污水的物理处理

 本章主要讲解污水的物理处理方法：包括格栅、沉淀和气浮。着重介绍格栅的设计计算、沉淀池的原理和多种类型沉淀池的设计，以及气浮的原理及设计计算实例。

第一节 格栅和筛网

一、格栅的作用

作用： 在排水工程中用来去除可能堵塞水泵机组及后续工艺的管道阀门的较粗大悬浮物和漂浮物，并保证后续处理设施能正常运行。

污水中的悬浮物和漂浮物主要为：纤维、塑料制品、树枝、毛发等。被截留的物质称为栅渣。

二、格栅的构造及分类

1． 格栅的构造：

格栅是由一组 (或多组)相平行的金属栅条制成的框架，斜置于污水流经的渠道中，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质，如在进水泵站集水井的进口处、沉砂池的配水渠道上等。

2． 格栅的分类

按形状分为： 平面格栅、平面格网和曲面格栅；

按清渣方式分为： 人工清渣和机械清渣；

按栅间距大小分为： 粗格栅、中格栅、细格栅。

（ 1 ） 平面格栅

由栅条与框架组成，栅条一般采用断面为正方形、圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面和背水面均为半圆形的矩形等钢条制造，而框架一般为等边角钢或槽钢焊接而成。

圆形栅条的水力条件较方形好，但钢度较差；所以工程中较多采用断面为方形或矩形的栅条，但阻力略大。

平面格栅采用人工清渣，为方便清渣，安装角度以 30°～45°为宜，同时采用一定倾斜度在提拔时也较轻松，并 只适宜于小型污水处理厂 。

平面格栅的设计参数包括宽度 B、长度L、栅间距e、栅条至外边框距离b。一般高度H与沟渠顶相平或略低。栅条至外边框距离 。

（ 2 ） 平面格网

由格网、支撑钢条与框架组成，称平面格网。支撑钢条用来固定格网，格网一般采用编织不锈钢方格网或冲压圆孔格网制成，不锈钢网的目数根据污水中悬浮物的大小而定。框架一般也为等边角钢或槽钢焊接而成。平面格网也采用人工清渣，为方便清渣，安装角度以 30°～45°为宜，并只适宜于小型污水处理厂。

平面格网的设计参数主要包括宽度 B、长度L、栅孔径。一般高度H与沟渠顶相平或略低。

（3）水力斜筛

水力斜筛一般为固定型，筛网一般由筛条焊接而成，分平面筛或斜筛，筛间距一般为 0.3～2mm。筛条分断面为矩形和契形，契形非常适宜于反冲洗。

适用范围： 水力斜筛大量用于酿酒、印染、造纸、皮革等多种工业废水。 适合从低浓度悬浮液中去除固体杂质 ，当用于城市污水处理时（国内较少采用，日本教多），其去除 COD的效果相当于初沉池。

工作原理： 废水由进水管进入布水管，使流速降低，并使进水沿筛网宽度均匀分布，水经筛网垂直下落，水中杂质则沿着筛网斜面落下，落入下部的污物箱或传送带上。

（4）固定曲面式水力斜筛

筛面为倾斜面，由上而下分成三种倾角逐渐变缓，筛条为水平或略有弧度，间距为 0.25～1.5mm，筛网上部为配水箱，原水由水箱的顶部沿筛网宽度向外溢流，均匀分布于筛面上。水沿筛面过滤，由筛条流入筛面背后下部的出水箱，由出水管排出。固体杂质沿筛面下滑，落入渣槽，然后由螺旋输送机送走。

筛条一般为契形。

工作原理： 如下图所示，构造非常的简单不需要动力。首先利用废水水位差送至水槽，处理水经由堤堰通过整流板的整流使处理水均匀的流到波形网板。波形网板如下图所示，波形网板有三个不同的梯形斜面，在通过第一个斜面时大部分被脱水，在通过第二个斜面以进一步脱水，从网板表面分离出的固体物质被分离成一列通过第三个斜面进行最后的绞水和浓缩，通过重力进行脱水，又依靠自身的重力从网板上落下来，排出去。

为了使波型网板过滤机的网板脱水效果提高，段面使用了楔子型网条。为了防止堵

塞，采用了波型的网板，利用水粘性和表面的张力使处理物沿着弧线流动，而且集中在弧线上进行脱水。因此，网板的间隙通常处于被流向中间的弧型水流冲洗状态，网板本身具有自我清洗、网板不易堵塞的效能。在排水中含有有机成分，网板反面会因细菌繁殖而产生粘液，影响脱水效果，但是波型网板有可以从框架中反转过来的构造，用水或高压水枪清洗，可以简单的清除。

