[工学]第11章工业废水物理处理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工学第11章工业废水物理处理,第十一章 工业废水的物理处理,11.1 调节池,11.1.1 水量调节池,池中最高水位不高于进水管的设计水位，有效水深一般为2-3m。,11.1.2水质调节池,1、普通水质调节池,物料平衡,例题11-1 P449,2、穿孔导流槽式水质调节池,例题11-2 P451,调节池容积计算公式：,同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节池的废水相结合，以此来均和水质。,11.1.3 分流贮水池,对某些工业，如有偶,然泄露或周期性冲击,负荷发生时，宜设分,流贮水池。当废水浓,度超过某一设定值,时，将废水放进分流,贮水池。,11.1.4 调节池的搅拌,1 水泵强制循环搅拌（在调节池底设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力水进行搅拌）,2 空气搅拌（压缩空气进行搅拌）,3 机械搅拌（机械搅拌设备，如浆式、推进式等，设备常年浸于水中，易受腐蚀，运行费用较高）,11.2 离心分离,11.2.1 离心分离原理使水旋转，水中的悬浮颗粒和水都会受离心力的作用，悬浮颗粒密度(,r,)大于水的(,r,0)向远离轴心方向移动，,r,3000（乳化油和蛋白,质等密度较小的微细悬浮物分离）；,中速离心机：1000,a,3000；,低速(常速)离心机：把1000,a,（与水有较大密度差的,悬浮物分离）,按结构,可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机。,按转鼓的安装角度,分为立式和卧式离心机。,分离因素(,a,),离心加速度/重力加速度m2r/mg,2、水力旋流器,锥体角度,q,=1015,中心溢流管直径,d,0,=(0.250.3),D,进水管直径,d,1,=(0.20.4),D,出水管直径,d,2,=(0.250.5),D,h),锥底直径,d,3,=(0.50.8),D,（1）压力式水力旋流器,圆简直径,D,一般,500mm,圆简高度,H,0,H,0,=1.7,D,锥体高度,H,k,H,k,=3,H,0,废水通过加压后以切线方式进入器内，废水在器内沿器壁向下作螺旋运动的一次涡流，废水中粒径及密度较大的悬浮颗粒被抛向器壁，并在下旋水推动和重力作用下沿器壁下滑，在锥底形成浓缩液连续排出。锥底部水流在越来越窄的锥壁反向作用下改变方向，由锥底向上作螺旋运动，形成二次涡流，经溢流管进入溢流筒后，从出水管排出。,（2）重力式旋流分离器,又称水力旋流沉淀池。废水也以切线方向进入器内，借进出水头差在器内呈旋转流动。,11.3 除油,11.3.1 含油废水的来源及污染特征,（1）主要来源于：石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等。,（2）比 重: 重焦油大于1.1，其余小于1。,（3）在水中存在形式分为：,浮 油：油珠粒径大于100mm。易浮于水面，形成油膜或油层。,分 散 油：油珠粒径在10100mm。主要由于剧烈的搅拌形成的。,乳 化 油：油珠粒径小于10mm，一般为0.12mm。多因表面活性剂造成。,溶 解 油：油珠比乳化油还小，可到nm级。,油类对环境污染,形成油膜，阻碍大气复氧，水中微生物分解好氧，水体处于缺氧。,对土壤，形成油膜，阻碍空气透入。,1、隔油池: 分为平流隔油池和斜管隔油池,(1) 平流隔油池,11.3.2 除油装置,集油管的构造,隔油池（隔油区）表面面积,A,隔油区表面面积，,m,2,；,Q,废水设计流量，,m,3,/h,；,u,油珠的设计上浮速度，,m/h,，当油珠粒 径为,100150mm,时，,u,0.9mm/s,；,a,隔油池表面积修正系数，由下表确定。,隔油池的计算，有两种方法,1) 按油粒上浮速度求池表面面积,a,值与速度比(,a,/,u,)的关系,V,：水流速度，,u,为上浮速度,v,/,u,20,15,10,6,3,a,1.74,1.64,1.44,1.37,1.28,由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式,u,静止水中直径为,d,的油珠的上浮速度，,cm/s,；,r,w,、,r,0,分别为水与油珠的密度，,g/cm,3,；,d, 可上浮最小油珠的粒径，cm；,m, 水的绝对粘度系数，Pas； g 重力加速度，cm/s；,j, 油珠非圆形的修正系数，一般取1.0。,b, 颗粒碰撞引起的阻力系数，可取0.95，也可用下式求解。,S, 废水中悬浮物的浓度。