[工學(xué)]第章 工業(yè)廢水物理處理

1、第十一章第十一章 工業(yè)廢水的物理處理工業(yè)廢水的物理處理11.1 11.1 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池11.1.1 11.1.1 水量調(diào)節(jié)池水量調(diào)節(jié)池 池中最高水位池中最高水位不高于進(jìn)水管的不高于進(jìn)水管的設(shè)計(jì)水位，有效設(shè)計(jì)水位，有效水深一般為水深一般為2-3m2-3m。11.1.2水質(zhì)調(diào)節(jié)池水質(zhì)調(diào)節(jié)池1 1、普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池、普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池物料平衡物料平衡例題例題11-1 p44911-1 p4492 2、穿孔導(dǎo)流槽式水質(zhì)調(diào)節(jié)池、穿孔導(dǎo)流槽式水質(zhì)調(diào)節(jié)池例題例題11-2 p45111-2 p451調(diào)節(jié)池容積計(jì)算公式：調(diào)節(jié)池容積計(jì)算公式：同時(shí)進(jìn)入調(diào)節(jié)池的廢水，由于流程同時(shí)進(jìn)入調(diào)節(jié)池的廢水，由于流程長短不同，使前后進(jìn)

2、入調(diào)節(jié)池長短不同，使前后進(jìn)入調(diào)節(jié)池的廢水相結(jié)合，以此來均和水的廢水相結(jié)合，以此來均和水質(zhì)。質(zhì)。11.1.3 11.1.3 分流貯水池分流貯水池對某些工業(yè)，如有偶對某些工業(yè)，如有偶然泄露或周期性沖擊然泄露或周期性沖擊負(fù)荷發(fā)生時(shí)，宜設(shè)分負(fù)荷發(fā)生時(shí)，宜設(shè)分流貯水池。當(dāng)廢水濃流貯水池。當(dāng)廢水濃度超過某一設(shè)定值度超過某一設(shè)定值時(shí)，將廢水放進(jìn)分流時(shí)，將廢水放進(jìn)分流貯水池。貯水池。11.1.4 11.1.4 調(diào)節(jié)池的攪拌調(diào)節(jié)池的攪拌1 1 水泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌（在調(diào)節(jié)池底設(shè)穿孔管，穿孔管與水泵壓水管相連，水泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌（在調(diào)節(jié)池底設(shè)穿孔管，穿孔管與水泵壓水管相連，用壓力水進(jìn)行攪拌）用壓力水進(jìn)行攪拌）2 2 空

3、氣攪拌（壓縮空氣進(jìn)行攪拌）空氣攪拌（壓縮空氣進(jìn)行攪拌）3 3 機(jī)械攪拌（機(jī)械攪拌設(shè)備，如漿式、推進(jìn)式等，設(shè)備常年浸于水中，機(jī)械攪拌（機(jī)械攪拌設(shè)備，如漿式、推進(jìn)式等，設(shè)備常年浸于水中，易受腐蝕，運(yùn)行費(fèi)用較高）易受腐蝕，運(yùn)行費(fèi)用較高）11.2 11.2 離心分離離心分離11.2.1 11.2.1 離心分離原理離心分離原理使水旋轉(zhuǎn)，水中的懸浮顆粒和水都會(huì)受離心力的作用，懸浮顆粒使水旋轉(zhuǎn)，水中的懸浮顆粒和水都會(huì)受離心力的作用，懸浮顆粒密度密度( (r r) )大于水的大于水的( (r r0)0)向遠(yuǎn)離軸心方向移動(dòng)，向遠(yuǎn)離軸心方向移動(dòng)， rr 30003000（乳化油和蛋白（乳化油和蛋白 質(zhì)等密度較小的

