废水处理物理处理单元技术与操作管理

1 . 均和调节 1.1均和调节作用无论是工业废水，还是城市污水或生活污水，排出的废水水质和水量在24h内是不均衡的。一般来说，工业废水的波动比城市污水大，中小型工厂的波动就更大。这种变化对废水处理设备正常发挥其净化功能非常不利，甚至还可能使废水处理系统处于瘫痪

1 . 均和调节

1.1均和调节作用

无论是工业废水，还是城市污水或生活污水，排出的废水水质和水量在24h内是不均衡的。一般来说，工业废水的波动比城市污水大，中小型工厂的波动就更大。这种变化对废水处理设备正常发挥其净化功能非常不利，甚至还可能使废水处理系统处于瘫痪状态。因此，一般在废水处理系统之前应设置均和调节设施，以保证系统的正常运行。此外，酸性废水、碱性废水以及短期排出的高温废水等也可以通过调节池中和、平衡。归纳起来，调节设施的作用大致有以下几点： (1) 减少或防止冲击负荷对处理设施或设备的不利影响； (2)中和酸碱废水，控制 pH 值；(3)调节水温： (4)防止高浓度有毒物质进入生物处理系统； (5) 当处理设备发生故障时，起临时事故储水池作用。

1.2调节池

均和调节是用以尽量减小废水处理厂进水水量和水质波动的过程。其构筑物为调节池或称均和池。调节池的型式和容量的大小，随废水排放的类型、特征和后续污水处理系统对调节、均和要求的不同而异。如果只是用来调节水量，则只需设置一个简单的均量池，如图3-1所示，图中H 为有效水位。常用的均量池实际上是一座变水位的贮水池，来水为重力流，出水用泵抽。如果调节池作用是使废水水质达到均衡，则应用构造亦不复杂的异程式均质池，如图3-2所示。该池为常水位，重力流，池中水流每一质点的流程由短到长，使前后时程的水得以相互混合。

我国近年来也有将沉淀池与均质池相结合的做法，在这种池中，均质作用主要靠池沿的沿程进水，使同时进池的污水转变为前后出水，达到与不同时序的污水混合的目的。池中设泥斗及刮泥机，与一般沉淀池相同。根据运行实测结果看，均质效果也相当好。但是要避免这样一种误解，认为沉淀池也可起均量或均质的作用，实际上沉淀池的作用主要是分离固体，既不能均量，均质的作用也很小，且无保证。

1.3调节池的混合

为了保证调节效果，通常进行混合，通过混合与曝气，防止可沉固体在池中沉下来和出现厌氧情况，同时还有预曝气的作用，改进初沉效果。减轻曝气池负荷。常用的混合方法包括水泵强制循环、空气搅拌、机械搅拌、穿孔导流槽引水等，一般工程上常用空气搅拌方式。

1.4操作管理

调节池前一般设有格栅等除污设施，但池中不可避免截留有大量可沉杂物，应及时清除。兼具生化预处理时，应按时排出剩余污泥。

2 . 筛除

2.1筛除作用

筛除是格栅和筛网的简称。筛除设备通常是指由金属栅条构成的格栅和金属筛(网) 设备，用于废水的前处理作业，用以去除废水中较大的悬浮物、飘浮物、纤维物质和固体颗粒物质。减轻后续废水处理的负荷，保护水泵、管道、仪表等，从而保证处理系统的正常运行。清除格栅和筛网上污物的方法分人工清除与机械清除两种，当污染物量大时，一般应采用机械清查以减少工作劳动量。

2.2筛除类型

格栅按栅条间隙，可分为粗格栅(40 mm 以上)、中格栅(10～40 mm ) 和细格栅 (4 ～ 10 mm ) ; 按栅渣清除方式，可分为人工清除格栅、机械清除格栅和水力清除格栅。筛网有转盘式、震动式、转鼓式及旋转式。典型构筑物如图 3-3及图3-4所示。

