第2章 2.4廢水的隔油破乳氣浮

§2.4隔油和破乳來源：石油開采、石油化工、鋼鐵、煉焦、煤氣發(fā)生站、機械加工、紡織工業(yè)、輕工制革、食品加工等等分類：浮油（>80μm）分散油（10－80μm

）乳化油（<10μm

，0.1－2μm

）溶解油油的狀態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油油滴的粒徑較大，可以依靠油水密度差而從水中分離出來，對于石油煉廠廢水而言，這種狀態(tài)的油一般占廢水中含油量的60%-80%左右。粒徑：80μm以上平流分離：100～150μm；斜板：80μm以上非常細小的油滴，由于其表面上有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并，故不能用靜沉法從廢水中分離出來；若能消除乳化劑的作用，乳化油劑可轉(zhuǎn)化為可浮油，稱為破乳，乳化油經(jīng)過破乳之后，就能用沉淀法分離。細分散油粒：10～80μm；乳化油：粒徑<10μm油品在水中的溶解度非常低，只有幾個毫克每升。溶解油：5～15mg/L一、海上油污染及處理方法簡述西班牙西北部海岸被污染的海灘2002年巴哈馬籍油輪“威望號”燃料油泄漏西班牙一名志愿者在清理被污染的海灘

中石油大連輸油管道爆炸泄漏事故（2010年）新西蘭北島海面上發(fā)生漏油事件（2011年）2010年墨西哥灣石油泄露美國德克薩斯州州高島，被發(fā)光的油污染的洪水包圍了英國石油泄露控制七種方案設置隔離帶投加化油劑（表面活性物質(zhì)，增溶）吸油棒控油罩吸油管“滅頂法”減壓井海洋油污染的主要來源1.船只傾覆2.油井事故魚類生存遭到危害海洋油污染的危害為防石油污染企鵝也得穿毛衣

海里的油污染危及海鳥的生存

海上油污染及處理①撈取法：主要對能結(jié)塊的原油進行網(wǎng)撈;②吸取法：主要對液體態(tài)的成品油和油制品進行吸取;③化油法：是將化油劑噴入液態(tài)油中,使油乳化成微小顆粒，加速微生物的降解過程。二、含油廢水的有效處置黃河蘭州段遭遇罕見污染（2003年）蘭州機車廠污水處理設施停運期間生產(chǎn)處于正常狀態(tài)

廣州番禺珠崗有色金屬軋延廠廢油泄漏20公頃農(nóng)田被染黑絕收（2004年）

(生產(chǎn)鋁材)油污染危害：水體：形成油膜，阻礙復氧，乳化油耗氧，水體二氧化碳濃度升高酸度上升，生物死亡。土壤：形成油膜，空氣難以進入，破壞土層團粒結(jié)構(gòu)，植物死亡。對污水廠處理效果有影響處理方法：就近處理：成分已知，資源回收，不易乳化。主要方法：浮油、重油：重力分離；

乳化油：氣浮、電解、混凝沉淀。1.隔油分離裝置

平流式隔油池表面負荷：1-2m3/m2h，停留時間:2h集油管一般直徑為200-300mm隔油池每格寬度一般為：6m、4.5m、3m、2.5m、2m。采用人工除浮油時，每格寬不宜超過3m?？梢匀コ睆綖?00-500μm的油珠。平流式隔油池斜板隔油池小型隔油池一般流速為：0.002-0.01m/s食用油：小于0.005m/s停留時間：0.5-1min池內(nèi)水平流速：0.002-0.01m/s停留時間2-10min排油周期：5-7天。除油罐（油田）

隔油池生物降解處理系統(tǒng)2.乳化油及破乳乳化類型：水包油（W/O）：分散相是油滴油包水（O/W）：分散相是水乳化油來源：人為配制：加入乳化劑（表面活性劑、固體粉末等）“自然”形成：含油廢水與含有乳化劑的廢水混和而成破乳方法投加換型乳化劑（如肥皂液加入氯化鈣）投加鹽類投加酸類（鈉皂轉(zhuǎn)化為有機酸和鈉鹽）投加不能成為乳化劑的表面活性劑（如異戊醇）劇烈攪拌、振蕩、離心進行油水分離攔截粉末狀乳化劑及油滴(以粉末為乳化劑)改變溫度破壞乳狀液穩(wěn)定性（加熱、降溫）五廢水的氣浮水和廢水的氣浮法處理技術(shù)是將空氣以微小氣泡形式通入水中，有時在投加混凝劑或浮選劑的條件下，使微氣泡與水中的懸浮顆粒粘附，形成水—氣泡—顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，集團的密度小于水即上浮水面，從水中分離出去，形成浮渣層。