4、微細(xì)懸浮物分離）；質(zhì)等密度較小的微細(xì)懸浮物分離）；中速離心機(jī)：中速離心機(jī)：10001000a a30003000；低速低速( (常速常速) )離心機(jī)：把離心機(jī)：把10001000a a（與水有較大密度差的（與水有較大密度差的 懸浮物分離）懸浮物分離）按結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu) 可分為碟式離心機(jī)、管式離心機(jī)和螺旋式離心機(jī)。可分為碟式離心機(jī)、管式離心機(jī)和螺旋式離心機(jī)。按轉(zhuǎn)鼓的安裝角度按轉(zhuǎn)鼓的安裝角度 分為立式和臥式離心機(jī)。分為立式和臥式離心機(jī)。分離因素分離因素( (a )離心加速度離心加速度/ /重力加速度重力加速度m2r/mg m2r/mg 2 2、水力旋流器、水力旋流器d)d)錐體角度錐體角度q q =10

5、15 =1015e)e)中心溢流管直徑中心溢流管直徑d d0 0=(0.250.3)=(0.250.3)d df)f)進(jìn)水管直徑進(jìn)水管直徑 d d1 1=(0.20.4)=(0.20.4)d dg)g)出水管直徑出水管直徑 d d2 2=(0.250.5)=(0.250.5)d dh) h) 錐底直徑錐底直徑d d3 3=(0.50.8)=(0.50.8)d d（1 1）壓力式水力旋流器）壓力式水力旋流器a)a)圓簡直徑圓簡直徑d d 一般一般500mm500mmb)b)圓簡高度圓簡高度h h0 0h h0 0=1.7=1.7d dc)c)錐體高度錐體高度h hk kh hk k=3=3h h

6、0 0廢水通過加壓后以切線方式進(jìn)入廢水通過加壓后以切線方式進(jìn)入器內(nèi)，廢水在器內(nèi)沿器壁向器內(nèi)，廢水在器內(nèi)沿器壁向下作螺旋運(yùn)動(dòng)的一次渦流，下作螺旋運(yùn)動(dòng)的一次渦流，廢水中粒徑及密度較大的懸廢水中粒徑及密度較大的懸浮顆粒被拋向器壁，并在下浮顆粒被拋向器壁，并在下旋水推動(dòng)和重力作用下沿器旋水推動(dòng)和重力作用下沿器壁下滑，在錐底形成濃縮液壁下滑，在錐底形成濃縮液連續(xù)排出。錐底部水流在越連續(xù)排出。錐底部水流在越來越窄的錐壁反向作用下改來越窄的錐壁反向作用下改變方向，由錐底向上作螺旋變方向，由錐底向上作螺旋運(yùn)動(dòng)，形成二次渦流，經(jīng)溢運(yùn)動(dòng)，形成二次渦流，經(jīng)溢流管進(jìn)入溢流筒后，從出水流管進(jìn)入溢流筒后，從出水管排出。管

7、排出。（2 2）重力式旋流分離器）重力式旋流分離器又稱水力旋流沉淀池。廢水也又稱水力旋流沉淀池。廢水也以切線方向進(jìn)入器內(nèi)，借以切線方向進(jìn)入器內(nèi)，借進(jìn)出水頭差在器內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)進(jìn)出水頭差在器內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。流動(dòng)。11.3 11.3 除油除油11.3.1 11.3.1 含油廢水的來源及污染特征含油廢水的來源及污染特征 （1 1）主要來源于：）主要來源于：石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機(jī)石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機(jī)械加工等。械加工等。（2 2）比）比 重重: : 重焦油大于重焦油大于1.11.1，其余小于，其余小于1 1。（3 3）在水中存在形式分為：）在水中存在形式分為：n浮浮 油

8、油：油珠粒徑大于：油珠粒徑大于100100m mm m。易浮于水面，形成油膜或油層。易浮于水面，形成油膜或油層。n分分 散散 油油：油珠粒徑在：油珠粒徑在1010010100m mm m。主要由于劇烈的攪拌形成的。主要由于劇烈的攪拌形成的。n乳乳 化化 油油：油珠粒徑小于：油珠粒徑小于1010m mm m，一般為，一般為0.120.12m mm m。多因表面活性。多因表面活性劑造成。劑造成。n溶溶 解解 油油：油珠比乳化油還小，可到：油珠比乳化油還小，可到nmnm級。級。油類對環(huán)境污染油類對環(huán)境污染形成油膜，阻礙大氣復(fù)氧，水中微生物分解好氧，水體處于缺氧。形成油膜，阻礙大氣復(fù)氧，水中微生物分解

