工业废水处理技术(除油、过滤) 55页

上节课重点1、了解调节池的作用2、掌握调节池的设计方法与要点3、掌握离心分离的原理哈尔滨工业大学1n介绍的工业废水部分处理方法一调节七药剂氧化还原二离心分离八电解三除油九混凝四过滤十气浮五中和十一吸附六化学沉淀十二工业废水的生物处理（厌氧）哈尔滨工业大学2n三.除油含油废水的来源及污染特征除油装置隔油池（除油池的设计方法）除油罐污油脱水哈尔滨工业大学3n1.含油废水的来源及污染特征（1）含油污水的来源工业：石油开采炼制、石油化工、焦化、机械加工等工业企业。生活：餐饮行业（2）油的分类a浮油——油珠较大，粒径大于100μm，易浮于水面形成油膜或油层。b分散油——悬浮于水中，不稳定，静止一定时间后可以借助油珠与水比重差上浮至水面形成浮油，粒径：10－100μm（μm）。（搅拌）c乳化油——呈乳化状态浮于水中，不能上浮，粒径小于10μm，一般为0.1--2μm,油珠成为稳定的乳化液。（表面活性剂）d溶解油——溶解于污水中，更粒径小,可达几nm.比重：重焦油大于1，其余小于哈尔滨工业大学1；4n（3）含油废水的污染特征1.浮油形成一层油膜，阻碍大气复氧;2.水中乳化油、溶解油耗氧，使溶解氧含量下降;3.生成CO、形成HCO、PH↓、浊度↑;2234.农业灌溉要求含油量≯50ppm；5.生物处理要求含油量不能大于30－50ppm。哈尔滨工业大学5n（4）油对处理工艺设备的影响大于30—50mg/L时，对生化有影响；对监控设备的传感器有影响；对过滤介质的寿命有影响。（5）处理方法重力分离除浮油和重油，气浮、电解、混凝沉淀和离心分离除乳化油。（6）油的排放标准（GB8978-96)石油类：一、二、三级标准分别为5、10、20mg/l，动植物油：一、二级、三级标准为哈尔滨工业大学10、15、100mg/l。6n2.除油装置----隔油池除油装置包括：隔油池、除油罐、气浮池隔油池：是利用油类自然上浮法分离、去除含油废水中可浮油。常用的有平流隔油池、斜板隔油池、小型隔油池。除油罐：可去除浮油和分散油。罐内废水自上而下缓慢流动，靠油水的密度差进行油水分离，分离出的废油浮至水面，然后流入集油槽，经过出油管流出。气浮除油：被压缩过的气液混合物被置于常压，微小的气泡即从溶液中释放出来。油珠在小气泡夹裹作用下上浮到池表面。哈尔滨工业大学7n（1）平流式隔油池1）适用范围：可去除油珠100－150μm，最大上浮速度不高于0.9mm/s。2）工艺特点：简单、效果稳定（70%），占地面积大。3）总体构造：哈尔滨工业大学8n池体结构隔油池为长方形池体，池内有两块挡油板和一块挡渣板将池体分成进水、浮油区和出水区。浮油区池底有0.01—0.02的坡度向进水一端下设有污泥斗倾斜，泥斗倾角为45°。隔油池多为地埋式，以保证自流进水。尽量避免用泵提升进水。哈尔滨工业大学9n盖板阻燃材料，防火、防雨、保温。集油管多用φ200—300的钢管，一测开槽口，可绕轴线转动撇油设备撇油设备为定型设备，常见的有几种，一种为直线往返式，一种是链条式，旋转式浮子式撇油设备。排渣管直径不大于200mm。排渣流速过大会影响油珠上浮效果。哈尔滨工业大学10n刮油刮泥机专业设备，要求池底沿刮泥方向浇筑成1%的坡度，污水进行处理之前须先经过格栅。具体参数如下：。移动速度：≤2m/min池宽：2～6m电机功率：1.5～3.0KW池长：10～30m操作制度：刮一次≤8小时哈尔滨工业大学11n（2）斜管隔油池1）结构池内装有斜管，斜管的倾角不小于45º，池的底部装有排泥管。