水的深度处理工艺课程设计要点Word格式.docx

1、曝气生 物滤池通过在生物滤池底部或 下部加设曝气装 置 对污水进行处 理的技术，通过该技术处理的 污水基本上能够 达 到杂用水的标 准。污水深度处理技术中的膜 处理法和物理化 学 处理法包括混 凝技术、活性炭吸附技术、臭 氧法、膜分离技 术、 高级氧化法等 。这些污水深度处理技术适用 的范围不同，各 有 所长，又各有 所短，因此，在污水深度处理 过程中，要充分 照 顾到各种处理 技术的技术特点，扬长避短， 综合采用，为污 水 处理厂取得较 好的经济效益和社会效益打下 坚实的基础。（ 二） 污水深 度处理技 术的应用污水深度处理 技术是在污水预处理及主处理 的基础上，对 二级处理水用 物理化学处

2、理法 &生物处理法及 膜处理法去除二级出水中存留的细菌&重金属等危害人体 健康的有害及有毒物质，从而达到污水 的回收和利用的一种处理技术其典型处理流程 如表：序密处理疯喪1略關一囲节泄亠親擬沉淀1气承】Tt：苧氟化一滑毒2塔冊一调节池f紫演沉淀苴浮）f过虔f活注炭泊畫3恪柵歯弓池幸as況淀“膜处瑾“港青4幡榊4逓节型-一吸主化处理辽慮稱走5宅确-i周节也级生化处理f混灘沉淀T疼一活坯炭御蛊6略嘟加节也级生此处理-二级生化处理-滨蘭沉淀應f消焉7格节也生化处理-沉徒二镰生化处理-沉淀过粽一消鬲9枯徇一调爭述亠生*匕农埋亠軌堆亠滾专上表中物理化学处理法为第1、2、3种，生物处理法为4、5、6种，膜

3、处理法包含在3、8中。在深度处理技术运用过 程中，从便于 维修管理的角度对全厂实行功能分区，根据污 水 处理厂所处地 域夏季主导风向进行合理&科学的布置，要采 用绿 化带将污水处 理厂的各个功能不同的区域分割开来，在道路 佳 通保证消防需 要的基础上确保土地的合理利用，各个污水处 理 流程顺畅。（三）污水深度处理工艺及其选择经过对二级生 物处理后深度处理进出水水质分析，可以看 出，深度处理 工艺选择的方针为：在保证SS去除的同时运用化 学除磷方式控 制出水TP,按照这一原则，可以选择混凝、沉淀、 过滤或澄清等 物化法。最近用于深度处理的 新型的物化工艺 有 快速斜板沉淀 池、活性砂滤池 和纤维

4、滤池。1、混合混合是原水与 混凝剂进行充分混合的工艺过程, 是进行絮凝 和沉淀的重要 前提, 混合是混凝剂的水 解产物迅速混合到水体 的每一个细部 , 并使水中胶体颗粒脱稳的过程 。混合的方式有很 多种,常见的混 合方式有管式静态混合器混合 、机械混合、直列 式混合器混合 等 。（1）管式静态 混合器混合: 管式静态混合器 混合是在管道内设 置多节固定叶 片, 使水流产生 涡流反应,同时产生涡旋 反向旋转 及交叉流动 , 从而获得混合效果。它的优点维 护管理方便,不需 土建构筑物 , 在设计流量范围内混合效果较好 ,不需外加动力 设 备; 其缺点是运 行水量变化对混合效果的影响 很大, 水头损

5、失大 , 混合器构造较 复杂, 适用水量变化不大 的水厂。（2）机械混合 : 依靠外部机械供给能量, 使水流产生紊 流, 它的优 点是水头损失 较小,适应各种流量变化 , 能使药剂迅速 而均匀的 扩散至水体中 , 同时使胶体颗粒脱稳。缺点是 增加相应的机械设 备、需消耗电 能、同时也相应增加了机械设 备的维修及保养 工 作,管理维修比 较复杂。需要建混合池 ,增加占地,应用较少 。（3）直列式混合 器混合:它是利用水流 通过列管产生高频漩涡, 使 数种物料充分 混合, 它混合效果好、对 水量、水质的变化适应能 力强。构造简 单、制作安装方便、水头损失较小,较常规混 合方 式可节约药剂20%30

