工业废水处理2-物理处理.ppt

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1、第二章 工业废水的物理处理（4）,第七节 离心分离,离心分离,物体作高速旋转时，会产生离心力场。利用离心力分离废水中与水密度不同的悬浮物的处理方法，就是离心分离法。,含悬浮物（或油）的废水作高速旋转时，密度大于水的悬浮固体被抛向外围，而密度小于水的悬浮物（如乳化油）则被推向内层，将水和悬浮物从不同的出口分别引出，即可使二者得以分离。,离心分离,1.原理,颗粒受到的净离心力Fc=（m-mo）2r颗粒在水中的净重力Fg=（m-mo）g 分离因素,式中：、o分别为颗粒和水的密度，kg/m3 水的动力粘度，0.1pas当离心o，Uc0，颗粒抛向周边离心沉降。o，Uc0，颗粒被推向中心离心上浮。当d越小

2、，（o）越小，越大，则Uc越小，颗粒越难分离。,离心分离,1.原理,Uc粒径为d(m)的颗粒的分离速度(m/s),斯托克斯(stokes)定律,Fc=(m-mo)2r,离心机：高速离心机（3000）中速离心机（=10003000）常速离心机 低速离心机（1000）（1）常速离心机：(o)较大时采用，用于污泥脱水，纤维 回收。（2）高速离心机：(o)较小时采用，用于乳化油、蛋白质 回收。压力式水力旋流器 水力旋流器 重力式水力旋流器,离心分离,2.离心原理设备：离心机、水力旋流器,压力式水力旋流器,（1）构造与原理,压力式水力旋流器,（1）构造与原理,1)确定分离器的尺寸按经验确定 园筒直径D

3、园筒高度Ho=1.7D 锥体高度Hk=(D-d3)/2tg；锥体角度：=1015 中心溢流管直径do=(0.250.3)D 进水管直径d1=(0.250.4)D 出水管直径d2=(0.250.5)D；出口流速610m/s。锥底直径d3=(0.50.8)do2)处理水量Q（L/min）Q=KDdo(p/10)1/2 式中：K流量系数，K=5.5 d1/D P进出口压差，Kpa,压力式水力旋流器,（2）压力式水力旋流器的设计：,4)被分离颗粒的极限直径dc(cm)式中：d1进水管直径,cm 环流速度的变化系数，约为0.1D/d1 水的动力粘度，PasQ 处理水量，cm3/sh 中心流束高度，cm，

4、约为锥体高度的2/3，即h=（Dd3）/3tg；dc是判断水力旋流器分离效果的重要指标，极限直径dc越小，分离效果越好。,压力式水力旋流器,压力式水力旋流器,优点：水力旋流器具有体积小、结构简单、处理能力大，便于安装检修等优点，适用于各类小量工业废水和高浊度河水中氧化铁皮、泥沙能密度较大的无机杂质的分离。缺点：设备容易磨损，动力消耗较大。,重力式水力旋流器,（1）构造与原理,1.设计：（1）表面积（m2）式中：q表面水力负荷：取2530m3/m2h（2）有效水深Ho 1)按停留时间t=1520min计算：Ho=Qt/A 2)按结构尺寸确定：Ho=(0.71.2)D D池直径，D较大，采用较大系

5、数，反之亦然。（3）缓冲层高度 h1=0.81.2m（保护高度）。（4）进水管向下倾斜15，管咀（zui）处流速V=0.91.1m/s。（5）所需水头h（水头差）。,重力式旋流分离器水力旋流沉淀池,式中：系数，试验确定，一般为4.5；V管咀处流速（进口处流速）0.91.1m/s；局部阻力系数；V1进水管内流速0.81.0m/s；L进水管长度，m；I进水管单位长度的沿程损失。（6）应用旋流沉淀池适于小流量工业废水中比重较大的无机杂质的分离，它广泛用于回收轧钢废水中氧化铁皮和可浮油，回收率可达9095%，出水可循环使用。,重力式旋流分离器水力旋流沉淀池,重力式水力旋流器,优点：运行费用低、管理方便

6、。设备磨损小，动力消耗省。缺点：沉淀池地下部分深度较大、施工难度大。,第七节 隔油、吸油和破乳,第二章 工业废水的物理处理（4）,含油废水的来源,带水原油的分 离水钻井提钻时的设备冲洗水井场及油罐区的地面降水,生产的油水分离过程,油品、设备的洗涤、冲洗过程,油的状态,油 污 染 对 环 境 的 危害,含油废水侵入土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长,甚至导致农作物枯死。,含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂上还会影响养殖和利用。,含油废水排入城市沟道，对沟道、附

7、属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响。,废水从池子的一端流入池子，以较低的水平流速流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池子的另一端流出。隔油池的出水端设置集油管。,平流式隔油池,特点：构造简单，便于运行管理，油水分离效果稳定。平流式隔油池可去除的最小油滴直径为100-150m，相应的上升速度不高于0.9mm/s。平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似，按表面负荷设计时，一般采用1.2m3/（m2h)；按停留时间设计时，一般采用2h。,平流式隔油池的计算,Q 设计流量，m3/s；与池容积利用率和水流紊动状况有关的修正参数；u0 油粒上浮速度，可