2）斜管规格斜管的材料主要为PP（聚丙烯）或玻璃钢，PP斜管的管径多为φ100和φ50两种规格，管长均为1m，一般多采用φ100mm。哈尔滨工业大学12n3）设计参数表面负荷0.6—0.8m3/(m2·h)；停留时间一般不超过30min。斜管上水层高度为0.5m以上。斜管下水层高度为0.5以上，一般视污泥量来定。分离能力可去除粒径大于80μm哈尔滨工业大学的油珠。13n哈尔滨工业大学14n（3）小型隔油池两种常见的小型隔油池1）结构小型隔油池（一）哈尔滨工业大学15n小型隔油池（二）哈尔滨工业大学16n浮子撇油器哈尔滨工业大学17n2）应用（一）多用于公共食堂、汽车库及其它含有少量油脂的废水。后者用于含汽油、柴油、煤油等废水。3）部分参数两者的v一般均为0.002~0.01m/s，食用油废水一般不大于0.005m/s。t前者为0.5~1.0min，后者为2~10min。哈尔滨工业大学18n（4）隔油池的计算1）按油粒上浮速度法设计池体①隔油池（隔油区）表面面积QA=αuA–––隔油区表面面积，m2；Q–––废水设计流量，m3/h；u–––油珠的设计上浮速度，m/h，当油珠粒径为100~150mm时，u≤0.9mm/s；a–––隔油池表面积修正系数，可下表确定。哈尔滨工业大学19nα值与速度比(α/u)的关系v/u20151063α1.741.641.441.371.28a)由试验确定上浮速度用试验数据绘制出去除效率与上浮速度的关系曲线，再根据设计的去除效率查得上浮速度。哈尔滨工业大学20nb)由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式βg2u=(ρ−ρ)dW018µϕu––––静止水中直径为d的油珠的上浮速度cm/s；ρ、ρ––––分别为水与油珠的密度，g/cm3；w0哈尔滨工业大学21nd––––可上浮最小油珠的粒径，cm；m––––水的绝对粘度系数，Pa·s；g––––重力加速度，cm/s；ϕ––––油珠非圆形的修正系数，一般取1.0。β––––颗粒碰撞引起的阻力系数，可取0.95，也可用下式求解。424×10+0.8Sβ=424×10+SS––––废水中悬浮物的浓度。哈尔滨工业大学22n②过水断面面积QA=cvA––––隔油池的过水断面面积，m2；cv––––废水在隔油池中的水平流速，mm/s，一般取v≤15u，但不宜大于15mm/s(一般取2~5mm/s)。哈尔滨工业大学23na)长宽高的确定每格的有效水深与宽度比(h/b)：取0.3~0.4为宜；隔油池长L：vL=αhu每格的长宽比(L/b)：不宜小于4.0。哈尔滨工业大学24n2）按停留时间法设计池体①总有效容积W=Qtt–––停留时间(h)，一般取1.5~2h。②过流面积QA=c3.6vv–––为水平流速(mm/s)，一般取2~5mm/s，不宜超过15mm/s。哈尔滨工业大学25n③分格数An=cb⋅hh–––有效水深(m)，一般为1.5~2.0m；b–––每格宽度(m)；④有效长度(m)L=3.6vt（L/b不宜小于4.0）⑤池体高度H(m)H=h+h‘h’–––水面上池壁的超高m，一般不小于0.4m。哈尔滨工业大学26n（3）各参数对处理效果的影响停留时间t相当于静止时间，直接影响着处理效果；水平流速v主要液体的流动状态和颗粒的相互碰撞，所以过大也会影响处理效果。哈尔滨工业大学27n每格的有效水深与宽度比(h/b)h主要影响油珠的上浮时间和池体埋地的深度，宽度主要影响撇油的效果和撇油设备的大小。