6、%，运行费用较低。直 接安装在管道上， 不占地。直列 式混合器在设计中引入了流体 微水动力学原理 来 控制混合微观 过程和宏观过程 , 在相同的水头 损失下, 大大提高 了直列式混合 器混合效果。研究结果表明:直列式混合器比 一般 混合器能够提 升混合效率和混合效果一倍以 上。它的主要原 理 是使水流通过 列管时, 在边界层表明: 直列式混合器比 一般混合 器能够提升混 合效率和混合效 果一倍以上。 它的主要原理是 使 水流通过列管 时, 在边界层的 作用下, 产生系列涡旋, 并在其后的 空间衰减 , 产生高频涡流, 从而使混凝剂复杂 的水解产 物与原水 中的胶体颗粒 得到充分混合。 直列式混

7、合器采用不锈钢材质 , 具 有强度高 , 耐腐蚀性强, 外型美观 , 安装方便、混合快速高效、低 能耗等特点。2、絮凝絮凝过程就是 使具有絮凝性能 的微絮粒相互碰撞, 从而形成 较大的絮粒 , 以适应沉淀分离的要求。为了达 到完善的絮凝 效果, 必 须具备两个主 要条件:一是具有充分絮凝能力的颗粒 ;二是保证 颗粒获得适当 的碰撞接触而又不致破坏的水 力条件。根据水 质、 水量、净水工 艺高程布置、沉淀池形式及维 修条件等因素确 定 絮凝池的形式 , 其形式很多: 折板絮凝池、机 械絮凝池、网格絮 凝池、星形絮 凝池等多种形式。（1）折板絮凝池 : 它是利用在池 中加设一些扰流单元以达到絮 凝

8、 所要求的紊流 状态, 使能量损失得到充 分利用, 能耗降低 , 停留时 间有所缩短。 折板絮凝具有多种型式,常用的有多通 道和单通道 的平折板、波 纹板等。折板絮凝池可布置成竖流式或平流式 , 目 前多采用竖流 式, 其絮凝效果 较好。折 板主要缺点是絮凝不 充分,形 成矾花颗粒较 小、细碎、比重小,沉淀性能差 ,造价较高 ,水力负 荷差 , 适于水量 变化不大的水厂。（2）机械絮凝池 : 机械絮凝池的 优点为絮凝效 果较好、水头损 失 较小、絮凝时间约为1215分钟。由于增加了机械设备，搅拌 桨的转速调整 可适应不同的水 量和水质, 但对机械设备质量 要求 较高、机械设 备维护量大、管理比

9、较复杂、 机械设备投资高 、 运行费用大。（3）网格絮凝池 : 是应用紊流理 论的絮凝池。 絮凝池分成许多 面 积相等的方格 , 水流上下交错流动, 直至出口 , 在全池约三分之二 的分格内 , 垂直水流方向放置网格或栅条 , 在水流通过 时, 形成了 良好的絮凝效 果。但当水量发生变化时将影 响絮凝效果 , 根据已 建的网格和栅 条絮凝池的运行 经验, 还存在末 端池底积泥现 象, 少数水厂发现 网格上滋生藻类、堵塞网眼现 象。（4）星形絮凝池 : 星形絮凝设备 主要原理是利用边界层脱离理 论 和颗粒碰撞的 惯性效应, 改变隔板的结构形式 , 同时改变翼片 的 形式,改变水流 流经翼片附近的

10、流态, 更加增 强了翼片控制能力, 在不同的水流 空间,当水流流经翼片后 , 在周围短时间 会形成准 均匀各向同性 紊流, 紊流中夹带了大量 尺寸、 强度一定的微小涡 旋, 在不断的流 动过程中, 茹可夫斯基升力的 作用导致 涡旋离开 原位置并进行 彼此碰撞,加大了颗粒的有效碰 撞次数, 有效地提 高了絮凝效果 。絮体颗粒碰撞、吸附,絮体本身产生 强烈变形, 使絮体中吸附 能级低的部分由于变形揉动作 用从而达到更高 的 吸附能级 ,并在通过设备后絮体变得更加密实 ,提高絮凝效果 , 缩 短絮凝时间。 由于星形絮凝池絮凝过程的可控程度提高 , 在水质 难处理期 ,仍可达到理想的絮凝效果,对微污