2.3 操作管理 ,

(1)清污间隔不能太长，不要等格栅上的垃圾积得很多时才清除，那样，耙齿不易插入栅隙，尤其是依靠重力插入的齿耙；

(2)该加注润滑油的部分要经常检查和加油；

(3) 注意避免钢丝绳错位，当发现钢丝绳已断股或损伤时，应及时换掉；

(4) 注意齿耙的位置，当倾斜或搁刹时不要强行开机，以免损坏机器；

(5) 经常检查电气限位开关是否失灵；

(6)及时油漆保养。

栅渣很脏很杂，它包括塑料薄膜、粪便、纱头、草纸、小木片等。贮存、运输、处理栅渣是件很麻烦的事情。刚捞上来的栅渣含水率达80%以上。因此，在格栅平台上应让其滤去些水分，然后车运出去。人工清运栅渣是劳动强度较大和卫生条件最差的工作之一，必须加强劳动保护工作。栅渣的贮存地必须采取卫生和灭蚊蝇等措施。栅渣的最终处置方法有堆放空地、填埋和焚烧3种。如果城市垃圾处理部门能接受，送入城市垃圾处理也是一种妥善的办法。

3 . 沉淀

3.1沉淀作用

沉淀是利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒从水中去除的操作，这种方法简单易行，分离效果良好，是废水处理应用最广泛的单元操作之一。在各种废水处理系统中，沉淀的作用有所不同，大体有以下几个方面：

(1)作为生物处理和化学处理的预处理；

(2)用于生物处理和化学处理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥或生物膜；

(3)用于污泥的浓缩脱水；

(4)用作灌溉农田前的预处理。

3.2沉砂池

3.2.1 沉砂池的作用

沉砂池的作用是丛废水中分离密度较大的无机颗粒，如砂粒、炉灰渣、煤屑、果核等。它一般设置在泵站、沉淀池之前，用于保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。

3.2.2 沉砂池的类型

沉砂池的类型按池内水流方向的不同，可分为平流式和竖流式，近年来曝气沉砂池在国内也有应用。

(1) 平流式沉砂池平流沉砂池是最常用的一种形式，废水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂池斗组成，该池构造简单、截流效果好、工作稳定、排砂方便，如图3-5所示。

(2) 曝气沉砂池，普通平流式沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池可在一定程度上克服这一缺点。由于曝气的作用，水流在池内呈螺旋状前进，增加了无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦的机会，把表面附着的有机物除去，使沉砂中的有机物含量低于10%,见图3- 6所示。该池的优点是沉砂中有机物含量低，不易腐败，有预曝气作用，可脱臭，改善水质，有利于后续处理。

(3)涡流式沉砂池污水切线进入，受挡板作用向池底，继而在向心力和旋转桨板推动下，形成复杂涡螺流态。污水在池壁处向下，至池中心转而向上，密度小的有机物在池中心随污水排出，砂被推向池底中心砂斗推出。通过调节旋转板的转速，可除去其他形式的沉砂池难以去除的细砂，如0.1 mm 以下的砂粒。竖流式沉砂池处理效果差，很少在工程中使用。

3.2.3 沉砂池的操作管理

(1)在沉砂池的前部，一般都设有细格栅，细格栅上的垃圾应及时清捞，格栅内外的水位差不应大于20 cm, 如果垃圾不及时清捞，栅前水位可能升高到漫溢的程度。为了防止此类事故，在栅前宜装有水位警报器。不准用格栅上部开小孔的方法来防止漫溢，此类小孔能让大块垃圾溜入构筑物，从而影响后续处理的正常进行。

(2)在一些平流沉砂池上，常设有浮渣挡板，挡板前浮渣应每天捞清。

(3)沉砂池的最重要操作是及时排砂。对于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。排砂时，应关闭进出水闸门，逐一打开排砂闽门，把沉砂池排空。若池底仍有杂粒，可微微打开进水闸门用污水冲清池底沉砂。排砂机械应经常运转，以免积砂过多引起超负荷。排砂机械的运转间隔时间根据砂量及机械的能力而定。

(4)曝气沉砂池的空气量应每天检查和调节一次，调节的依据是空气量仪表。如果没有空气量仪表，可测表面流速。曝气沉砂池的旋流速度是很难测定的，但其表面流速可用浮标测得，旋流速度比表面流速略小些(例如打七五折)。

(5)每周至少一次对进、出水闸门及排渣闸门加油，清洁保养。每年定期油漆大保养。对装有机械设备的设施，每次交接班时要检查性能，保证随时都能正常运转。操作电动闸门时，操作人员不得离开现场，要密切注意电动闸门运行情况。如有异常现象，应立即关闭电源，查明原因，排除故障，才能继续运行。

