含油廢水的處理---聚結(jié)波紋板和粗?；?/h1>

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1、 1 / 6 含油廢水的處理-聚結(jié)波紋板和粗?；?新鄉(xiāng)市北方濾器有限公司梁新武 一、概述 含油廢水的油粒，除重焦油相對(duì)密度比水大以外，其余大部分油粒都比水輕。這部分油粒在廢水中主要存在四種狀態(tài)： 浮上油：油滴粒徑大于100m(國(guó)外有些資認(rèn)為150m),通常是浮在水面上，俗稱“浮油”。 分散油：油滴粒徑介于10100m,這種油粒一般懸浮于水中。 乳化油：油滴粒徑小于10m，能穩(wěn)定均勻地分散于水中。 溶解油：油珠粒徑比乳化油還小，可小到幾納米，是溶液解于水中油粒。 由于油粒的比重比水小，在水中都有上浮的趨勢(shì)，油粒的上浮臨界粒徑為10m，其浮上速度為0.03cm/min,粒徑越大，則浮上速度越大，

2、越容易被從水中分離。因此處理含油廢水就是要想辦法使油粒徑盡可能變大。含油廢水常用的處理方法有重力分離、氣浮、粗?；⑺巹┓?、生物法等，近些年來(lái)，重力分離法和粗粒化法作為兩種簡(jiǎn)便的物理除油方法，無(wú)二次污染，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。 二、聚結(jié)波紋板處理含油廢水 2.1重力法和聚結(jié)波紋板除油的數(shù)學(xué)模型 重力法除油的基本原理是利用水和油的密度不同，使水中分散懸浮的油滴浮升而將其分離。對(duì)于一定粒徑的油滴其脫除效率 式中-水的密度,kg/m3 0-油的密度,kg/m3 2 / 6 g -重力加速度,m/s2 di -油滴粒徑,m AT -浮升面積,m2 -水的粘度,Pa.s Q -處理

3、量,m3/s 從式(1)可以看出：油滴的脫除效率只與油滴粒徑、油與水的物性、處理量和浮升面積有關(guān)，而與浮升高度無(wú)關(guān)(即所謂的“淺池原理”)。采用低浮升高度的多層板結(jié)構(gòu)，可以增大浮升面積，提高油滴脫除效率；而且由于板組當(dāng)量直徑的減小，可使流體在較大流量下保持層流狀態(tài)，有利于油滴的浮升。 采用密置型波紋板可以分離的最小油滴粒徑： 式中-可以分離的最小油滴粒徑,m n -密集波紋板層數(shù) B -密集波紋板寬度,m L -密集波紋板長(zhǎng)度,m 從式(2)則可以看出，在密集波紋板結(jié)構(gòu)中，層數(shù)越多，板間距越小，在相同處理量下，可以完全分離的油滴粒徑越小，脫油效率越高；或者層數(shù)越多，在相同分離效率下，處理量可以

4、增加，停留時(shí)間相應(yīng)縮短。 2.2聚結(jié)波紋板除油機(jī)理 傳統(tǒng)的平流板式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)和傾斜板式隔油池(CPI)的能除去油珠的最小粒徑為60m,而密置型聚結(jié)波紋板分離器己將除去油珠的最小粒徑降為25m,它是將重力分離法與聚結(jié)法相結(jié)合，通過(guò)選擇合適的波紋板材，并對(duì)分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高重力分離法的除油效果。 3 / 6 聚結(jié)波紋板之所以有優(yōu)異的除油效果，主要來(lái)自兩方面的原因： 結(jié)構(gòu)特性：波紋板除油原理主要是利用油、水的比重差，使油珠浮集在板的波峰處而分離去除，借助淺池沉淀原理，制成波紋板變間距變水流流線，過(guò)水?dāng)嗝媸亲兓?，水流呈擴(kuò)散、收縮狀態(tài)交替流動(dòng)，產(chǎn)生了

5、脈動(dòng)(正弦)水流，使油珠之間增加了碰撞機(jī)率，促使小油珠變大，加快油珠的上浮速度，達(dá)到油水分離的目的。 材料特性：利用具有親油疏水性的聚結(jié)材料作為波紋板材。由于波紋板材質(zhì)是親油的，因此首先在波紋板表面形成一層油膜，油膜逐漸加厚，借助油的表面張力形成一定大小油珠之后，受其油珠本身的重力及水流的沖擊力使油珠脫落，隨水流經(jīng)波峰處浮油孔上浮，同時(shí)由于波紋板增加了聚結(jié)表面積，延長(zhǎng)了油水的停流時(shí)間,使油粒充分聚結(jié),增強(qiáng)了除油效果。 如圖1,分散在連續(xù)相水中的油滴由于浮力作用不斷上浮，當(dāng)油滴浮升到上層聚結(jié)板的下表面時(shí)，通過(guò)吸附、潤(rùn)濕、碰撞和聚結(jié)等作用，形成油膜，沿聚結(jié)板表面移動(dòng)、脫落；同理，連續(xù)相的水則在重力