11、染水质,只要污染不 是很严重 , 应用絮凝沉淀工艺完全能够达到处 理要求。星形絮凝 设备采用改性PVC导流机构截面为星形，设置13片翼片，用 防水胶粘结 , 无螺丝等紧固件。具有强度高、 耐腐蚀性强、 外形 美观、安装方 便、絮凝效果好、低能耗、絮 凝时间短等特点 。 4、 沉淀水处理中的沉 淀工艺是指在重力作用下悬浮固体从水中分离 的过程 , 它能去 除 80 99以上的 悬浮固体 , 是主要的净水 构 筑物之一。沉 淀池的常用形式有很多:平流沉淀池、 斜管沉淀池、 V 形沉淀池等 。（1）平流沉淀池 : 它的优点是构 造简单、操作 管理方便、施工 较 简单, 它的缺点 是平面面积大、机械排

12、泥设备 维护较复杂、土建 费用高、沉淀 效率低。（2）斜管沉淀池 :它占地面积小 、沉淀效率高, 但需要耗用较 多的 斜管、老化后 需定期更换、增加运行费用、 对原水水质变化 的 适应性较差 , 排 泥效果较差。（3）V 形沉淀池 :V 形沉淀设备 主要原理 是综合 利用沉淀机理 和接 触絮凝机理完 成沉淀区中颗粒的分离过程。 设备在充分利用 沉 淀机理和接触 絮凝机理的基础上完成沉淀池 中颗粒与水体的 分 离, 通过对沉淀 设备内水流流道的合理设置 , 在流道内部实现矾 花重力同水流 顶托力及相关作用力动态平衡 ,增强接触絮凝 沉淀 作用,使沉淀效 果更佳。该设备斜板材质为乙 丙共聚,连接方

13、式 采用热熔焊接 , 连接牢固。它是根据浅池理论 , 利用设备截面 差, 造成沿重力方 向的速度差, 从而在上向 水流的顶托作用下, 斜板 沉淀单元内部 形成一定厚度的具有自我更新 能力的絮体粒子 动 态悬浮泥渣层 , 利用接触絮凝和沉淀原理提高 沉淀去除率及沉淀 负荷。斜板的 材料为乙丙共聚, 它具有外部美 观、表面光滑、有 利于排泥、表 面负荷高、上升流速大、沉淀效果好等特点 , 同时 它继承了普通 斜板和斜管的优点, 也摒弃了两 者的缺点。 5、 快速斜板沉 淀 池快速斜板沉淀池（ACTILFO的工作原理如图 I所示它是一 种紧凑型的沉 淀池，利用了微砂作为絮凝体 的内核。微砂使 絮 凝

14、体的比重增 大从而使絮凝更容易沉淀，这样就大大地提高 了 絮凝的效果而 缩减了沉淀池的占地面积。它包括混凝、微砂 投 加、絮凝（熟 化）、高速斜管 沉淀、微 砂循环和污泥排放几 个过 程。图1快速斜板沉淀池的工作匣理團1）混凝混凝过程在ACTIFLO前部的混凝池中 进行，混凝反应是整个处 理系统的关键 步骤，混凝剂投加后不但去除SS而且与污水中 的P反应形成沉淀去除P,BODCO或随着SS的去除而去除。2） 微砂投加该工艺投加粒 径在125un 150um的微砂并不断循环更新，以提供大的接触面 积而强化絮凝，并起压载作用以提高絮体沉淀 的 速度。3） 絮凝絮凝是一种物 理机械过程，在这一过程中

15、，由于物理搅拌作 用 和分子间的作 用力使絮凝体增大以利于沉淀投加阴离子高分 子助凝剂作为混 凝剂的助凝剂，起到吸附架桥作用以提高絮凝 效 果。4）沉淀 由于有微砂作 为加载物，而且应用异向流斜 管，沉淀作用得 以 提高。在沉淀 过程中，来自絮凝池的水从斜 管下部进入沉淀 池 并上向流通过 ，颗粒和絮体沉淀在斜管表面 并由于重力作用 下 滑跌落到池底 。刮泥机上的栅条可以提高污 泥沉淀效果，刮 泥 机慢速旋转并 把污泥连续地刮进中心集泥坑 。澄清水通过集 水 槽收集。为了 有利于在小水量时水流的分配 ，集水槽上的出 水 堰可以采用梯 形或矩形的形状 。5）微砂循环和 污泥排放微砂随污泥沉 淀在

