廢水的物理處理3除油、過濾、分離

1、 主講教師主講教師包包 海海 峰：峰：1-41-4周，主講緒論和廢水物理處理。周，主講緒論和廢水物理處理。歐陽文歐陽文璟璟：5-85-8周，主講化學(xué)、物理化學(xué)處理。周，主講化學(xué)、物理化學(xué)處理。賈賈 丹：丹：9-169-16周，主講廢水的生物處理。周，主講廢水的生物處理。 考核方式考核方式 考試。考試。期末采用期末采用閉卷筆試閉卷筆試( (筆試成績占筆試成績占80%80%，平時成績占平時成績占20%20%) )。無故無故曠課曠課3 3次者平時成績?yōu)榇握咂綍r成績?yōu)? 0，累計累計出勤率出勤率少于少于2/32/3不準(zhǔn)參加考試。不準(zhǔn)參加考試。水污染控制工程水污染控制工程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容主要學(xué)習(xí)內(nèi)容 污水處

2、理技術(shù)的基本術(shù)語、理論及理念；污水處理技術(shù)的基本術(shù)語、理論及理念； 污水處理技術(shù)的基本計算方法；污水處理技術(shù)的基本計算方法； 污水處理主要構(gòu)筑物的構(gòu)造及工作原理；污水處理主要構(gòu)筑物的構(gòu)造及工作原理； 污水處理技術(shù)的應(yīng)用范圍和運(yùn)行特點(diǎn)。污水處理技術(shù)的應(yīng)用范圍和運(yùn)行特點(diǎn)。第二章第二章 廢水的物理處理廢水的物理處理 廢水的物理處理法的去除對象是廢水的物理處理法的去除對象是漂浮物、懸浮物質(zhì)漂浮物、懸浮物質(zhì)。采用的處理方法與設(shè)備主要有：采用的處理方法與設(shè)備主要有：1.1. 篩濾截留法：篩濾截留法：篩網(wǎng)、格柵、濾池與微濾機(jī)等篩網(wǎng)、格柵、濾池與微濾機(jī)等；2.2. 重力分離法：重力分離法：沉淀池、隔油池與沉淀

3、池、隔油池與氣浮池氣浮池等等；3.3. 離心分離法：離心分離法：離心機(jī)與旋流分離器等離心機(jī)與旋流分離器等。第一節(jié)第一節(jié) 篩濾篩濾 第二節(jié)第二節(jié) 水質(zhì)水量調(diào)節(jié)水質(zhì)水量調(diào)節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 沉淀與上浮（氣?。┏恋砼c上?。飧。?第四節(jié)第四節(jié) 除油除油 第五節(jié)第五節(jié) 過濾過濾 第六節(jié)第六節(jié) 離心分離與磁分離離心分離與磁分離 油類在水中的存在形式可分為油類在水中的存在形式可分為浮油浮油、分散油分散油、乳化油乳化油和和溶解油溶解油4類。類。 油類在廢水中主要以四種狀態(tài)存在：油類在廢水中主要以四種狀態(tài)存在：1 1）浮油：易浮于水面，含油廢水的主要油組分。）浮油：易浮于水面，含油廢水的主要油組分。2 2）分散油

4、：懸浮于水中，靜置一定時間后成浮油）分散油：懸浮于水中，靜置一定時間后成浮油3 3）乳化油：長期靜置也難以從水中分離出來，必）乳化油：長期靜置也難以從水中分離出來，必 須先經(jīng)過破乳處理轉(zhuǎn)化為浮油，然后須先經(jīng)過破乳處理轉(zhuǎn)化為浮油，然后 再加以分離。再加以分離。4 4）溶解油：以分子狀態(tài)溶解于水中，通常利用化）溶解油：以分子狀態(tài)溶解于水中，通常利用化 學(xué)或生化方法將其分解去除。學(xué)或生化方法將其分解去除。1 1）浮油和重油：采用重力分離法去除；）浮油和重油：采用重力分離法去除；2 2）乳化油：采用氣浮法、電解法、混凝）乳化油：采用氣浮法、電解法、混凝 沉淀法去除。沉淀法去除。3 3）溶解油：以分子狀