(6)沉渣应定期取样化验，主要项目有含水率及灰分。沉渣数量也应每天记录。

(7)各种刮砂机操作保养方法不同，但有几个共同点应注意：①经常检查和加油； ② 减速器连续运行一段时间后彻底换油；③运行时注意紧固状态、温升、振动和噪音情况；④及时油漆防锈；⑤由于某些原因，数天未开刮砂机，一旦要重新启动时，必须探明沉砂淤积情况。如淤积过多，超过刮砂机的承受能力，必须设法排除淤积沉砂后再开刮砂机。

(8)沉渣的处理问题，刚推出的沉渣含水率很高，因此一般在沉砂池下面或旁边应设集砂池。集砂池墙上从上到下有撇水孔或缝。用竹篦或带孔塑料板挡住，水分通过小孔或缝流走，沉渣的含水率可降到60%～70%,为了使沉渣中有机物进一步减少，国外有些污水处理厂用淘洗设备，通过淘洗的沉渣用于填洼地或堆放于空地。

沉渣的最终处置也很麻烦。沉渣包括石子、砂、煤渣、草纸、纱头、布条、虫壳、瓜子壳、香烟头等数十种杂物。在生活污水为主的污水处理厂，即使是曝气沉砂池，沉渣中往往仍含有大量有机物，其灰分常在50%以下，又臭又脏，目前常用填埋法处理。在某些合流和有较多工业废水的工厂，沉渣灰分略高些，一般可堆置于荒地或专用场地处理，有些地方可用于黏性土壤施肥以增加土壤的疏松程度。

沉砂池的运转故障较少。重力排砂的沉砂池如操作失误，有可能引起排砂口堵塞。操作失误主要是指排砂间隔太长，数天或数周不排砂，沉砂结成块而堵塞排砂口。沉砂池排砂管太长、转弯或起伏太多也容易引起管道堵塞，因此一般集砂池总是紧靠在沉砂池边上，以减少排砂管长度。由于沉砂池上臭味浓，气体腐蚀性强、沉砂池附属的机电设备比较容易损坏(如刮砂机和闸门启闭器锈蚀损坏),因此，对沉砂池附属机电设备的保养应予加强。

3.3沉淀池

3.3.1 类型

沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。用于生物法中作预处理的称为初次沉淀池，对于一般的城市生活污水，初次沉淀池可以去除约30%的BOD ? (5日生化需氧量) 及55%的悬浮物。设置在生物处理构筑物后的称为二次沉淀池，是生物处理工艺中的一个组成部分。沉淀池按水流方向来划分分为平流式、竖流式及辐流式3 种。每种均包括5个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。

(1)平流式沉淀池池型呈长方形，废水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出，通常在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底有坡度，倾向贮泥斗，

如图3-7及图3-8所示。

(2)竖流式沉淀池池形多为圆形，亦有呈方形或多角形的，废水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池墙四周，故水的流向基本由下向上。污泥贮积底部的污泥斗。如图3-9 所示。

(3)辐流式沉淀池池形多呈圆形，小型池有时亦采用正方形或多角形。池的进、出口布置基本上与竖流池相同，进口在中央、出口在周围。但池径与池深之比，辐流池比竖流池大许多倍。水流在池中呈水平方向向四周辐流，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥(或吸泥)机械排除，如图3-10所示。

近年来，一些大型废水处理厂采用了周边进水周边出水方式的辐流式沉淀池，取得了预想的效果。入流区进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，有利于均匀布水。同时，进水下降管深入水面下接近水底深度处，距进水孔有一段较长的距离，有利于悬浮颗粒的沉淀，如图3-11所示。

3.3.2 各种沉淀池的特点及适用条件(见表3-1)

3.3.3 沉淀池的操作管理

(1)取水样取水样既是初沉池管理的需要，也是衡量全厂水质的必须的操作。对初沉池来说，进水、出水都应取样分析，以测定其处理效果。

(2)撇浮渣浮渣用漏水勺捞起。注意不应丢入出水中，应专门收集处置。在带机械刮泥机的辐流沉淀池中，有浮渣撇除装置。浮渣撇入集渣斗后，往往难以自流出斗，需要用水冲走或人工捞出。浮渣不宜投入排泥井，浮渣中的塑料物品常引起污泥泵的堵塞。