每格的长宽比(L/b)当d一定时，Q只与Lb有关，而与高度无关。只要保证的Lb值为一定就可得到相同的处理效果，但L/b越大池体越不经济。哈尔滨工业大学28n3.除油装置----除油罐（1）除油罐1）应用油田废水处理主要应用除油罐。可去除浮油与分散油。2）工作原理是通过上进水，下出水油污通过浮力上升到液面后被收集从新做为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。哈尔滨工业大学29n（2）结构特点1）加热盘管目的防止冬天低温时浮油发生凝固现象。加热热源可采用蒸汽或热水。哈尔滨工业大学30n集水管配水管2）布水系统梅花点式布水系统目的是使废水在垂直方向均匀流动，而不短路。方式布水系统常用有两种形式，穿孔管式和梅花点式。其中穿孔管式效果差些，孔眼易堵塞而造成短路。梅花点式的配水或集水喇叭口要错开，夹角呈45º，配水喇叭口向上，集水喇叭口向下。哈尔滨工业大学31n3）出水方式槽式槽式不用水位计算，可通过调试堰板高度来调节罐内水位。使用较多的是槽式。管式管式不调试，但不能计算出错。哈尔滨工业大学32n出水管高度计算γh=1−0h+∆h1γωh–––出水管内水面到集油槽上沿距离，m；γ–––污油比重；0γ–––水的比重；ωh–––油层厚度，一般取1~1.5m；1∆h–––出水管系统水头损失，m。哈尔滨工业大学33n（3）主要工艺参数停留时间为1.5~2h；表面负荷无斜管的为10~15m3/(m2·h)。加装斜管如在罐内的中下部装设斜管，效率加倍，其停留时间为0.5~1h。哈尔滨工业大学34n4.污油的脱水污油含油率一般为40~50%。带式除油机或脱水罐。（1）带式除油机原理利用具有疏水亲油性的胶带运转时，将浮油带出水面后经内外刮板将油刮入集油槽内。除油效率污油的浓度高，则除油效率也高，出口污油含油率为60~80%哈尔滨工业大学35n工作原理图哈尔滨工业大学36n（2）脱水罐工作原理通过在罐内对污油进行加热而使油水加速分层。工作温度加热温度以70~80℃为宜，如加热到80℃以上时，油的氧化速度加快，易使油变质。除油效率处理后污油含油率可达90%以上。哈尔滨工业大学37n脱水罐哈尔滨工业大学38n（3）离心除油设备水力旋水器离心除油机哈尔滨工业大学39n四.过滤废水处理滤料的特点聚结过滤法压力滤罐、纤维球滤罐石化厂除油工艺哈尔滨工业大学40n四.过滤概念过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术，其工作原理为机械阻挡。过滤的分类从滤料来分（1）颗料材料过滤a)石英砂过滤器：砂滤池和砂滤器。b)塑料、石英砂过滤器：混合型滤池和过滤器。哈尔滨工业大学41n（2）丝网过滤a)纤维球过滤：纤维过滤池和纤维过滤器；b)筛网过滤：各种筛网过滤器和捞毛机；（3）多孔材料过滤a)微孔过滤：PE微孔过滤机。（4）膜过滤超滤、反渗透和电渗析。哈尔滨工业大学42n从过滤的动力来分（1）重力式过滤水靠重力而自流穿过过滤介质，如快速滤池；（2）压力式过滤水靠外加压力的作用下而穿过过滤介质，如各种压力式过滤器和上流式过滤池。（3）真空式过滤水是靠过滤介质另一侧的吸力而穿过过滤介质的，如各种真空过滤器。哈尔滨工业大学43n1、颗粒材料过滤滤料选择注意事项(1)滤料粒径应比悬浮颗粒粒径大，石英砂一般为0.5~2mm；(2)滤料应有较强的耐蚀性，可用1%的Na2SO4的水溶液浸泡28天，重量损失要小于1%。(3)滤料的机械强度好，成本低。