8、取0.30.5mm/s；u0也可直接应用修正的斯托克斯（Stokes）公式计算。,1.隔油池的表面积,平流式隔油池的计算,0也可直接应用修正的斯托克斯（Stokes）公式计算。,0 水的密度，kg/m3；1 油粒的密度，kg/m3；水的绝对粘度，Pa.s；d 油粒的直径；水中悬浮物的影响，使油粒上浮速度降低的系数。,2.油粒上浮速度,平流式隔油池的计算,2.过流断面面积,3.隔油池的有效长度,二、斜板隔油池 为提高单位池容积的处理能力，采用斜板式隔油池。（利用水油比重不同产生的压差自动排油）,浮油的收集和排除（1）油层厚度不应大于0.25m。（2）刮油机作用：刮池面浮油和池底的油泥（3）浮油收

9、集 在水面处应设集油管，收集和排除浮油。集油管为直径为200-300mm 的钢管。,隔油池的安全问题（1）池表面应加盖 为了保证隔油池的正常工作，池表面应加盖，以防火、防雨、保温及防止油气散发，污染大气。（2）冬季加温 在寒冷地区或季节，为了增大油的流动性，隔油池内应采取加温措施，在池内每隔一定距离，加设蒸汽管，提高废水温度。,吸附法利用比表面积较大的亲油疏水多孔吸油材料，从水面吸附浮油，然后设法从吸附剂中回收浮油，吸附剂可以反复利用。根据吸附剂的性质可以分为炭质吸附剂、无机吸附剂和有机吸附剂三种。（1）炭质吸附剂：活性炭去除二甲苯、苯、甲苯。可与溴作用制成溴化活性炭，再与二乙烯三胺作用，使其

10、表面接有胺或季胺盐集团。其他：煤粉、矿渣、泥炭等,吸油,吸附法（2）无机吸附剂：分为天然吸附剂与人工吸附剂，价格便宜，再生容易。天然的无机吸附剂有沸石、珍珠粉、二氧化硅、硅藻土、白土、膨润土等。人工合成的无机吸附剂有铝、钙、镁、锌的化合物以及一些磁性物质。（3）有机吸附剂：分为天然或天然改性、及人工合成吸附剂，吸油能力较好。吉贝纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,吸油,满足条件：吸油量大、吸水量小，吸油速度快，重复使用次数多，压缩回弹性好。,当油和水相混，又有乳化剂存在时，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。当分散相是油滴时，称水包油乳状液；

11、当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。,乳化油及破乳方法,乳化油的主要来源,破乳的基本原理：破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离。投加换型乳化剂：投入适量“换型剂”后，在水包油（或油包水）乳状液转型为油包水（或水包油）乳状液过程中，存在着一个转化点，这时的乳状液非常不稳定，油水可能形成分层。投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂：如异戊醇，从两相界面上挤掉乳化剂而使其失去乳化作用。,破乳方法简介,搅拌、振荡、转动：通过剧烈的搅拌、振荡或转动，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。过滤：如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴。改变温度：改变乳化液的温度来破坏乳化液的稳定。某

12、些乳化液必须投加化学药剂破乳，如钙、镁、铁、铝的盐类或无机酸、碱、混凝剂等。,破乳方法简介,气浮法,第八节 气浮法,基本概念：向水中通入空气，利用空气产生的微小气泡作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为气浮。悬浮颗粒与气泡粘附的原理：水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角大小来解释。在气、液、固三相接触时，固、液界面张力线和气液张力线之间的夹角称为湿润接触

13、角以表示。,气泡与悬浮颗粒的粘附形式,气粒吸附,气泡顶托,气泡裹夹,浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒

14、的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,化学药剂的投加对气浮效果的影响,一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：,气浮法的应用（1）分离水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；（2）回收有用物质：如纸浆、细小纤维等；（3）代替二沉池，分离和浓缩活性污泥；（4）分离回收含油废水中的悬浮油及乳化油，如食油工业废水中所含的油脂；（靠自然沉降或自然上浮难以去除的）（

15、5）分离表面活性物质和金属离子（加浮选剂）。,浮上法的类型,电解废水可同时产生三种作用：电解氧化还原；电解混凝；电气浮。,电 解 浮 上 法,电解浮上法是将正负极相间的多组电极浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两级间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带至水面而达到分离的目的。电解浮上法产生的气泡小于其他方法产生的气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上法的表面负荷通常低于4m3/(m2h)。电解浮上法主要用于工业废水处理方面，处理水量约在1020m3/h。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢等问题，较难适用于大型生产。,电 解 浮 上 法,电 解 浮 上 法,分散空气浮上法,从溶解空气和析出条件来看,加压溶气浮上法：空气在加压条件下溶解，常压下使过饱和空气以微小气泡形式释放出来需要溶气罐、空压机或射流器、水泵等设备,真空浮上法：空气在常压下溶解，真空条件下释放优点：无压力设备缺点：溶解度低，气泡释放有限，需要密闭设备维持真空，运行维护困难,溶解空气浮上法,真空浮上法,加压溶气气浮工艺由空气饱和设备、空气释放设备和气浮池 等组成。其基本工艺流程有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压 溶气流程。,全溶气气浮工艺流程,加压溶气气浮,