5、態(tài)溶解于水中，通）溶解油：以分子狀態(tài)溶解于水中，通 常利用化學(xué)或生化方法將其常利用化學(xué)或生化方法將其 分解去除。分解去除。 隔油池的構(gòu)造與沉淀池類似隔油池的構(gòu)造與沉淀池類似，目前常用，目前常用的有的有平流隔油平流隔油池和池和斜板隔油池斜板隔油池。（一）平流隔油池（一）平流隔油池1 1基本構(gòu)造基本構(gòu)造類似于平流沉淀池類似于平流沉淀池（一）平流隔油池（一）平流隔油池1 1基本構(gòu)造基本構(gòu)造類似于平流沉淀池類似于平流沉淀池2 2平流隔油池的設(shè)計平流隔油池的設(shè)計1 1）設(shè)計參數(shù)）設(shè)計參數(shù) 停留時間一般為停留時間一般為1.5-2.0h1.5-2.0h； 水平流速很低，一般為水平流速很低，一般為2-5mm/

6、s2-5mm/s，最大不超過，最大不超過 15mm/s15mm/s； 有效水深為有效水深為1.5-2.0m1.5-2.0m，池寬，池寬/ /池深池深=0.3-0.4=0.3-0.4， 池長池長/ /池深池深4 4，超高，超高0.4m0.4m； 池上應(yīng)加蓋板，以防止石油氣味的散發(fā)，同時池上應(yīng)加蓋板，以防止石油氣味的散發(fā)，同時 還起著防雨、防火和保溫作用；還起著防雨、防火和保溫作用； 平流隔油池一般不少于兩個。平流隔油池一般不少于兩個。2 2）平流隔油池設(shè)計計算）平流隔油池設(shè)計計算 a、按油粒上浮速度計算法：按油粒上浮速度計算法：hmuhmqmaauq/311,/32油珠的設(shè)計上浮速度，表動狀況有

7、關(guān)池容積利用率和水流紊系數(shù)，該值與對隔油池表面積的修正廢水設(shè)計流量，隔油池表面積，值與速度比（值與速度比（v/u）的關(guān)系）的關(guān)系lmgsscmgspacmdcmgscmdudussowowg/95. 00 . 1/./,/)(24241048 . 010423218廢水中懸浮物濃度，值可取，的顆粒碰撞的阻力系數(shù)考慮廢水懸浮物引起系數(shù)，一般取廢水油珠非圓形的修正重力加速度，水的絕對粘滯性系數(shù)，可上浮最小油珠的粒徑，分別為水與油珠的密度的油珠的上浮速度，靜止水中，直徑為）（一般為但不宜大于一般取流速，廢水在隔油池中的水平過水端面面積，smmsmmuvhmvmaacvqc/52/15,15,/2隔油

8、池的過水?dāng)嗝婷娣e：隔油池的過水?dāng)嗝婷娣e：隔油池每個格間的有效水深和池寬比（隔油池每個格間的有效水深和池寬比（h/b），宜?。?，宜取0.30.4。有效水深一般為。有效水深一般為1.52.0m。隔油池的長度隔油池的長度l 為：為：hluv)(隔油池每個格間的長寬比隔油池每個格間的長寬比l/b，不宜小于，不宜小于4.0。b、按廢水的停留時間計算法：按廢水的停留時間計算法：2 2）平流隔油池設(shè)計計算）平流隔油池設(shè)計計算 mmhhhhhvtllmhmbnnsmmvaahhthmqqtwwhbavqccc4 . 06 . 32,:/,0 . 25 . 1/.6 . 33超高，一般不小于池水面以上的池壁：隔