哈尔滨工业大学44n石英砂滤料(1)主要成份是采用天然石英矿石，经破碎、水洗、烘干、二次筛选而成，SiO约占299.8%。(2)特点无杂质、无校角、密度大、机械强度高、载污能力大、使用周期长，是化学水处理的理想材料。哈尔滨工业大学45n高效纤维球滤料a)呈柔性，可压缩；b)孔隙率大（92-95%），截污能力强；c)工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；d)比重略大于水，易反冲洗，但不易冲洗干净，也容易被冲走；e)有较强的耐磨性和抗化学侵蚀性能。哈尔滨工业大学46n2.聚结过滤法（1）乳化油的产生油水强烈搅拌产生机械剪切力，油珠变小，粘附一些亲水物质，形成双电层稳定态。（2）乳化油性质1)微小性——乳化油粒径微小，具有布朗运动，静电斥力，微粒表面水化作用。2)亲水性——乳化油属于疏水物质，但表面粘附亲水物质而呈现亲水性，稳定存在于污水中。3)带电性——乳化油直径1－10微米，ζ电位40－100毫伏，带负电，可以长期保持稳定，在静电斥力作用下不会聚合，稳定存在污水中。哈尔滨工业大学47n(3)ζ电位可以用电泳方法测定，计算公式：4πηuu－油珠上浮速度D－介电常数2ζ=×300DEE－电位梯度μ－粘度(4)粗粒化法附聚法1)定义：使污水流经滤床，乳化油被粘附在滤料表面，使废水中的微小油珠逐渐形成大油珠上浮。（分散油、乳化油）2)粗粒化法材料有机和无机两类，具有亲油、疏水的特点；以石英砂为例—石英砂在锐角处，分子间力较强，先吸附小油珠，小油珠持续吸附，逐渐形成一层油膜，布满石英砂表面，形成大油珠上浮。哈尔滨工业大学48n3)根据动力学公式，rr23F=−2(σ−σ−σ)油珠附聚力F大小计算如下：r+r23132123=4πrσ212分析:设油珠为1，污水为2、石英砂为3a油珠直径越大r2↑，油水表面张力越大σ12↑，附聚力越大F↑，越容易附聚。b提高水中含盐量，压缩电位，使表面力增大σ↑，有利附聚，12c由于油珠普遍带负电，油珠进一步稳定，不利附聚。d表面活性物增多，油珠由疏水转变亲水，σ↓不利附聚.12哈尔滨工业大学49n3、压力过滤法（砂滤器）分类立式和卧式两种，一般大型的采用卧式。结构（1）进水管进水管入口多位于过滤器的上部，在过滤时用于进水，在反冲洗时用于反冲水的出水。（2）上部配水装置配水装置主要是用来防止进水将滤层冲起来，同时也兼有收集反冲水的作用。哈尔滨工业大学50n（3）出水管一般位于过滤器的下部或底部。过滤时，排放清水，反冲时，用于清水进水。（4）下部配水装置可分为两种方式，一种是穿孔管布水，另一种是滤头布水，滤头布水一般装在隔板上。（5）放气管口位于过滤器的顶部，在过滤时，用于将过滤器中的空气排空。哈尔滨工业大学51n（6）压力表口位于过滤器的顶部，用于安装压力表。（7）人孔高度位于滤层以上，用于滤头的安装和滤料的装载。（8）排空管位于过滤器的底部，用于排空过滤器中的水。（9）滤层表面冲洗装置在滤层上方装有旋转式表面冲洗装置，用反冲前的滤层冲洗。哈尔滨工业大学52n哈尔滨工业大学53n4.含油及石油化工废水处理工艺系统含油废水排放沉砂池隔油池调节池泵浮选池曝气池快滤池含碱废水中和池隔油池泵浮选池曝气池含硫废水H2S+NH蒸汽3中和池泵换热器油水分离器汽提塔集水池污水哈尔滨工业大学54n本节课重点掌握含油废水的来源、污染特征及油的分类掌握除油池的设计方法了解除油的有关装置掌握废水处理所用滤料的特点掌握聚结过滤法除油的原理了解压力除油滤池及纤维球滤池哈尔滨工业大学55