工业废水的物理处理.ppt

Ch11 工业废水的物理处理工业废水的物理处理vv水质、水量的均衡与调节水质、水量的均衡与调节(Equalization of Flow and Quality)vv离心分离离心分离(Centrifugal Separation)vv重力分离重力分离(Gravity Separation)vv介质过滤介质过滤(Medium Filtration)（一）调节池（一）调节池 v工业废水水质、水量的工业废水水质、水量的不均衡性不均衡性v工业废水水质、水量工业废水水质、水量调节的作用调节的作用l均衡水质、水量，降低处理设施投资规模均衡水质、水量，降低处理设施投资规模l保证后续处理设施的正常运行保证后续处理设施的正常运行v工业废水水质、水量工业废水水质、水量调节的方法调节的方法l水量调节水量调节l水质调节水质调节l综合调节综合调节v调节水量和水质的调节水量和水质的构筑物构筑物：调节池：调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 n进水为重力流，出水进水为重力流，出水用泵抽升用泵抽升n最高水位：不高于进最高水位：不高于进水管的设计水位水管的设计水位n有效水深：有效水深：23米米n最低水位：死水位最低水位：死水位 1.水量调节池：水量调节池：（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 n调节池的容积：图解法计算调节池的容积：图解法计算n曲线下在曲线下在T小时内所围的面积，小时内所围的面积，等于废水总量等于废水总量WT(m3)（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 n n废水流量累计曲线废水流量累计曲线废水流量累计曲线废水流量累计曲线OAOA，A A点纵标即周期点纵标即周期点纵标即周期点纵标即周期T T（24h24h）的累积流量）的累积流量）的累积流量）的累积流量n nOAOA的斜率即周期的斜率即周期的斜率即周期的斜率即周期T T（24h24h）平均水量）平均水量）平均水量）平均水量n nBD+CE=BD+CE=调节池的容积调节池的容积调节池的容积调节池的容积n n虚线为调节池内水量变虚线为调节池内水量变虚线为调节池内水量变虚线为调节池内水量变化曲线化曲线化曲线化曲线（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 2.水质调节池：水质调节池：（1）普通水质调节池）普通水质调节池：物料衡算：物料衡算假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变假设在一个取样间隔时间内出水浓度不变（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 （2 2）穿孔导流槽式调节池）穿孔导流槽式调节池）穿孔导流槽式调节池）穿孔导流槽式调节池：同时进入调节池的废水，由于：同时进入调节池的废水，由于：同时进入调节池的废水，由于：同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，以此流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，以此流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，以此流程长短不同，使前后进人调节池的废水相混合，以此来均和水质。来均和水质。来均和水质。来均和水质。Flash_785（一）调节池（一）调节池（一）调节池（一）调节池 3.分流贮水池：分流贮水池：n n对于某些工业如有偶对于某些工业如有偶然泄漏或周期性冲击负然泄漏或周期性冲击负荷发生时，宜设分流贮荷发生时，宜设分流贮水池。当废水浓度超过水池。当废水浓度超过某一设定值时，将废水某一设定值时，将废水放进分流贮水池。放进分流贮水池。4.调节池的设计要点调节池的设计要点v水质、水量情况调查水质、水量情况调查（绘制时变化曲线）绘制时变化曲线）v池型的选择池型的选择 v有效容积的确定有效容积的确定（3050设计水量）设计水量）v搅拌方式的选择搅拌方式的选择（废水充分混合，避免悬浮物沉淀）（废水充分混合，避免悬浮物沉淀）泵循环：简单易行；但动力消耗较高泵循环：简单易行；但动力消耗较高曝气：效果好，预曝气；但运行费用较高曝气：效果好，预曝气；但运行费用较高机械：效果好；但设备浸于水中易腐蚀，运行费用较高机械：效果好；但设备浸于水中易腐蚀，运行费用较高（二）离心分离（二）离心分离（1）离心分离的原理）离心分离的原理 废水作高速旋转时产生离心力场，由于悬浮固体和水的废水作高速旋转时产生离心力场，由于悬浮固体和水的质量不同，所受的离心力也不相同，在离心力场作用下质量不同，所受的离心力也不相同，在离心力场作用下废水达到分离净化的目的。