污水物理治理技术及常用方法

污水物理治理通常是在不改变物质的化学性质的条件下利用过滤、重力分离、重心分离等物理方法使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。其目的是去除那些在大小或性质方面不利于后续处理过程的物质，如大块漂浮物、悬浮固体、砂和油类等，从而保护后续处理设施能够正常运行。与其他处理方法相比，物理处理工艺具有设备简单、成本低、管理方便、效果稳定等优点。污水物理治理常用的方法主要有格栅和筛滤、水质水量调节、重力分离和气浮等。

（1）水质水量调节 调节法主要用于污水的预处理，为后续各级处理提供方便。工业污水排放的水质和水量会随生产产品和生产周期不同而变化，因此，为了使污水治理设备的负荷保持稳定，不受流量、浓度、酸碱度、温度等条件变化的影响，需要在污水治理设施之前设置调节池，调节废水的水质、水量及温度等，使废水均衡地流入治理装置。

（2）筛滤截留 筛滤截留法是利用具有孔隙的粒状介质或滤层截留废水中的悬浮固体的方法，以防止后续的泵、管渠等设备被堵塞。筛滤截留主要借助于格栅、筛网或滤管（板）直接拦截废水中悬浮固体。

1）格栅是由一组平行金属栅条制成的具有一定间隔的框架，用以截阻大块呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，截流效率取决于栅条缝隙的宽度。格栅的种类很多，分类方法也不同。按格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种，曲面格栅又可分为固定曲面格栅与旋转敲筒式格栅两种；按格栅栅条的间隙，可分为粗格栅（50～100mm）、中格栅（10～40mm）、细格栅（3～10mm）三种。新设计的污水处理厂一般都采用粗、中两道格栅，甚至采用粗、中、细三遭格栅串联使用；按栅渣的清理方式，格栅又可分为人工清渣格栅（图6-15、图6-16）和机械格栅两种。机械格栅主要适用于栅渣量大的大中型污水处理厂，安设位置与人工清渣格栅相同。

图6-15 有溢流旁通道的人工清渣格栅

图6-16 没有溢流旁通道的人工清渣格栅

2）筛网是由金属丝或纤维丝编织而成的过滤设备，主要用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物。

3）布滤设备用以截阻、去除废水中的细小悬浮物。砂滤设备用以过滤截留更为微细的悬浮物。

（3）重力分离 污水重力分离处理法是利用重力作用原理使废水中的悬浮物与水分离，去除悬浮物质而使污水净化的方法，可分为沉淀法和上浮法。悬浮物比重大于废水者沉降，小于废水者上浮。影响沉淀或上浮速度的主要因素有：颗粒密度、粒径大小、液体温度、液体密度和绝对黏滞度等。此种物理处理法是最常用、最基本的污水治理方法。

1）沉淀法既可分离污水中原有的悬浮固体，如泥沙、铁屑等，也可分离在污水处理过程中生成的次生悬浮体，如化学絮凝体等。根据悬浮固体的凝聚性能和浓度及比重，沉淀分为四种类型：①自由沉淀：悬浮固体浓度不高，物理性质不变，单独沉淀，沉淀轨迹为直线（沉砂池）；②絮凝沉淀：悬浮固体互相絮凝聚合增大加快沉降，轨迹为曲线（混凝）；③分层沉淀：悬浮固体浓度较高，整体下沉，有泥水界面（二沉池、污泥浓缩池）；④压缩沉淀：高浓度悬浮固体沉降，呈现团块结构，互相支撑挤压，有浓缩作用（二沉池污泥斗、污泥浓缩池）。

对污水进行沉淀处理的设备称为沉淀池，根据沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可以分为平流式、竖流式和辐流式三种。

①平流式沉淀池池体平面为矩形，由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成，污水水平流动（图6-17）。污水进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体，进水孔后设有挡板，使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，大多设在池前部的池底以下，斗底有排泥管，定期排泥。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大，排泥不方便。

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图6-17 平流式沉淀池

②竖流式沉淀池池体平面为圆形或方形，污水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升（图6-18）。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种沉淀池除泥较容易，占地面积小，但造价高，深度大，施工较困难。

图6-18 竖流式沉淀池

③辐流式沉淀池池体平面多为圆形，也有方形的（图6-19）。污水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。这种沉淀池沉淀效果比较好。

图6-19 辐流式沉淀池

除了以上三种主要类型的沉淀池以外，还有斜板或斜管沉淀池、周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。

2）上浮法就是借助水的浮力，使污水中密度小于或接近于水、靠自身重力难以沉降的细微颗粒污染物浮出水面而加以分离。

①自然上浮法也称隔油，即利用颗粒污染物与水之间存在的密度差，让颗粒污染物浮升到水面并去除的方法，此法主要用于去除污水中直径较大的粗分散性可浮油粒。

②气浮法系采用向废水中打入或溶入氧气或其他能起氧化作用的气体，以氧化水中的某些化学污染物，特别是有机物，或者使溶解于污水中的挥发性污染物转移到气体中逸出，使废水净化的方法。影响气液交换的因素有：气液接触面积和方式、气液交换设备、废水性质、水温、pH值、气液比等。

（4）离心分离 污水离心分离处理法即利用装有污水的容器高速旋转形成的离心力去除污水中悬浮颗粒的方法。分离过程中，悬浮颗粒质量大，受到较大离心力的作用被甩向外侧，废水则留在内侧，各自通过不同的出口排出，使悬浮颗粒从废水中分离出来。按离心力产生的方式，可分为水旋分离器和离心机两种类型。

（5）磁力分离 污水磁力分离法是利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从污水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。磁分离器可分为永磁分离器和电磁分离器两类，每类又有间歇式和连续式之分。磁力分离技术主要用于分离污水中呈离子态的重金属物质，以及污水中的有机物和磷酸盐等植物营养物，具有工艺简便、设备紧凑、效率高、速度快、成本低等优点。