流入沉砂区，由转盘和斜坡式叶片带动旋转，在水流旋转产生的离心力作用下，污水中密度较大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗，较轻的有机物则被留在了污水中。

优点

截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排砂较方便。

可通过调节曝气量控制污水的旋流速度，使得除砂效率较稳定。

还对污水进行了预曝气。

去除沉砂表面附着有机物，沉砂效率高、占地小、能耗低、运行稳定、维护管理方便。

缺点

沉砂表面约附着15%的有机物，使沉砂易于腐化发臭，污染环境，增加后续处理难度，需配置洗砂机。

出水溶解氧较高，对于要求前级处理工序为厌氧或缺氧状态的生物处理工艺不理。

结构复杂、对设备的可靠性要求高，维护管理费用较高。

综合上述叙述及比较结果选取旋流式沉砂池作为一级处理中的沉砂池。

二沉池

二沉池设在生物处理构筑物（生物膜法或活性污泥法）之后，在活性污泥法中用于沉淀分离活性污泥并提供回流污泥。

在生物膜法工艺中，用于沉淀去除腐殖污泥。

二沉池在活性污泥法工艺中不仅要进行固液分离，还要将污泥进行一定程度的浓缩以供回流，而活性污泥的沉降性能又比较差，因此一般选用较低的表面水力负荷；二沉池在生物膜工艺中只需进行固液分离、不需要进一步浓缩，脱落生物膜又比活性污泥易于沉淀，所以一般可选用较高的表面水力负荷。

污水处理厂中常用的沉淀池为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和斜板（管）沉淀池。

表各种形式沉淀池性能特点和适用条件表

型式

性能特点

适用条件

平流式

优点：

1、可就地取材，造价低；

2、操作管理方便，施工较简单；

3、适应性强，潜力大，处理效果稳定；

4、带有机械排泥设备时，排泥效果好

缺点：

1、不采用机械排泥装置，排泥较困难

2、机械排泥设备，维护复杂；

3、占地面积较大

1、一般用于大中型污水处理厂；

2、进水含砂量大时作沉砂池。

竖流式

优点：

1、排泥较方便

2、占地面积较小

缺点：

1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；

2、施工较平流式困难

一般用于小型污水处理厂和工业废水处理站；

辐流式

优点：

1、沉淀效果好；

2、有机械排泥装置时，排泥效果好；

缺点：

1、基建投资及费用大；

2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；

3、施工较平流式困难

1、一般用于大中型污水处理厂；

2、在污水处理厂中可用作初沉池或二沉池

斜管（板）式

优点：

1、沉淀效果高；2、池体小，占地少

缺点：

1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；

2、排泥较困难

1、宜用于大中型污水处理厂

2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽

鉴于上述叙述以及前后构筑物的连接情况，二沉池选择辐流式沉淀池。

混合设备的比选

1、混合工艺的作用及要求

（1）混合的作用

混合的主要作用，是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以便进一步去除。

按目前的观点，脱稳过程需时很短，理论上只要数秒钟。

在实际设计中，一般不超过2min。

（2）混合要求

对混合的基本要求是快速与均匀。

“快速”是因混凝剂在原水中的水解及发生聚合絮凝的速度很快，需尽量造成急速的扰动，以形成大量氢氧化物胶体，而避免生成较大的绒粒。

“均匀”是为了使混凝剂在尽量短的时间里与原水混合均匀，以充分发挥每一粒药剂的作用，并使水中的全部悬浮杂质微粒都能受到药剂的作用。

2、混合设备原理及其设计参数和适用范围

A、水泵混合

水泵混合指药剂溶液加于水泵吸水管中，通过水泵叶轮高速转动达到混合效果。

不需设专门混合设施。

药剂一般采用泵前投加，为防止空气进入水泵吸水管内，必须没一个装有浮球阀的水封箱，对于投加腐蚀性强的药剂应注意避免腐蚀水泵叶轮及管道。

该方法适用于取水泵房距离处理构筑物150m以内的大、中、小型水厂。

B、管式混合

（1）管道混合

管道混合指将药剂直接投入水泵压水管中，利用管道内紊动水流达到混合目的。

要求：

①投药点至絮凝池的距离s≥50d（d为管径）；

②管内流速v＝1.2～1.5m/s；

③管内水头损失h≥0.3～0.4m（若h不足，可在管内设置文丘利管或孔板）。

（2）管式静态混合器

静态混合器是利用在管道内设置多组固定分流板（称混合单元）使水流成对分流，同时又有交叉和旋涡反向旋转，以达到较好的混合效果。

（3）扩散混合器

扩散混合器指在管式孔板混合器前设一锥形帽，利用水流的扩散、收缩在管内产生紊动而达到混合目的。

（4）管件混合

管件混合指利用异径管、弯头、三通等组成的管配件的混合作用达到混合目的。

C、机械混合池

机械混合利用搅拌装置使水和药剂在混合池内剧烈混合。

机械搅拌混合池的池形为圆形或方形，可以采用单格，也可以多格串联。

（1）搅拌装置

机械混合的搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透平式。

桨板式采用较多，适用于容积较小的混合池（一般在2m3以下），其余可用于容积较大的混合池。

（2）设计参数

混合时间控制在10～30s以内，最大不超过2min，桨板外缘线速度为1.5～3m/s。

混合池内一般设带两叶的平板搅拌器。

当H（有效水深）：

D（混合池直径）≤1.2～1.3时，搅拌器设一层；

当H：

D>1.2～1.3时，搅拌器可设两层；

当H：

D的比例很大时，可多设几层，相邻两层桨板采用90°交叉安装，间距为（1.0～1.5）Do（搅拌器直径）；

搅拌器离池底（0.5～0.75）Do，搅拌器直径Do＝（1/3～2/3）D，

搅拌器宽度B＝（0.1～0.25）D。

4、水力混合池

利用水流跌落或改变水流方向以及速度大小而产生湍流进行的混合称为水力混和。

需要有一定的水头损失达到足够的速度梯度，方能有较好的混合效果。

（1）涡流式混合池：

便于排渣，适用于混凝剂浓度低及投加石灰调整PH值的混合。

设计进口流速1~2m/s，出口液面上升流速0.20~0.30m/s，停留时间1.5min左右。

（2）跌水混合池：

可用于小型水厂，应保持0.3m以上跌落高度，出水管流速1~2m/s。

（3）水越式混合池：

适用于有较大跌水水头的水厂，当跌落高度>0.5m时，可使跌落后水流流速>3m/s，产生水越进行混合。

4絮凝

絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。

目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和机械搅拌絮凝。

表絮凝池的类型及特点表

类型

特点

适用条件