9、油池建筑高度：隔油池的有效長度。數(shù)不得小于按規(guī)定，隔油池的格間隔油池工作水深隔油池每個格間的寬度隔油池格間數(shù)流速廢水在隔油池中的水平：隔油池的過水面積，一般取停留時間，廢水在隔油池內(nèi)的設(shè)計隔油池設(shè)計流量，：隔油池的總?cè)莘e（二）斜板隔油池（二）斜板隔油池1 1基本構(gòu)造基本構(gòu)造（二二）斜板隔油池）斜板隔油池 斜板隔油池的占地面積只有平流式的斜板隔油池的占地面積只有平流式的1/4-1/31/4-1/3，除油效率為除油效率為70-80%70-80%（平流式為（平流式為60-70%60-70%）。）。 另外，對于難以處理的含油廢水，采用氣浮除另外，對于難以處理的含油廢水，采用氣浮除油也是一個很好的方法。

10、油也是一個很好的方法。2 2斜板斜板隔油池的設(shè)計參數(shù)隔油池的設(shè)計參數(shù)1 1）池內(nèi)斜板大多數(shù)采用聚酯玻璃鋼波紋板；池內(nèi)斜板大多數(shù)采用聚酯玻璃鋼波紋板；2 2）斜板傾角取）斜板傾角取4545o o，斜板間距為，斜板間距為30-50mm30-50mm；3 3）停留時間）停留時間30min30min；4 4）表面水力負(fù)荷為）表面水力負(fù)荷為0.6-0.8m0.6-0.8m3 3/m/m2 2h h 為了防止油類物質(zhì)附著在斜板上，應(yīng)選用不親為了防止油類物質(zhì)附著在斜板上，應(yīng)選用不親油材料做斜扳，但實際上比較困難，所以，在斜板油材料做斜扳，但實際上比較困難，所以，在斜板隔油池的運(yùn)行中也常有掛油現(xiàn)象，隔油池的運(yùn)

11、行中也常有掛油現(xiàn)象，應(yīng)定期用蒸汽應(yīng)定期用蒸汽及水沖洗，防止斜板間堵塞。及水沖洗，防止斜板間堵塞。廢水含油量大時，廢水含油量大時，可采用較大的板間距可采用較大的板間距( (或管徑或管徑) )，含油量小時，間距，含油量小時，間距可以減小。可以減小。 （二二）斜板隔油池）斜板隔油池注意事項注意事項平流式和斜板式隔油池的特性比較污油的脫水污油的脫水 浮油的含油率一般為浮油的含油率一般為40%50%。主要的。主要的油水分離方式有帶式除油機(jī)、脫水罐等。油水分離方式有帶式除油機(jī)、脫水罐等。 帶式除油機(jī)有立式、臥式和傾斜式三種，帶式除油機(jī)有立式、臥式和傾斜式三種，污油含油率可達(dá)污油含油率可達(dá)6080%。 脫水

12、罐有臥式、立式兩種，污油含油率可脫水罐有臥式、立式兩種，污油含油率可達(dá)達(dá)90%以上。以上。1 1、油類在水中的存在形式可分為、油類在水中的存在形式可分為 、 、 和和 4 4類。類。 2 2、平流隔油池設(shè)計計算方法有兩處、平流隔油池設(shè)計計算方法有兩處 ：一是：一是 ， 二是二是 。習(xí)題：習(xí)題： 你知道嗎第五節(jié)第五節(jié) 過濾過濾過濾的作用過濾的作用一、過濾理論一、過濾理論（1）進(jìn)一步去除廢水二級處理后的生物絮體和膠體物質(zhì)，顯著降低）進(jìn)一步去除廢水二級處理后的生物絮體和膠體物質(zhì)，顯著降低出水的懸浮物含量和濁度，能使出水晶瑩透明，為出水的安全回出水的懸浮物含量和濁度，能使出水晶瑩透明，為出水的安全回用