9、好氧，水體處于缺氧。對土壤，形成油膜，阻礙空氣透入。對土壤，形成油膜，阻礙空氣透入。 1 1、隔油池、隔油池: : 分為平流隔油池和斜管隔油池分為平流隔油池和斜管隔油池(1) (1) 平流隔油池平流隔油池11.3.2 11.3.2 除油裝置除油裝置集油管的構(gòu)造集油管的構(gòu)造a)a)隔油池（隔油區(qū)）表面面積隔油池（隔油區(qū)）表面面積b)b)a a 隔油區(qū)表面面積，隔油區(qū)表面面積，m m2 2；q q 廢水設(shè)計(jì)流量，廢水設(shè)計(jì)流量，m m3 3/h/h；u u 油珠的設(shè)計(jì)上浮速度，油珠的設(shè)計(jì)上浮速度，m/hm/h，當(dāng)油珠粒，當(dāng)油珠粒 徑為徑為100150mm100150mm時(shí)，時(shí)，u u0.9mm/s0

10、.9mm/s；a a 隔油池表面積修正系數(shù)，由下表確定。隔油池表面積修正系數(shù)，由下表確定。 隔油池的計(jì)算，有兩種方法隔油池的計(jì)算，有兩種方法1) 1) 按油粒上浮速度求池表面面積按油粒上浮速度求池表面面積uqaa a值與速度比值與速度比( (a a/ /u u) )的關(guān)系的關(guān)系v v：水流速度，：水流速度，u u為上浮速度為上浮速度v v/ /u u2020151510106 63 3a a1.741.741.641.641.441.441.371.371.281.28c)c)由公式求得上浮速度修正的斯篤克斯公式由公式求得上浮速度修正的斯篤克斯公式 u u 靜止水中直徑為靜止水中直徑為d d的

11、油珠的上浮速度，的油珠的上浮速度，cm/scm/s； r rw w、r r0 0 分別為水與油珠的密度，分別為水與油珠的密度，g/cmg/cm3 3； 2018dguw d d 可上浮最小油珠的粒徑，可上浮最小油珠的粒徑，cmcm； m m 水的絕對粘度系數(shù)，水的絕對粘度系數(shù)，papas s； g g 重力加速度，重力加速度，cm/scm/s； j j 油珠非圓形的修正系數(shù)，一般取油珠非圓形的修正系數(shù)，一般取1.01.0。b b 顆粒碰撞引起的阻力系數(shù)，可取顆粒碰撞引起的阻力系數(shù)，可取0.950.95，也可用下式求，也可用下式求解。解。 s s 廢水中懸浮物的濃度。廢水中懸浮物的濃度。 242

12、41048 . 0104ss廢水油珠非廢水油珠非圓形的修正圓形的修正系數(shù)，一般系數(shù)，一般去去1.01.0d)d)過水?dāng)嗝婷娣e過水?dāng)嗝婷娣e a ac c 隔油池的過水?dāng)嗝婷娣e，隔油池的過水?dāng)嗝婷娣e，m m2 2； v v 廢水在隔油池中的水平流速，廢水在隔油池中的水平流速，m/sm/s， 一般取一般取v v1515u u，但不宜大于，但不宜大于15m/s15m/s ( (一般取一般取25 m/s25 m/s) )。vqace)e)長寬高的確定長寬高的確定每格的有效水深與寬度比每格的有效水深與寬度比( (h h/ /b b) )：取取0.30.40.30.4為宜；為宜；隔油池長隔油池長l l： 每

