城市废水处理的典型流程及各部分的作用:①一级处理:主要处理对象是较大的悬浮物。截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其他处理,出水可排放于水体或用于污水灌溉。②二级处理:对出水水质要求更高时,再进行生物化学法处理,主要处理对象是有机物,并进一步降低悬浮物含量。③三级处理和高级处理:出水水质更高时,在二级处理后进行三级处理。主要对象是营养物质(N、P)及其他溶解物质和微量杂质,采用的方法有吸附、吹脱和超滤。有时目的不是为了排放,而是为了直接回用,处理对象还包括去除废水中的细小悬浮物,难生物降解的有机物,微生物和盐分等,采用的方法可能有吸附、离子交换、反渗透、消毒等。三级处理前必须有一、二级处理,强调顺序性,而高级处理强调处理深度。
沉淀类型:①自由沉淀:废水中悬浮固体浓度不高,而且不具有凝聚的性能,在沉淀过程中,固体颗粒不改变形状,也不互相粘合,各自独立地完成沉淀过程。(沉砂池和初沉池的初期沉淀)
②凝聚沉淀:废水中悬浮固体浓度也不高,但具有凝聚的性能,在沉淀的过程中,互相粘合,结合成为较大的絮凝体,其沉淀速度是变化的。(在初沉池后期和二沉池初期)
③集团沉淀(成层沉淀):当废水中悬浮颗粒的浓度提高到一定程度后,每个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒的干扰,沉速有所降低,如浓度进一步提高,颗粒间的干涉影响加剧,沉速大的颗粒也不不能超过沉速小的颗粒,在聚合力的作用下,颗粒群结合成为一个整体,各自保持相对不变的位置,共同下沉。液体与颗粒群之间形成清晰的界面。沉淀的过程实际就是这个界面下降的过程。(活性污泥在二沉池的后期沉淀)
④压缩沉淀:此时浓度很高,固体颗粒互相接触,互相支承,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙的液体被挤出界面,固体颗粒群被浓缩。(活性污泥在二沉池污泥斗中和浓缩池中的浓缩)
颗粒的沉降速度:依据斯托克斯公式得出。
沉淀池的表面负荷:Q/A:单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量,一般称之为表面负荷,以q表示。(数值上与颗粒沉速)
曝气沉砂池:是一长形渠道,沿渠壁一侧的整个长度方向,距池底20-80cm处安设曝气装置,在其下部设集砂斗,池底有I=0.1-0.2的坡度,以保证砂粒滑入。由于曝气作用,废水中有机颗粒经常处于悬浮状态,砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力,砂粒上附着的有机污染物能够去除,有利于取得较为纯净的砂粒。
自由沉降总去除率试验的方法及总去除率的确定:将已测定过悬浮物含量的废水搅拌均匀后,同时注入数个沉淀管中,经t1时间后,从第一个沉淀管高h处取出一定数量的废水,同样,经过t2、t3、t4。。。t5时间后,相应地从第2、3、4。。。n个沉淀管中同一高度处取出同样数量的水样,测定其中悬浮物含量分别为c1\c2\c3。。。cn。沉淀率为E=c0-ct/c0,悬浮物经t时间的沉速为u0=h/t。以沉速为横坐标,以沉淀率为纵坐标,能够绘出“沉速-沉淀率”关系曲线。
理想沉淀池的工作过程分析:假定条件为:①池内废水按水平方向流动,从入口到出口,颗粒水平分布均匀,每个颗粒都按水平流速v流动;②悬浮颗粒在整个水深均匀分布,其水平分速等于废水的水平流速v,每个颗粒的沉速固定不变;③颗粒一经沉淀就不再上浮。沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
沉淀池溢流率和颗粒沉降速度的关系:
沉淀池的分类及各自的水流特点:平流式(一端流入,按水平方向在池内流动,从另一端溢出)、辐流式(从中心进入,沉淀后废水从池周溢出,水平流动)、竖流式(从池中央下部进入,由下向上流动,沉淀后废水从池面和池边溢出)