13、提供保證。用提供保證。（2）進(jìn)一步降低出水的）進(jìn)一步降低出水的bod、cod值，對重金屬、細(xì)菌、病毒有值，對重金屬、細(xì)菌、病毒有很高的去除率。很高的去除率。（3）去除化學(xué)絮凝過程產(chǎn)生的鐵鹽、鋁鹽、石灰等沉積物。去除化）去除化學(xué)絮凝過程產(chǎn)生的鐵鹽、鋁鹽、石灰等沉積物。去除化學(xué)法除磷時水中不溶性磷。學(xué)法除磷時水中不溶性磷。（4）在活性炭吸附或離子交換之前，作為預(yù)處理設(shè)施，可提高后續(xù)）在活性炭吸附或離子交換之前，作為預(yù)處理設(shè)施，可提高后續(xù)處理裝置的安全性和處理效率。處理裝置的安全性和處理效率。（5）在深度處理廠中，過濾能克服生物和化學(xué)處理的不規(guī)則性，從）在深度處理廠中，過濾能克服生物和化學(xué)處理的不規(guī)

14、則性，從而提高回用的連續(xù)性和可靠性。而提高回用的連續(xù)性和可靠性。（6）通過進(jìn)一步去除廢水中污染物質(zhì)，可以減少后續(xù)的消毒費(fèi)用。）通過進(jìn)一步去除廢水中污染物質(zhì)，可以減少后續(xù)的消毒費(fèi)用。第五節(jié)第五節(jié) 過濾過濾（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理-懸浮顆粒被截留的機(jī)理懸浮顆粒被截留的機(jī)理 兩階段理論：兩階段理論：由遷移與吸附組成由遷移與吸附組成。 遷移：遷移：沉淀、擴(kuò)散、慣性、阻截和水動力，見圖沉淀、擴(kuò)散、慣性、阻截和水動力，見圖9-29-2。 吸附：吸附：范德華引力、靜電力、以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的范德華引力、靜電力、以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用、絮凝顆粒間的架橋作用?；瘜W(xué)吸附力作用、絮凝顆粒

15、間的架橋作用。1沉淀2擴(kuò)散3慣性5水動力流線濾料懸浮顆粒4阻截懸浮顆懸浮顆粒的遷粒的遷移過程移過程一、過濾理論一、過濾理論第五節(jié)第五節(jié) 過濾過濾一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理1 1遷移機(jī)理：遷移機(jī)理：懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過程就是遷移過程。的過程就是遷移過程。2 2附著機(jī)理：附著機(jī)理：附著在濾料表面上不再脫離，就附著在濾料表面上不再脫離，就是附著過程。是附著過程。3 3脫落機(jī)理：脫落機(jī)理：當(dāng)固體顆粒與濾料顆粒表面的結(jié)當(dāng)固體顆粒與濾料顆粒表面的結(jié)合力較弱時，會從濾料顆粒表面脫落。合力較弱時，會從濾料顆粒表面脫落。廢水自上而下流過粒狀濾料層

16、，粒徑大的懸廢水自上而下流過粒狀濾料層，粒徑大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中。浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中。此層濾料間空隙變小，能截留更小的懸浮顆粒，此層濾料間空隙變小，能截留更小的懸浮顆粒，并形成濾膜，起過濾作用。并形成濾膜，起過濾作用。懸浮顆粒越大，表層濾料和濾速越小，越易形成篩濾膜，濾膜的截留能力越高。一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理阻力截留阻力截留一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理 廢水自上而下流過粒狀濾料層，懸浮顆廢水自上而下流過粒狀濾料層，懸浮顆粒因重力作用沉降在濾料表面。粒因重力作用沉降在濾料表面。重力沉降能力濾料越小，沉降面積