氣浮工藝條件及應用范圍條件：向水中提供足夠量的細微氣泡污水中的污染物質(zhì)能行成懸浮狀態(tài)氣泡與懸浮物質(zhì)產(chǎn)生黏附作用范圍：分離地面水中的細小懸浮物、藻類及微絮體回收工業(yè)中的有用物質(zhì)（紙漿、填料等）替代二沉池，分離和濃縮剩余活性污泥分離含有廢水中的乳化油、懸浮油回收分子或離子形態(tài)的目的物（表面活性劑、金屬離子）氣浮工藝流程

氣浮是一個技術(shù)集成度較高的單元1.1氣浮的類型氣浮的核心在于氣泡的制造和系統(tǒng)的穩(wěn)定按生產(chǎn)微細氣泡的方法，氣浮法分為（1）電解氣?。?）機械分散空氣氣?。ㄎ馀萜貧鈿飧『图羟袣馀輾飧。?）加壓溶解空氣氣浮等方法（最為常用，問題最多）此外，還有射流氣浮、超聲流體造泡等新開發(fā)的方法

1.2氣浮的原理氣浮的微觀問題涉及界面化學和多相流體力學氣浮分離模式圖界面張力平衡圖示界面能E與界面張力的關系如下：界面能與受力θ小，親水性，界面能降低，顆粒不易與氣泡吸附θ大，憎水性，界面能變大，顆粒容易與氣泡吸附對于氣－液表面張力很小的體系，有利于形成氣泡，但是界面能很小，不利于吸附。粘附前：粘附后：力平衡有：顆粒的相界面受力情況微氣泡與懸浮顆粒的三種黏附方式分別為：吸附、氣泡頂托、氣泡裹挾?；瘜W藥劑對氣浮效果的影響混凝劑：改變顆粒親水性能，增大顆粒大小，提高氣浮效率浮選劑：松香油、表面活性劑、硬脂酸鹽等。利于氣泡黏附助凝劑：提高懸浮顆粒表面的水密性，提高顆粒的可浮性。抑制劑：抑制某些物質(zhì)的浮上性能，選擇的去除物質(zhì)。如選礦。調(diào)節(jié)劑：調(diào)節(jié)pH，改變氣泡分散度，提高顆粒與氣泡黏附力。1.3氣浮實驗裝置空氣在純水中的溶解度空氣在水中的溶解數(shù)量和時間壓力溶氣系統(tǒng)（溶氣罐）壓力溶氣系統(tǒng)主要包括：加壓水泵、壓力溶氣罐、空氣供給設備、其它附屬設備。壓力溶氣罐主要參數(shù)：過流密度：2500-5000m3/（m2d）填料層高度：0.8-1.3m液位控制高度：0.6-1.0m溶氣罐壓力：〉0.6Mpa溶氣方式：水泵吸水管吸氣溶氣；射流溶氣；空壓機供氣。射流造泡器射流的設計參數(shù)1.4幾種氣浮技術(shù)

加壓溶氣氣浮工藝圖全溶氣氣浮加壓溶氣氣浮系統(tǒng)氣浮工藝流程全溶氣加壓氣浮氣浮工藝流程回流加壓氣浮氣浮工藝流程部分溶氣加壓氣浮平流式氣浮池平流式氣浮池優(yōu)點：池深淺、造價低、構(gòu)造簡單缺點：分離部分容積利用率不高。設計一般規(guī)定：有效水深1.5-2.0m，單格寬小于10m，長小于15m，寬深比不小于0.3，長寬比一般建議取1.5：1---1：1。反應池停留時間10-20分鐘，廢水進入時流速小于0.1m/s。氣浮分離室停留時間10-20分鐘，表面負荷6-8m3/m2h。設計計算過程：真空氣浮氣浮工藝流程電解氣浮氣浮工藝流程電解氣浮L’H散氣氣浮法通過微孔陶瓷、微孔塑料等板管將壓縮空氣形成氣泡分散于水中實現(xiàn)氣浮。此法簡單易行，但所得氣泡偏大，氣泡直徑可達1—10mm，氣浮效果不佳。剪切氣泡氣浮法剪切氣泡氣浮宜用于懸浮物濃度高的廢水，設備不易堵塞。除油效果可達80％。適合于廢水量小、污染物濃度高的廢水葉輪氣浮池的設計1)