16、沉淀池中，循环泵把微砂 和污泥输送到水 力 分离器中在离 心力的作用下，微砂和污泥进 行分离：微砂从 下 层流出直接投 加到投加池中，污泥从上层流 中溢出然后通过 重 力流流向反冲 洗废水池。微砂的粒度系数和 水力分离器的选 择 性能保证了微砂的分离 和循环。微砂和污泥的循环量 与进水量之比为3%-12 %。沉淀池的微砂浓度为2000mg/L-7000mg/L。运行 中存在砂的损 失，典型的微砂 损失量 为处理 1 m 水3 量损失 1g-3g 微砂，这个损 失可以每周进行投加补充。ACTIFLO沉淀池虽然 沉淀效果好， 但由于加药量大，设备多，工 程造价比较高。 6、活性砂滤池活性砂滤池系

17、统由锥型滤砂导 向装置，内部过滤单元，进水 管道，水流分 配器，滤液出水管道， 冲洗水 出水管，空压机 和 控制系统等组 成。其工作原理如图 2所示待滤水由原水入口 ， 经进水管道和水流分配器流出，通过砂层时SS被截留，滤液通 过集水槽收集。在活性砂滤池过滤过程中，可以同时反冲洗。 反冲洗是由压 缩空气进入池中心的空气提升泵，将砂提到洗 砂 器，在波浪形 的洗砂器中砂相互摩擦，将砂表面的污物摩擦 下 来，污物从废 液排除口排出。砂又重新落入砂层，成为干净 的 砂。活性砂滤池的 运行参数见表1活性砂滤池与 普通砂滤池相比，它能够在反冲洗时连续过滤，而普通砂滤池 在反冲洗时必须停止过滤，过滤不能连

18、续进行。 此外，活性砂 滤池的冲洗水量少，过滤水头损失小。Fi-Si活性砂谑池的1屮原理图表1活性秒濾池的迖行参数览行參数“Ota蚯290014（）压NT空气18力丹n.fi；即门加*：X然均励折奠砂.1叢吨秤1 2 2.07、纤维转盘滤池1）纤维转盘滤 池由用于支撑滤布的垂直安装 于中央集水管 的平行过滤转 盘串联起来组成一套装置过滤转盘数量一般为2 个-20个，每个过滤转盘是由6小块扇形组合 而成。每片过滤 转盘外包有纤 维毛滤布，它是纤维转盘滤池的过滤介质，由 有 机纤维编织而 成，而其绒毛状表面由尼龙纤维编织，同时以聚 酯纤维做为支 撑体。在干燥状态下，纤维毛呈直立状态，浸 湿 后，纤

19、维毛便 会耷拉下来，形成滤布介质为3mm-5mr的有效过 滤深度，且当 量孔径只有10um可以使固体粒子在 有效过滤厚 度中与过滤介 质充分接触，将超过尺寸的粒子俘获.滤布的深度 能够存储俘获 的粒子，减小反冲洗流量，同时还可减少正常 运 行时水头损失。反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门 组 成，排泥装置 由排泥管、排泥泵及阀门组成，排泥泵与反洗 水 泵为同一水泵。在反洗状态下，与反抽吸装置相靠近的纤维 毛 又会直立起来，方便纤维毛中的杂质排出，可以清洗彻底。2）纤维转盘滤 池的运行状态包括：过滤、反 冲洗、排泥状1过滤：外进 内出，即污水重力流从外面进入滤池，使滤 盘全部浸没在 污水中。