17、越大，沉降性能越好。濾速越小，水流越平穩(wěn)，沉降性能越好。重力沉降重力沉降一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理 濾料的巨大表面積對懸浮物有明顯的濾料的巨大表面積對懸浮物有明顯的吸附作用；吸附作用； 砂粒表面帶負(fù)電荷，吸附帶電膠體后砂粒表面帶負(fù)電荷，吸附帶電膠體后，在濾料表層形成正電荷，可吸附粘土、，在濾料表層形成正電荷，可吸附粘土、有機(jī)物等負(fù)電體。有機(jī)物等負(fù)電體。接觸絮凝接觸絮凝一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理n粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力粒徑較大的懸浮顆粒，以阻力截留為主；截留為主； 表面過濾表面過濾 n粒徑較細(xì)微的懸浮顆粒，以發(fā)粒徑較細(xì)微的懸浮顆粒，以發(fā)生在

18、濾料深層的重力沉降和接生在濾料深層的重力沉降和接觸絮凝為主；觸絮凝為主； 深層過濾深層過濾 一、過濾理論一、過濾理論（一）過濾機(jī)理（一）過濾機(jī)理石英沙石英沙無煙煤石榴石無煙煤均質(zhì)濾料（a）（b）（c）圖 9-5 幾種濾料組成示意濾料濾料.要求：要求：具有吸附具有吸附ss的表面積和一定的級配；機(jī)械強(qiáng)度高；的表面積和一定的級配；機(jī)械強(qiáng)度高；化學(xué)穩(wěn)定性；最好能就地取材，貨源充足，價格低廉?；瘜W(xué)穩(wěn)定性；最好能就地取材，貨源充足，價格低廉。.種類：種類：石英砂、無煙煤、大理石、石榴石、白云石、聚苯石英砂、無煙煤、大理石、石榴石、白云石、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、纖維球（束）濾料。乙烯發(fā)泡塑料、纖維球（束）濾料。

19、1 1、濾料粒徑級配、濾料粒徑級配 濾料粒徑級配（即不同粒徑顆粒所占的重量比濾料粒徑級配（即不同粒徑顆粒所占的重量比例）用不均勻系數(shù)表示。例）用不均勻系數(shù)表示。 有效粒徑（有效粒徑（d d1010）：是指濾料經(jīng)篩分后，小于總重：是指濾料經(jīng)篩分后，小于總重量量10%10%的濾料顆粒粒徑，反映濾料中細(xì)顆粒尺寸。的濾料顆粒粒徑，反映濾料中細(xì)顆粒尺寸。不均勻系數(shù)（不均勻系數(shù)（k k8080）: :是指濾料經(jīng)篩分后，小于總重是指濾料經(jīng)篩分后，小于總重量量80%80%的濾料顆粒粒徑與有效粒徑之比。的濾料顆粒粒徑與有效粒徑之比。 計算公式為：計算公式為：k k8080= d= d8080/ d/ d1010

20、 式中：式中：d d8080是指小于總重量是指小于總重量80%80%的濾料顆粒粒徑，的濾料顆粒粒徑，反映濾料中粗顆粒尺寸。反映濾料中粗顆粒尺寸。 2 2濾料篩分濾料篩分 為滿足過濾對濾料粒徑級配的要求，應(yīng)對采購的原始濾料進(jìn)行篩為滿足過濾對濾料粒徑級配的要求，應(yīng)對采購的原始濾料進(jìn)行篩選。選。方法：方法：大粒徑（大粒徑（d1.54d1.54）顆粒約篩除）顆粒約篩除13.0 %13.0 %，小粒徑，小粒徑（d0.44d d do o6 6底部排渣口直底部排渣口直徑徑d d3 3d d3 3= =（0.5-0.80.5-0.8）d d0 0 重力式水力旋流器重力式水力旋流器是水流在分離器內(nèi)的是水流在分

