高级工程师--除油

污水的物理处理Contents均和调节作用筛滤沉淀除油离心分离过滤高梯度磁分离2.4除油2.4.1含油污水的特征浮油：在2h静止状态下可浮于水面上的油珠，直径在100-150μm，在污水中呈悬浮状态，可以依靠它与水的密度差而从水中分离出来。是含油污水的主要成分。分散油：悬浮于水中的微小油珠，粒径在10-100μm，不稳定，静止一定时间可以形成浮油。乳化油：非常细小的油滴，粒径小于10μm，以乳化状态存在，即使长期静止也难以从水中分离出来。溶解油：在水中呈溶解状态的油微粒，其粒径为纳米级，溶解度很小。危害:表现在对生态系统及自然环境的严重影响.水体中的浮油，形成油膜阻碍大气复氧；乳化油和溶解油，由于需氧微生物的作用，在分解过程中消耗水中溶解氧，使水体形成缺氧状态，水中CO2浓度升高，水体pH降到正常范围下，导致鱼类不能生存；含油废水流到土壤，由于土层对油污的吸附和过滤作用，会在土壤形成油膜，使空气难于透入，阻碍土壤微生物的增殖，破坏土层结构。含油废水排入城市排水管道，对排水设备和城市污水处理厂都会造成影响，通常不能大于30-50mg/L，否则将影响活性污泥和生物膜的正常代谢。2.4.2除油池的类型和构造1.平流除油池技术参数停留时间：1.5-2.0h；水平流速：2-5mm/s；池长与池深比4；除油率：60-80%；池底坡度＝0.01-0.02坡向污泥斗特点：构造简单，运行管理方便，除油效果稳定；但体积大，占地面积大，处理能力低，排泥难，出水中仍含有乳化油及吸附在悬浮物上的油分，难以达到排放要求。注：除油池需加盖，防止石油气味的散发，同时还有防雨、防火及保温作用。2.斜板式隔油池预处理：去除大的颗粒杂质；停留时间：30min可分离直径为60μm的油珠3.隔油池的计算与设计1.按油珠的上升速度：实验求出，或按下式计算18)(102gdu2441048.0104ss。s；；，。，污水中悬浮物的浓度绝对黏度分别为水和油的密度系数使油珠上浮速度降低的由于水中悬浮物影响10隔油池的面积：2.按污水的停留时间计算除油池总容积W为：W=Q·t式中Q-隔油池设计流量，m3/h;t-废水在隔油池内的设计停留时间，一般采用1.5-2.0小时.uQA；）u（）v（，h；，mQ值有关油珠上浮速度水平流速与修正系数面积的流紊流状态对隔油池表考虑容积利用系数及水污水的设计流量//3隔油池的过水断面Ac为Ac=Q/(3.6v)v-废水在隔油池中的水平流速(mm/s).一般取2-5mm/s，不大于15mm/s隔油池格间数n为：n=Ac/(b·h)2式中b-隔油池每个格间的宽度(m);h/b=0.3-0.4h-隔油池工作水深，一般采用1.5-2.0m.隔油池的有效长度L为：L=3.6v·t隔油池建筑高度H为H=h+h’h’–池水面上的池壁超高，m,一般不小于0.4m。2.4.4隔油技术的发展1.粗粒化装置：小型高效的油水分离装置，用于含微量油或含有乳化油污水的处理。原理：让污水通过一种耐油、耐腐蚀的粗粒化材料组成的填充层，控制条件，使油水混合液中油粒子的物理吸附、黏附、凝聚等过程急聚进行，使得微油油粒粗粒化，并促使乳化油破乳进而聚集成大的油滴，使油水得以分离。填料有机类：聚链烯烃、尼龙、维尼龙、聚酯、聚氨酯等高分子聚合物；无机类：硅砂、分子筛、沸石、活性炭、硅藻土、石棉、玻璃纤维等；粗粒化装置固定床：将粗粒化材料组成的填充层固定在筒体内，含油污水从下部进入，通过填充层，油分被吸附并粗粒化形成油滴经收纳箱的小孔流出并上浮到装置上部，定期排出。结构简单，使用较多。流化床：粗粒化材料处于流化状态，被处理水与床层内的粗粒化材料充分接触，完成吸附和粗粒化过程。设备复杂，但效果好。出水油含量可降至20mg/L，设备占地面积小，药剂、动力消耗小，不产生二次污染，多层波纹板式隔油池用多层波纹板把水池分成若干个小水池，油滴上浮及油泥的下沉分别在池的两端进行，避免返混。结构简单，占地面积小，易管理，能去除粒径为15μm的油粒。聚结斜板除油罐利用粗粒化材料与斜板除油的双除油作用对含油污水进行处理。聚结室：装填粗粒化材料斜板沉降室：去除经聚结室形成的较大油珠总停留时间：1h；出水含油量：5-15mg/L。