13、格的長寬比每格的長寬比( (l l/ /b b) )：不宜小于：不宜小于4.04.0。 huvl2) 2) 停留時(shí)間法設(shè)計(jì)池體停留時(shí)間法設(shè)計(jì)池體a)a)總有效容積總有效容積 w=qtw=qt t t停留時(shí)間停留時(shí)間 (h)(h)，一般取，一般取1.52 h1.52 h。b)b)過流面積過流面積 v v 為水平流速為水平流速 (mm/s)(mm/s)，一般取，一般取25 mm/s25 mm/s，不宜超過，不宜超過15 mm/s15 mm/s。 vqac6 . 3c)c) 分分 格格 數(shù)數(shù) h h 有效水深有效水深(m)(m)，一般為，一般為1.52.0m1.52.0m； b b 每格寬度每格寬度

14、(m)(m)，取，取0.30.40.30.4為宜；為宜； d) d) 有效長度有效長度(m)(m) l l=3.6=3.6vtvt上式求得的上式求得的l l/ /b b不宜小于不宜小于4.04.0。 hbance)e)建筑高度建筑高度h h(m(m) ) h h= =h h+ +h h hh水面上池壁的超高水面上池壁的超高m m，一般不小于，一般不小于0.4m0.4m。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)池內(nèi)裝有斜管，斜管的傾角不小于池內(nèi)裝有斜管，斜管的傾角不小于4545，池的底部裝有排泥管，池的底部裝有排泥管，如廢水的含泥渣量較大，還應(yīng)設(shè)有污泥斗。如廢水的含泥渣量較大，還應(yīng)設(shè)有污泥斗。(2) (2) 斜板隔油池斜板隔

15、油池水中油珠沿板的下表面向水中油珠沿板的下表面向上流動(dòng)，然后經(jīng)集油上流動(dòng)，然后經(jīng)集油管收集排出。水中懸管收集排出。水中懸浮物沉降到斜板上表浮物沉降到斜板上表面，滑下落入池底部面，滑下落入池底部經(jīng)排泥管排出。經(jīng)排泥管排出。（3 3）小型隔油池）小型隔油池 應(yīng)用應(yīng)用油田廢水處理主要應(yīng)用除油罐。油田廢水處理主要應(yīng)用除油罐。 工作原理工作原理是通過上進(jìn)水，下出水，油污通過浮力上升到液面后被收集重是通過上進(jìn)水，下出水，油污通過浮力上升到液面后被收集重新作為原油，從而達(dá)到了回收和處理的雙重目的。新作為原油，從而達(dá)到了回收和處理的雙重目的。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下圖。如下圖。2 2、除油罐、除油罐出水方式出水

16、方式a) a) 管式管式圖圖11-20 11-20 為控制液面，出水經(jīng)中心柱向上，至一定高度后，由為控制液面，出水經(jīng)中心柱向上，至一定高度后，由出水管引至下部排出。出水管引至下部排出。a)a)槽式槽式槽式不用水位計(jì)算，可通過調(diào)試堰板高度來調(diào)節(jié)罐內(nèi)水位。使槽式不用水位計(jì)算，可通過調(diào)試堰板高度來調(diào)節(jié)罐內(nèi)水位。使用較多的是槽式。用較多的是槽式。槽式出水方式示意圖槽式出水方式示意圖污油含油率污油含油率：一般為：一般為4050%4050%。 （1 1）帶式除油機(jī)（立式、臥式和傾斜式）帶式除油機(jī)（立式、臥式和傾斜式） 1 1）原理）原理利用具有疏水親油性的膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將浮油帶出水面后經(jīng)內(nèi)外利用具有疏水親油

17、性的膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將浮油帶出水面后經(jīng)內(nèi)外刮板將油刮入集油槽內(nèi)。刮板將油刮入集油槽內(nèi)。11.3.311.3.3污油的脫水污油的脫水除油機(jī)用類似氯丁橡膠的膠帶，其除油機(jī)用類似氯丁橡膠的膠帶，其除油原理，因膠帶材料具有疏水親除油原理，因膠帶材料具有疏水親油性質(zhì)、膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將浮油帶出油性質(zhì)、膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將浮油帶出水面后，經(jīng)內(nèi)、外刮板將油刮入集水面后，經(jīng)內(nèi)、外刮板將油刮入集油槽內(nèi)。污油濃度高，則除油率油槽內(nèi)。污油濃度高，則除油率高，出口污油含油率為高，出口污油含油率為60-70%11.4.111.4.1顆粒材料過濾（用于經(jīng)混凝或生物處理后低濃度懸浮物的去除）顆粒材料過濾（用于經(jīng)混凝或生物處理后低濃度懸浮