總?cè)莘e

W=αQt（m3）

式中：

Q——處理廢水量，m3/min

t——氣浮時間，為16～20min

α——系數(shù)一般1.1～1.42)總面積

F=W/hh——氣浮池工作水深1.5～2m，而<3m

每座氣浮池的表面積

f=36D2

采用正方形，邊長L=6D（D——葉輪直徑200～400mm）

一個葉輪能吸入的水氣混合體量q為：

α——曝氣系數(shù)，試驗確定，可取0.35n----

氣浮池個數(shù)。高效淺池氣浮設備系統(tǒng)特點：1.利用零速原理：水從池中心進水，布水管順時針旋轉(zhuǎn)，水從管內(nèi)反向噴出；這樣水相對池壁速度接近零速，對池中的水無攪動，使得水中的顆粒在靜態(tài)下上浮或沉降。2.利用淺池理論：水深一般為650mm；上浮路徑短、阻力小、速度快。3.利用溶氣理論：采用壓力較高的溶氣管；單位體積內(nèi)溶氣量較高，氣浮效果好。4.先進的撇渣斗：螺旋渣斗撇渣攪動小，效果好。5.先進的出水管：出水管旋轉(zhuǎn)；清水隨時排出。6.刮泥板的設置：使得下沉的污泥隨時排除。1.氣浮池

2.溶藥罐3.加藥泵4.空壓機

5.溶氣管6.原水池7.原水泵

8.浮渣池

9.清水池10.溶氣水泵

11.污泥排除口12.排空口內(nèi)循環(huán)式射流加壓溶氣主要氣浮法的比較名稱溶氣氣浮機械分散氣浮電解氣浮產(chǎn)氣方式1、加壓溶氣；2、真空產(chǎn)氣1、微孔板曝氣；2、機械剪切電解氣泡尺寸加壓：50-150μm真空：20-100μm0.5-1.0mm氫氣泡：≤30μm氧氣泡：≤60μm表面負荷m3/m2h5-105-1010-50主要用途給水凈化、生活污水、工業(yè)廢水?？扇〈恋砗统吻?，可用于水的深度處理的預處理及污泥濃縮礦物浮選、生活污水和工業(yè)廢水處理。如油脂、羊毛脂等廢水的初級處理。表面活性劑的泡沫分離等工業(yè)廢水處理。含各種金屬離子、油脂、乳酪、色度和有機物的廢水處理反應——氣浮池反應——氣浮——沉淀池反應——氣浮——過濾池習題1、水的大循環(huán)是指（）A海洋蒸發(fā)的水凝結(jié)降落到陸地，再由陸地經(jīng)徑流或蒸發(fā)形式返回海洋。B從海洋蒸發(fā)的水分再降落到海洋C從陸地蒸發(fā)的水分再降落到海洋D地表水補充到地下水2、我國在對生活用水的水質(zhì)評價時，一般不包括下面那一項A水的物理性質(zhì)和水中普通鹽類成分B水中有毒物質(zhì)和各種細菌C水中的放射性元素D水的來源習題3、提高沉淀池沉淀效果的有效途徑包括（

）A改用斜流式沉淀池；B對污水進行預曝氣攪動；C回流部分活性污泥作為生物絮凝劑；D加深沉淀池深度4、一般，固體顆粒的沉淀形式按顆粒間相互作用及特點分為自由沉淀、絮凝沉淀、區(qū)域沉淀和成層縮沉淀等四種類型（×）5、格柵的清潔方法有人工清除和機械清除兩種，每天柵渣量小于0.2m3時，一般采用人工清除的方法（√）（×）ABC6、當用氣浮法分離水中的懸浮物質(zhì)時，其分離效果與懸浮物的性質(zhì)有很大關系，對于親水性強的物質(zhì)，宜于用氣浮法去除習題7、某棉紡織廠排放的印染廢水中含有陽離子染料，還原染料，硫化染料和活性染料。對這種廢水應采用下列哪種處理工藝進行處理效果更佳？并說明原因。A調(diào)節(jié)-沉淀；B調(diào)節(jié)-混凝-氣?。籆調(diào)節(jié)-活性炭吸收；D調(diào)節(jié)-混凝-氣浮-活性炭吸收。硫化染料:要以硫化堿溶解的染料，主要用于棉纖維染色。硫化染料不溶于水，染色時需使用硫化鈉或其他還原劑，將染料還原為可溶性隱色體。還原染料:不溶于水，染色時要在堿性的強還原液中還原溶解成為隱色體鈉鹽才能上染纖維.活性染料:也叫反應性染料。分子中含有化學性活潑的基