20、污水通过滤布过滤。 过滤液通过中空 管 收集后，重力 流通过出水堰排出滤池。整个运行过程中过滤 均 为连续的，即 便在清洗过程中，过滤仍在进行。2清洗：过滤 中部分污泥吸附于纤维毛滤布中，逐渐形成 污泥层。随着 滤布上污泥的积聚，滤布过滤 阻力增加，滤池 水 位逐渐升高。 通过设置在滤池内的压力传感器监测池内液位 变 化，当该池内 液位到达清洗设定值（高水位）时，PLC即可启 动反洗泵，开 始清洗过程。反洗时间和周期 可以调整。滤布 上 的污泥通过反 抽吸装置，经由反洗水泵，排出进入厂区排水 系 统。清洗时， 滤池仍可连续过滤。过滤期间，过滤转盘处于 静 态，有利于污 泥的池底沉积。清洗期间，

21、过滤转盘以0.5r min-1r min 的速度旋 转。反洗水泵负压抽吸滤布表面， 吸除滤布上积 聚的污泥颗粒， 过滤转盘内的水自里向外被同 时 抽吸，并对滤 布起清洗作用。3排泥：纤维 转盘滤池的过滤转盘下设有斗形池底，有利 于池底污泥的 收集。污泥池底沉积减少了滤 布上的污泥量， 可 延长过滤时间 ， 减少反洗水量。经过一设定的时间段，启动 排 泥泵，通过池 底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其 中 ， 排泥间隔时间 及排泥历时可予 以调整。3）纤维转盘滤 池的独特设计使其具有诸多优 点：1出水水质好 ，耐冲击负荷纤维转盘滤池 截留效果好，在进水SS浓度不大于20mg/L 的情况下，出

22、 水SS浓度可小于5mg/L过滤与反冲洗 同时进行， 瞬时只有池内 单盘的 1面积在进行 反冲洗，反冲洗 过程为间 歇过滤是连续 的，抗冲击负荷 能力强。2占地面积小与传统的深层 过滤单元不同的是：传统过滤设备内水流一 般从上至下， 或从下至上流动，属于平面方向过滤，纤维转 盘 滤池则将过滤 面竖直起来，水流从左右方向流动，因此很多 过 滤面可以并排 布置，可以在保证过滤面积足够大的前提下减 少 占地面积3设备闲置率 低，总装机功率 低所有滤盘几乎 总处于过滤状态，设备闲置率 低。整个过滤 装置需要用电 的只有驱动电机、反洗水泵和电动阀，驱动电 机 功率仅为0.55KW-0.75KW反洗水泵功

23、率仅为2.2KW，总装机功 率很低，例如 对于处理量为4X 10 h3/d的纤维转盘滤池总装 机功率约为10KW这个优点对于改造项目尤其突出，对污水 处 理厂来说，用 电方面可以不用 扩容。4清洗彻底， 无 需预 加氯现有的滤布结 构及反冲洗频率和强度使得本过滤设备的运 行基本不受藻 类滋生问题的影响。首先，滤布结构为大孔隙 支 撑层及纤维毛 层，反抽吸时， 在反抽吸口处纤维毛会完全直 立 起来，清洗比 较彻底，残留很难累积。再次，本过滤设备的 反冲洗频率一般 为60min 次，比较密集，且 反冲洗强度较大，为333L/ （ S ）,使得藻类滋生非常困难,因此不需要在 滤 池前预加氯。以上三种

24、可用 于污水深度处理的物理（物化）法中，快速 斜板沉淀池由于投药量大，设备多，造价和运行费用都高，不 具备明显的优 势，活性砂滤池可以按照模块设定单元数组合 建 设，构筑物为一整体，占地面积小。纤维转盘滤池也是模块 化 设计，可以按照处理规模设备成型化、产品化，工程施工简单， 使用方便。后 两种滤池的过滤都是连续的，反冲洗水头损失 少， 反冲水量小，建议在污水深度处理中根据具体工程的实际情 况 选用。最后，我国对 污水深度处理技术的发展非常重视，政府部 门针对污水处 理出台了一系列的强制性标准和优惠政策，支 持 污水深处理技术的发展。并投入大量的专项资金用于污水处理 厂的建设和开 发污水深处理技术。为推动污水深处理技术的 发 展，扩宽污水 处理厂的资金来源渠道，培育一批具有示范意 义 的污水处理厂 项目，政府有关部门的政策倾斜，宽松的市场 发 展环境，都令 污水深处理技术市场前景乐观。