,废水油珠非,圆形的修正,系数，一般,去1.0,过水断面面积,A,c,隔油池的过水断面面积，,m,2,；,v,废水在隔油池中的水平流速，,m/s,， 一般取,v,15,u,，但不宜大于,15m/s (,一般取,25,m/s,),。,长宽高的确定,每格的有效水深与宽度比,(,h,/,b,),：取,0.30.4,为宜；隔油池长,L,： 每格的长宽比,(,L,/,b,),：不宜小于,4.0,。,2) 停留时间法设计池体,总有效容积,W=Qt,t,停留时间,(h),，一般取,1.52 h,。,过流面积,v,为水平流速,(mm/s),，一般取,25 mm/s,，不宜超过,15 mm/s,。,分 格 数,h,有效水深,(m),，一般为,1.52.0m,；,b,每格宽度,(m),，取,0.30.4,为宜；,d),有效长度,(m),L,=3.6,vt,上式求得的,L,/,b,不宜小于,4.0,。,建筑高度,H,(m,),H,=,h,+,h,h,水面上池壁的超高,m,，一般不小于,0.4m,。,结构池内装有斜管，斜管的倾角不小于45，池的底部装有排泥管，如废水的含泥渣量较大，还应设有污泥斗。,(2) 斜板隔油池,水中油珠沿板的下表面向上流动，然后经集油管收集排出。水中悬浮物沉降到斜板上表面，滑下落入池底部经排泥管排出。,（3）小型隔油池,应用油田废水处理主要应用除油罐。,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重新作为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。,结构特点如下图。,2、除油罐,出水方式,a) 管式图11-20 为控制液面，出水经中心柱向上，至一定高度后，由出水管引至下部排出。,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。,槽式出水方式示意图,污油含油率：一般为4050%。,（1）带式除油机（立式、卧式和倾斜式）,1）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。,11.3.3污油的脱水,除油机用类似氯丁橡胶的胶带，其,除油原理，因胶带材料具有疏水亲,油性质、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。污油浓度高，则除油率,高，出口污油含油率为60-70%,11.4.1颗粒材料过滤（用于经混凝或生物处理后低浓度悬浮物的去除）,滤料选择注意事项：,（1）滤料粒径应大些,采用石英砂为滤料时，砂粒的直径为0.5-2.0mm。,（2）耐腐蚀性应强些，滤料耐腐蚀的尺度，可用浓度为1%的Na2SO4水,溶液，将恒重后滤料浸泡28d，重量减少值以不大于1%为宜。,（3）滤料的机械强度好，成本低。,1、上向流滤池,废水自滤池下部流入，向上流经滤层，从上部流出。滤料通常采用石英,砂,11.4 过滤,上向流滤池特点,（1）截污能力强，水头损失小。,（2）配水均匀、易于观察出水水质。,（3）污物被截留在滤池下部，滤料不易冲洗干净。,2、多层滤料滤池,常用的有双层或三层,滤池,多用于饮用水处理。双层滤,料池，无烟煤粒径要求在其,滤层高度内，将75-90%的悬,浮物去除。,3、压力滤池,有立式和卧式两类。规模较大的废水处理厂宜采用卧式压力滤池。,4、新型滤料滤池,（1）塑料、石英砂双层滤料滤池,上层为塑料滤料，下层为石英砂滤料；,优点：塑料比无烟煤粒径大，而且均匀、空隙率大，所以，悬浮物截,留量大。另外，塑料密度小，反冲时采用同样的反冲强度时，塑料的,膨胀率大、清洗效果好，可缩短反洗时间。,（2）纤维球滤料滤池,5、聚结过滤池,又称粗粒化法，用于含油废水处理。,高效速纤维球滤料,特性：1）呈柔性，可压缩；2）孔隙率大，截污能力强；3）工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；4）比重略大于水，易反冲洗起来，但不易冲洗干净，也容易被冲走；5）有较强的耐磨性和抗化学侵蚀性能。,11.4.2 多孔材料过滤,1、筛网及捞毛机,清除毛纺、化纤、造纸等工业废水中含有的大量长约1-200mm的纤维类杂物，这种杂物不能通过格栅去除。,筛网：通常用金属丝或化学纤维编制而成，形式有转鼓式，转盘式、振动式等。,被截留的杂物沿筛网的斜面落到固定筛上，进一步脱水。,2、微滤机,微滤机是一个绕水平轴旋转的转鼓转鼓，废水从转鼓的敞口端进入，通过筛网进行过滤。被截留下来的固体留在筛网的内表面。固体随转鼓的旋转被带到转鼓内被冲掉。应定期清洗，以控制粘结，避免筛网堵塞。,思考题,1、过滤的定义以及分类是什么？,2、离心分离原理？,3、除油装置有哪些种类？,