21、離器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)靠進(jìn)出口的水位差壓力。廢水從切線方旋轉(zhuǎn)靠進(jìn)出口的水位差壓力。廢水從切線方向進(jìn)入器內(nèi)，造成旋流，在離心力和重力作向進(jìn)入器內(nèi)，造成旋流，在離心力和重力作用下，懸浮顆粒甩向器壁并向器底水池集中用下，懸浮顆粒甩向器壁并向器底水池集中，隨時水得到凈化。，隨時水得到凈化。 2 2重力式水力旋流器重力式水力旋流器2 2重力式水力旋流器重力式水力旋流器 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 表面負(fù)荷一般為表面負(fù)荷一般為 25-30m25-30m3 3/(m/(m2 2h)h)； 進(jìn)水流速一般取進(jìn)水流速一般取 1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s； 停留時間控制在停留時間控制在 15-20min15-20min；

22、池有效深度池有效深度 h h0 0= =（0.7-1.20.7-1.2）d d； 3 3離心機(jī)離心機(jī) 利用自身高速旋轉(zhuǎn)帶動設(shè)備內(nèi)部的污水旋轉(zhuǎn)，利用自身高速旋轉(zhuǎn)帶動設(shè)備內(nèi)部的污水旋轉(zhuǎn)，主要部件是一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓主要部件是一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓。 離心機(jī)是依靠一個可以隨轉(zhuǎn)動的圓筒（又稱轉(zhuǎn)鼓），在外借離心機(jī)是依靠一個可以隨轉(zhuǎn)動的圓筒（又稱轉(zhuǎn)鼓），在外借傳動設(shè)備驅(qū)動下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，其中液體也隨同旋轉(zhuǎn)，由于其中傳動設(shè)備驅(qū)動下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，其中液體也隨同旋轉(zhuǎn)，由于其中不同密度的組分產(chǎn)生不同的離心力，從而達(dá)到分離的目的。不同密度的組分產(chǎn)生不同的離心力，從而達(dá)到分離的目的。 離心機(jī)設(shè)備緊湊、效率高，但設(shè)備復(fù)雜，

23、離心機(jī)設(shè)備緊湊、效率高，但設(shè)備復(fù)雜，只適用于處理小批只適用于處理小批量的廢水、污泥脫水以及很難用一般過濾法處理的廢水和分離回量的廢水、污泥脫水以及很難用一般過濾法處理的廢水和分離回收廢水中的有用物質(zhì)，如從洗羊毛廢水中回收羊毛脂。收廢水中的有用物質(zhì)，如從洗羊毛廢水中回收羊毛脂。 離心機(jī)脫水的一般效果見下表。離心機(jī)脫水的一般效果見下表。污泥種類污泥種類原污泥干固原污泥干固體濃度體濃度%分離液懸分離液懸物濃度物濃度%泥餅干固泥餅干固體濃度體濃度%固體回固體回收率收率%預(yù)處理預(yù)處理初次沉淀污泥初次沉淀污泥3.830.4935.088.0不需要不需要初次沉淀與活性污泥混合初次沉淀與活性污泥混合3.610

24、.0620.098.2化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與活性污泥混合初次沉淀與活性污泥混合4.60.2541.395.5熱處理熱處理初次沉淀與腐殖污泥混合初次沉淀與腐殖污泥混合9.570.0522.999.2化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥混合初次沉淀與腐殖污泥混合4.80.0858.298.4熱處理熱處理初次沉淀經(jīng)消化初次沉淀經(jīng)消化8.81.4430.088.0不需要不需要初次沉淀與活性污泥經(jīng)消化初次沉淀與活性污泥經(jīng)消化3.50.3020.093.0化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化2.790.4422.086.0化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化初次沉淀與腐殖污泥經(jīng)消化8.51.1537.989.0化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)活性污泥活性污泥2.190.5519.674.2化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)調(diào)節(jié)活性污泥活性污泥8.20.8438.892.0熱處理熱處理離心機(jī)脫水的一般效果離心機(jī)脫水的一般效果3