2.5离心分离污水中的悬浮物借助离心设备的高速旋转，在离心力作用下与水分离的过程叫离心分离。2.5.1离心分离原理离心分离因数：若离心机的转速为n，则ω=2πn/60代入上式有rmuFTc2mgFggrrguFFKTgcc22rugrnKc900222.5.2旋流分离器水力旋流器、旋流池、离心机由污水在水泵的压力或进出水的压头差作用下以切线方向进入设备，造成快速旋转而产生离心力。压力式水力旋流器：直径一般在500mm以内，若处理水量较大，多台并用;技术要求：进水口紧贴器壁，做成高宽比为1.2-2.5的矩形，出口流速一般采用6-10m/s，为加强水流的向下旋流，进水管向下倾斜3-5度；溢流管下端与进水管轴线的距离为H0/2为宜，H0-圆筒高度。优点：体积小，单位容积处理能力高，易于安装，便于维修，广泛应用于轧钢废水处理以及高浊度河水的预处理。分离因数不高，效果较差，常用来去除液体中密度较大的沙粒，器壁易受磨损且电能消耗大。极限直径：分离效率为50%的颗粒直径为极限直径，区别水力旋流分离器分离程度的主要标准。重力式水力旋流沉淀池表面负荷：25-30m3/m2h,沉淀时间0.5h设备容积大，能耗低，表面负荷低2.5.3离心分离机利用惯性离心力来分离液态非均相混合物的机械常速离心机(Kc3000)：悬浮液分离、污泥脱水高速离心机(Kc300)：细粒状悬浮液；超速离心机(Kc12000)：颗粒极细的乳化液、油类。2.6过滤过滤：以粒状材料(如石英砂等)组成具有一定孔隙率的滤料层来截留水中的悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。处理构筑物：滤池过滤作用：降低水中的浊度，使滤后水达到生活饮用水标准；去除水中的有机物、细菌甚至病毒也会随悬浮物的降低而大量去除，从而为滤后消毒创造良好条件。一、过滤机理水力分级：经反冲洗水力分选后，滤料粒径自上而下大致按由细到粗依次排列，称滤料的水力分级。颗粒迁移：水流中的悬浮颗粒脱离水流的流线与滤粒表面接近是一种物理-力学作用，包括拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用。颗粒粘附：水中悬浮颗粒迁移到滤料颗粒表面上时，在范德华引力、静电力、某些化学键和某些化学吸引附力、絮凝颗粒的架桥作用下，附着在滤料颗粒表面上，或者附着在原先粘附的杂质颗粒上，此种过程称为颗粒粘附。过滤效果主要决定于水中悬浮颗粒的表面物理化学性质，而无需增大水中悬浮颗粒的尺寸。直接过滤：原水不经沉淀池而直接进入滤池过滤。接触过滤：原水加药后不经任何絮凝设备直接进入滤池的方式微絮凝过滤：原水加药后先经过简易微絮凝池(几分钟)，待形成粒径在40-60μm的絮体后再进入滤池过滤的方式直接过滤要求：1)原水浊度和色度较低，且水质变化较小。一般要求常年原水浊度低于50度。2)滤料应选用双层、三层或均质滤料，且滤料粒径和厚度要适当增大，以提高滤层含污能力。3)原水进入滤池前，无论是接触过滤还是微絮凝过滤，均不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤层表面孔隙。为提高微絮粒强度和粘附力，需在混凝剂投加点后，滤池进口附近投加高分子助凝剂。4)滤速：5m/h。二、滤层内杂质分布规律上层细滤料孔隙小，截留大量杂质；下层粗滤料孔隙大，但截留杂质能力没有充分发挥出来。杂质在滤层内的分布不均匀程度与进水水质、水温、滤料粒径、形状、级配、滤速等多种因素有关。滤层截污量：单位体积滤层中所截留的杂质量。滤层含污能力：在一个过滤周期内，整个滤层内单位体积滤料中的平均含污量，单位g/cm3或kg/m3。三、快滤池滤层的发展和利用1.反粒度过滤：沿过滤水流方向滤料粒径逐渐由大到小。2.双层滤料：上层无烟煤（质轻），下层石英砂（较重）。含污能力较单层滤料高一倍以上，可增长过滤周期或提高滤速。3.三层滤料：上层无烟煤，中层石英砂，下层磁铁矿。4.均质滤料：沿整个滤层方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。