（ 5）旋转格筛

旋转格筛的特点是栅条呈筒形，分内滤和外滤两种形式。

a. 内进水旋转格筛

工作原理： 当含有纤维的废水以平行转筒中心线的方向由配水槽进入转筒内，经筒形筛网转筒过滤后的出水沿垂直于转筒中心线的方向通过筛网，转筒内筛网上拦截了水中的悬浮物，并随转筒旋转。栅渣由转筒内侧螺旋状导向板的作用下向筛筒另一端（出渣端）自动排出，由于废水与筛筒的反向相对运动，提高了过水率和减小固体物对筛网的附着力，从而大大提高了过滤和回收效率。

b．外进水旋转格筛

工作原理： 设备工作时，污水由水泵提升或由高位水槽从进水管 1进入进水缓冲室2，然后通过开有孔洞或条缝的稳流板3均匀流入布水室4，并依靠紧贴在带有过滤缝隙的过滤筒10外壁的长条布水板5将污水均匀且连续地分布于过滤筒10的上部外侧面上，拟要去除的尺寸大于过滤缝隙的细小砂粒和悬浮污物被阻挡在过滤筒10外侧，而过滤后的污水就透过滤筒上的过滤缝隙而进入滤筒内侧，并在重力作用下穿过下半部分滤筒而进入出水集水区13，然后由出水管14流出；被阻挡在滤筒外侧的细小砂粒和悬浮污物随着传动电机16带动下的过滤筒的旋转而被带离液面，并靠附着在滤筒外壁上水膜的表面张力作用下附着在过滤筒外壁，并在过滤筒的旋转下而转至紧贴在过滤筒10外壁的长条固定刮刀12处，由刮刀12将细小砂粒和悬浮污物刮下，从而起到去除污水中细小砂粒和悬浮污物的作用。

过滤筒上的过滤缝隙数量和缝隙宽度是根据额定的过水流量、流速和过滤精度确定的，同时，布水室 4中液面与长条布水板5之间与污水接触的过滤筒部分为有效过滤面积。在额定过水流量时，布水室4中的液面高度基本稳定在某个位置，而当进水流量超过额定流量时，污水流过有效过滤面积的阻力增大，导致布水室4中的液面升高，从而增加过滤筒的过滤面积，以保证使过滤有效进行；随着进水流量的不断增大，布水室4中的液面会不断升高，当液面升高至溢流导流板6处时，部分污水就会溢过溢流导流板6而进入溢流出水室7，并由溢流管8排出；溢流导流板6的顶部标高小于过滤筒10的上顶部标高，其高差通过计算确定，以确保污水不会溢过过滤筒10的上顶部而淹没整个滤筒。

（ 6）固液分离机（回转格栅）

固液分离机是一种可以连续自动拦截并清除流体中各种形状杂物的水处理专用设备。

工作原理： 该设备由一种独特的耙齿装配成一组回转格栅链，在电机减速机的驱动下，耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备上部时，由于槽轮与弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下。

按水流方向耙齿链雷同于格栅，在耙齿链轴上装配的耙齿间隙可以根据使用条件进行选择。当耙齿把流体中的固态悬浮物分离后可以保证水流畅通流过，整个过程是连续的，也可是间断的。

（ 7）钢丝绳牵引格栅除污机

①除污耙；②上导轨③电动机；④齿轮减速箱；⑤钢丝绳卷筒；⑥钢丝绳；

⑦两侧转向滑轮；⑧中间转向滑轮；⑨导向轮；⑩滚轮；⑩侧轮；⑥扁钢轨道。

（ 8）阶梯式格栅除污机

工作原理 : 阶梯格栅主要由电机减速机、动栅片、静栅片及偏心旋转机构等部件组成。偏心旋转机构在电机减速机的驱动下，使动栅片相对于静栅片作自动交替运动，从而将被拦截的固体悬浮物由动栅片主机、逐级从水中移至卸料口。其特点是彻底避免杂物卡阻、缠绕的烦恼，运行安全可靠、清除效果好。

（ 10）雨水格栅

三．栅渣量的确定

设置在污水处理厂处理系统前的格栅，栅条间距一般采用 16～25mm，最大不超过40mm。所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道系统的类型、污水流量以及栅条的间距等因素有关。一般可参考下列数据：

① 当栅条间距为16～25mm时，栅渣截留量为0.05～0.1m 3 ／10 3 m 3 污水。

② 当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.01～0.03m 3 ／10 3 m 3 污水。

栅渣含水率约 70%～80%，容重约750kg/m 3  

四．格栅设计和安装的一般规定

格栅的清渣方法，有人工清除和机械清除两种。每天的栅渣量大于 0.2m 3 时，一般应采用机械清除方法。 

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