(3)排泥排泥是沉淀池管理中最重要的操作，初沉池排泥一般间歇进行，二沉池则连续回流。初沉池排泥操作的两个要点是掌握排泥间隔时间和堂握每次排泥的持续时间。间隔时间太长，则污泥可能积累厌氧发酵而上浮；持续时间太长，则增加了排泥含水率，增加了污泥处理构筑物负担。排泥间隔时间在冬天长些，夏天短些，一般间隔时间为 8 ～ 12h,冬天少数池也可24h。排泥持续时间与排泥间隔时间有关，每一个初沉池都应在试转中摸清排泥持续时间，一般持续时间仅几分钟或十几分钟。务必使排出污泥的平均含水率在97%以下。重力排泥的初沉池必须保证足够的排泥水头。按我国设计规范要求，初沉池重力排泥的水头不小于1.5m。数座初沉池排泥，宜逐个进行，并逐个监视。每个初沉池排泥时是否要切断进水，这无关紧要。

(4)清洗初沉池的出水堰应定期用射水冲洗。挂在齿堰上的污物应及时清除，走道和栏杆也应保持清洁。

(5)校正堰板堰板应保持水平，但使用若干年后，由于不均匀沉降等因素，堰板常发生倾斜，有的堰口出水过多，有的出水过少，甚至不出水，这时应校正堰板使成水平。这一工作是十分困难的，校正螺丝常生锈而拧不动，可调堰板就成了不可调堰板了。使用不锈螺丝或铜螺丝能基本解决这一困难。

(6)机件油漆保养初沉池栏杆、排泥阀、配水阀及其他铁件易生锈，故需经常油漆保养。

(7)刮泥机检查、保养2 h 巡视一次运行情况，巡视内容为：机件紧固状态、运转部位的温升、振动和噪音、撇渣板的运行情况等。每班检查一次减速器润滑油情况，连续运行3个月全部更换润滑油一次。驱动链轮和链条经常加油，其他润滑部分也应注意油量是否适宜。

初沉池运行一般比较稳定，可能发生的麻烦主要有：腐化污泥上浮，集渣斗排不出浮渣，排泥管堵塞。在夏季，少量腐化污泥上浮几乎难以避免，当腐化污泥上浮现象较严重时，应分析原因并采取改进措施。首先应检查池子的结构，然后检查排泥间隔时间和排泥连续时间适当否。结构原因包括：污泥斗倾角是否大于60°,污泥斗壁是否光滑，排泥管是否伸到斗底，刮泥机刮板离池底是否太高，离池壁距离是否太大，在池中的粗管道和构件是否有积泥，若有积泥，可做尖顶等。上述结构因素都可能引起污泥滞积而腐化上浮。辐流式沉淀池的集渣斗常常排不出浮渣，这一麻烦目前还没有好的办法，只能用水冲，用人工捞。目前有些设计将浮渣排入排泥井，这是不妥的，因为浮渣中塑料纸等杂物易使污泥泵堵塞。排泥管堵塞也是常见故障之一，尤其是重力排泥的沉淀池。发生堵塞的原因也有结构缺陷和操作失误两方面。结构缺陷如排泥管直径太小(小于200mm), 排泥管太长、转弯太多，排泥水头不足(初沉池小于1.5m) 等。操作失误如排泥间隔太长，前部粗细格栅管理不当使纱头破布等大块纤维进入沉淀池等。解决结构缺陷引起的堵塞问题最好采取工程措施。在暂时没条件采取工程措施的情况下，可采用污水冲洗管道。操作失误引起堵塞的地点主要在斗底排泥管口。排泥管口堵塞时可用压缩空气冲动，以求通畅，也可采取水力反冲的办法来疏通。把管口堵塞的池子的水位用放空管放低(或用水泵抽低), 从排泥管路引另一高水位污水池的污水反冲被堵塞管口，常能奏效。当反冲无效时，说明堵塞严重。只能用水泵抽低水位，用人工清捞，这是非常脏和累的工作。在下池清捞时，必须采取防毒安全措施。

3. 4 隔油池

在石油开采、炼制和石油化学工业的生产过程中，会排出大量含油的废水，毛纺工业和屠宰场排出的废水中也含大量油脂。焦化厂、煤气厂废水中含有焦油。上述油类物质必须进行回收利用与处理。除重焦油的相对密度大于1以外，上述油品的比重均小于1。隔油池就是利用重力分离油类物质(密度小于1)的一种主要构筑物。其构造与沉淀池相类似，目前常用的有平流式和平行板式两种。平行板隔油池是平流式隔油池的改良型，增加了有效分离面积，同时也提高了整流效果。