等速过滤：过滤过程中，滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变的过滤方式。无阀滤池和虹吸滤池属于等速过滤。变速过滤：过滤过程中，滤池过滤速度随过滤时间的延续而减小的过滤方式，又称减速过滤。与等速过滤相比，在平均滤速相同的情况下，变速过滤的滤后水质较好，而且在相同过滤周期内，过滤水头损失也较小。过滤初期，滤速较大可使悬游杂质深入下层滤料；过滤后期滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。而等速过滤不具备这种自然调节功能。(三)滤层中的负水头过滤过程中，当滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过了该处的水深时，便出现了负水头现象。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊，气囊对过滤有破坏作用：减少有效过滤面积，使过滤时的水头损失及滤速增加，严重时会破坏滤后水质；气囊会穿过滤层上升，有可能把部分细滤料或轻质滤料带出，破坏滤层结构，反冲洗时更易将滤料带出滤池。解决办法：1)增加滤层上的水深2)滤池出水水位等于或高于滤层表面一、快滤池类型按滤料层组成：单层石英砂滤料、双层滤料、三层滤料、均质滤料、新型轻质滤料。按阀门的设置：普通快滤池、双阀滤池、单阀滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动罩滤池。按过滤的水流方向：下向流、上向流、双向流按工作方式：重力式滤池、压力式滤池按滤池的冲洗：高速水流反冲洗滤池、气、水反冲洗滤池、表面助冲加高速水流反冲洗滤池普通快滤池又称为四阀滤池，即进水阀、清水阀、反冲洗水阀及排水阀组成：浑水渠、冲洗排水槽、滤料层、承托层及配水系统。管道：进水管、清水管、冲洗水管、冲洗排水及废水渠过滤周期：过滤开始到过滤结束所经历的时间。滤池工作周期：从过滤开始到反冲洗结束所经历的时间。滤速：相当于滤池负荷，指单位时间单位表面积滤池的过滤水量，m3/m2.h，简化为m/h2.滤料具有足够的机械强度,以免在冲洗时出现磨损和破碎现象；具有足够的化学稳定性；具有合适的粒径、良好的级配和适当的孔隙率；货源充足，价格低廉，应尽量就地取材.常用滤料：石英砂、磁铁矿、无烟煤、金钢砂、石榴石、天然锰砂等。滤料粒径级配:指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。不均匀系数K80：d10---通过滤料重量10%的筛孔孔径，反映细颗粒尺寸d80---通过滤料重量80%的筛孔孔径，反映粗颗粒尺寸生产中，常以最大粒径、最小粒径和不均匀系数K80表示滤料粒径级配。108080ddK二、双层及多层滤料级配双层滤料经反冲洗后，可能出现部分混杂，取决于煤、砂的密度差、粒径差和及其粒径级配、滤料形状及反冲洗强度等因素。三、滤料筛分采用有效粒径法筛选滤料，作筛分析实验。缺点：1)筛孔尺寸未必精确；2)未反映出滤料颗粒形状因素。四、滤料层孔隙率的测定定义：指滤料层中的孔隙所占的体积与滤料层总体积之比，用m表示。1）取一定量的滤料，在105℃下烘干，称重；2）用比重瓶测出其密度ρ；3）将滤料放入过滤筒中，用清水过滤一段时间，待其压实后，量出滤层体积；4）求出滤料孔隙率。G---滤料质量，kg；ρ---滤料颗粒密度，kg/m3；V---滤料层体积，m3.VGm13.承托层作用：支承滤料，防止滤料从配水系统中流失，反冲洗时均匀地向滤料层分配反冲洗水。大阻力配水系统单层或双层滤料：天然卵石或砾石三层滤料：上层重质矿石铺装承托层时应严格控制好高程，分层清楚，厚薄均匀，并应将附着其上的杂质清除干净！小阻力配水系统承托层可以不设，或适当铺设些粗砂或细砾石。4.配水系统作用：反冲洗时，使反冲洗水在整个滤池平面均匀分布；过滤时，均匀收集滤后水。分类：大阻力、中阻力和小阻力三种配水系统如果孔口内压头相差最大的两点出流量相等，则可认为整个滤池布水是均匀的。通常要求压头相差最大两点的流量比小于0.95，以保证配水系统中任意两孔口出流量之差不大于5%。(一)大阻力配水系统由居中的配水干管及其两侧