18、物的去除）濾料選擇注意事項(xiàng)：濾料選擇注意事項(xiàng)：（1 1）濾料粒徑應(yīng)大些）濾料粒徑應(yīng)大些, ,采用石英砂為濾料時(shí)，砂粒的直徑為采用石英砂為濾料時(shí)，砂粒的直徑為0.5-2.0mm0.5-2.0mm。（2 2）耐腐蝕性應(yīng)強(qiáng)些，濾料耐腐蝕的尺度，可用濃度為）耐腐蝕性應(yīng)強(qiáng)些，濾料耐腐蝕的尺度，可用濃度為1%1%的的na2so4na2so4水水 溶液，將恒重后濾料浸泡溶液，將恒重后濾料浸泡28d28d，重量減少值以不大于，重量減少值以不大于1%1%為宜。為宜。（3 3）濾料的機(jī)械強(qiáng)度好，成本低。）濾料的機(jī)械強(qiáng)度好，成本低。1 1、上向流濾池、上向流濾池廢水自濾池下部流入，向上流經(jīng)濾層，從上部流出。濾料通常

19、采用石英廢水自濾池下部流入，向上流經(jīng)濾層，從上部流出。濾料通常采用石英砂砂11.4 11.4 過濾過濾上向流濾池特點(diǎn)上向流濾池特點(diǎn)（1 1）截污能力強(qiáng)，水頭損失小。）截污能力強(qiáng)，水頭損失小。（2 2）配水均勻、易于觀察出水水質(zhì)。）配水均勻、易于觀察出水水質(zhì)。（3 3）污物被截留在濾池下部，濾料不易沖洗干凈。）污物被截留在濾池下部，濾料不易沖洗干凈。2 2、多層濾料濾池、多層濾料濾池常用的有雙層或三層常用的有雙層或三層濾池濾池多用于飲用水處理。雙層濾多用于飲用水處理。雙層濾料池，無煙煤粒徑要求在其料池，無煙煤粒徑要求在其濾層高度內(nèi)，將濾層高度內(nèi)，將75-90%75-90%的懸的懸浮物去除。浮物去

20、除。3 3、壓力濾池、壓力濾池有立式和臥式兩類。規(guī)模較大的廢水處理廠宜采用臥式壓力濾池。有立式和臥式兩類。規(guī)模較大的廢水處理廠宜采用臥式壓力濾池。4 4、新型濾料濾池、新型濾料濾池（1 1）塑料、石英砂雙層濾料濾池）塑料、石英砂雙層濾料濾池上層為塑料濾料，下層為石英砂濾料；上層為塑料濾料，下層為石英砂濾料；優(yōu)點(diǎn)：塑料比無煙煤粒徑大，而且均勻、空隙率大，所以，懸浮物截優(yōu)點(diǎn)：塑料比無煙煤粒徑大，而且均勻、空隙率大，所以，懸浮物截留量大。另外，塑料密度小，反沖時(shí)采用同樣的反沖強(qiáng)度時(shí)，塑料的留量大。另外，塑料密度小，反沖時(shí)采用同樣的反沖強(qiáng)度時(shí)，塑料的膨脹率大、清洗效果好，可縮短反洗時(shí)間。膨脹率大、清洗效果好，可縮短反洗時(shí)間。（2 2）纖維球?yàn)V料濾池）纖維球?yàn)V料濾池5 5、聚結(jié)過濾池、聚結(jié)過濾池又稱粗粒化法，用于含油廢水處理。又稱粗?；?，用于含油廢水處理。n高效速纖維球?yàn)V料高效速纖維球?yàn)V料特性：特性：1 1）呈柔性，可壓縮；呈柔性，可壓縮；2 2）孔隙率大，截污能力強(qiáng)；）孔隙率大，截污能力強(qiáng)；3