6、作用下沉降，最后到達(dá)下層聚結(jié)板的上表面，實(shí)現(xiàn)水和油的分離。 圖1液滴在聚結(jié)板式油水分離器內(nèi)的分離過(guò)程 2.3聚結(jié)波紋板材料選擇與板組結(jié)構(gòu)形式 聚結(jié)法的關(guān)鍵是聚結(jié)材料的選擇,油、水在材料表面形成的接觸角大小，將直接影響到聚結(jié)波紋板的除油效果。油與材料的表面的接觸角越小,材料的親油性越好,水與材料的表面的接觸角越大,材料的疏水性越好,則波紋板的聚結(jié)效果越好。國(guó)內(nèi)某科研單位最新研制出了復(fù)合式聚結(jié)波紋板,它是在保持現(xiàn)有聚丙板下表面親油性的的礎(chǔ)上,通過(guò)化學(xué)處理,增大水與聚丙板上表面的接觸角，使上表面具有很強(qiáng)的親水性,從而強(qiáng)化了油水分離過(guò)程,使聚結(jié)波紋板除油效率提高了25%,水中含油量小于30mg/L。

7、表1油、水與待選擇的幾種材料的接觸角 波紋板材 料 4 / 6 鍍鋅板 PVC板 聚丙烯板 聚乙烯板角 39o 21.5o 40.5 o 39o 油與其接觸 角 77.5 o 56 o 92 o 88o 水與其接觸 波紋板板組的排列構(gòu)成有圖2和圖3兩種結(jié)構(gòu)。 圖2是“峰峰對(duì)置”型結(jié)構(gòu),這種在波峰處開有益油孔,波谷處開有漏渣孔，孔徑約12mm,波紋板間距一般在4060mm之間,將若干塊波紋板按固定板間距堆放在一起并固定即構(gòu)成聚結(jié)波紋板組。 圖3是“峰谷對(duì)置”型結(jié)構(gòu),波紋板間交錯(cuò)疊放(90o或45o),并相互固粘接在一起,不需要波紋板內(nèi)部支撐，這種波紋板組通常又稱孔板波紋規(guī)整填料，波紋板表面按規(guī)律

8、分布著孔，孔徑約12mm。 5 / 6 圖2峰峰對(duì)置圖3峰谷對(duì)置 2.4聚結(jié)波紋板油水分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化選擇 聚結(jié)波紋板長(zhǎng)度 在液流量一定的情況下，聚結(jié)板越長(zhǎng)，則液體在聚結(jié)板內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，油水分離效果越好。但隨著聚結(jié)板長(zhǎng)度的增加，設(shè)備的體積增大，投資增加，而且當(dāng)長(zhǎng)度增加到一定值時(shí)，除油效率并不能明顯隨之升高,試驗(yàn)研究表明,波紋板長(zhǎng)度的最佳取值為700800mm。 聚結(jié)波紋板峰高 聚結(jié)波紋板峰高的大小決定液滴浮升或沉降距離的長(zhǎng)短及聚結(jié)板比表面積的大小，對(duì)分離效果有重要的影響。峰高越小，則液滴浮升或沉降的距離越短、聚結(jié)板比表面積越大，對(duì)分離越有利。但太小時(shí)，聚結(jié)板的油膜會(huì)占據(jù)大量的流通截面，

9、導(dǎo)致液體流速過(guò)高，反而對(duì)除油效果產(chǎn)生負(fù)面影響。理想的峰高是10mm，依據(jù)水中含油及懸浮物的多少，可以加以調(diào)整。 傾角 液滴在聚結(jié)板上的聚結(jié)易受流體中微量表面活性劑的影響，增大聚結(jié)板放置傾角，可加速液膜表面“更新”，同時(shí)增加液滴的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，縮短聚結(jié)時(shí)間，提高分離效果。但當(dāng)太大時(shí)，聚結(jié)板上的液膜容易斷流，對(duì)分離過(guò)程起負(fù)面作用。最適宜的傾角范圍是1530o。 流量 流量越大,聚結(jié)分離效果越差,最大的液流速度為18m/h。 2.5典型聚結(jié)波紋板油水分離器原理圖 圖4 “波峰對(duì)波峰”式油水分離器原理圖 圖5 “波峰對(duì)波谷”式油水分離器原理圖 三、粗?；ㄌ幚砗蛷U水 6 / 6 粗粒化法也稱聚結(jié)法，

10、主要利用疏水親油型材料，如聚丙烯纖維或玻璃纖維制的成粗?；蛛x水中的油。當(dāng)含油廢水流經(jīng)一些疏水親油物質(zhì)時(shí)，油珠在潤(rùn)濕、聚結(jié)、碰撞聚結(jié)、截留、附著等聯(lián)合作用下聚集成較大的油珠，因而有利于油的分離。粗?；ǖ年P(guān)鍵是選擇或制備適當(dāng)?shù)拇至；牧?，目前粗粒化法處理后的水中含水量油量小?mg/L，對(duì)乳化油有著非常好的分離效果。粗?；ǖ膬?yōu)點(diǎn)是：設(shè)備小，占地面積小，能耗低。缺點(diǎn)是粗?；锥氯?，壽命短，使用維護(hù)成本高。還有一點(diǎn)需值得注意的就是粗粒化材料會(huì)受水中的微量活性劑的影響，分離水中油的效果顯著下降或是不越作用。 四、總結(jié)通過(guò)上面對(duì)聚結(jié)波紋板和粗粒法化的分別介紹，作為物理法處理含油廢水，它們有著各自的優(yōu)勢(shì)，但又各有其不足的地方，如聚結(jié)波