废水达到分离净化的目的。（2）颗粒受到的净离心力）颗粒受到的净离心力F Fc c离心力离心力m,mm,m0 0颗粒和水的质量颗粒和水的质量r r旋转半径旋转半径角速度角速度离心分离离心分离（3）离心设备的分离因素）离心设备的分离因素()v当离心设备的旋转半径当离心设备的旋转半径r一定时，一定时，与转速与转速n的平方成正比。的平方成正比。v例：当例：当r=0.1m，n=500r/min时，时，=28；而当；而当n=1800r/min时，时，则则=110。v可见在分离过程中，离心力对悬浮颗粒的作用远远超过了可见在分离过程中，离心力对悬浮颗粒的作用远远超过了重力，因此极大地强化了分离过程。重力，因此极大地强化了分离过程。颗粒所受离心力与重力之比颗粒所受离心力与重力之比,是衡量离心设备分离性能是衡量离心设备分离性能的基本参数。的基本参数。（4）颗粒离心分离的速度（）颗粒离心分离的速度（u）l当当 0时，时，为正值，颗粒被抛向周边；当为正值，颗粒被抛向周边；当 0时，颗粒时，颗粒被推向中心。被推向中心。l废水高速旋转时，密度大于水的悬浮颗粒，被沉降在离废水高速旋转时，密度大于水的悬浮颗粒，被沉降在离心分离设备的最外侧，而密度小于水的悬浮颗粒心分离设备的最外侧，而密度小于水的悬浮颗粒(如乳化如乳化油油)被被“浮上浮上”在离心设备最里面，所以离心分离设备能在离心设备最里面，所以离心分离设备能进行离心沉降和离心浮上两种操作。进行离心沉降和离心浮上两种操作。l悬浮颗粒的粒径悬浮颗粒的粒径d越小，密度越小，密度 同水的密度同水的密度 0越接近，水越接近，水的动力粘度的动力粘度 越大，则颗粒的分离速度越大，则颗粒的分离速度u越小，越难分离。越小，越难分离。离心分离离心分离（5）离心分离设备）离心分离设备适用于含油、灰渣废水的处理适用于含油、灰渣废水的处理按产生离心力的方式不同，可分为按产生离心力的方式不同，可分为（i）离心机）离心机（ii）水力旋流器）水力旋流器离心分离离心分离（i）离心机）离心机依依靠靠一一个个可可随随传传动动轴轴旋旋转转的的转转鼓鼓，在在外外界界传传动动设设备备的的驱驱动动下下高高速速旋旋转转，转转鼓鼓带带动动需需进进行行分分离离的的废废水水一一起起旋旋转转，利利用用废水中不同密度的悬浮颗粒所受离心力不同进行分离。废水中不同密度的悬浮颗粒所受离心力不同进行分离。离心机的种类和形式多样离心机的种类和形式多样n按按分离因素大小分离因素大小：高速离心机：高速离心机(3000)和常速离心机和常速离心机中中速离心机速离心机(10003000)和低速离心机和低速离心机(1000)n按按转鼓的几何形状转鼓的几何形状：转筒式、管式、盘式和板式离心机：转筒式、管式、盘式和板式离心机n按按操作过程操作过程：间歇式和连续式离心机：间歇式和连续式离心机n按按转鼓的安装角度转鼓的安装角度：立式和卧式离心机：立式和卧式离心机离心分离离心分离压力式压力式（表面负荷：（表面负荷：800-1000m3/m2.h）重力式重力式（表面负荷：（表面负荷：25-30m3/m2.h）离心分离离心分离（ii）水力旋流器）水力旋流器（三）重力分离（三）重力分离v重力沉砂（沉砂池）重力沉砂（沉砂池）v重力沉淀（沉淀池）重力沉淀（沉淀池）v重力浓缩（浓缩池）重力浓缩（浓缩池）v重力除油（隔油池）重力除油（隔油池）重力除油重力除油（1）含油废水的来源）含油废水的来源v工业（石油化工，钢铁冶炼，工业（石油化工，钢铁冶炼，钢铁、钢铁、焦化、煤气发生站、焦化、煤气发生站、机械加工）机械加工）v 生活（厨房，餐饮，食品加工）生活（厨房，餐饮，食品加工）（2）油类在废水中的存在形式）油类在废水中的存在形式浮油浮油：悬浮状态，油珠粒径一般大于：悬浮状态，油珠粒径一般大于100m（油膜、油层，重力除油的主要对象）（油膜、油层，重力除油的主要对象）分散油分散油：分散状态，油珠粒径：分散状态，油珠粒径10100 m（微小（微小油珠，不稳定，静置后形成浮油）油珠，不稳定，静置后形成浮油）乳化油乳化油：乳化状态，油珠粒径小于：乳化状态，油珠粒径小于10m，一般，一般为为0.12m（在废水中形成稳定的乳化液）在废水中形成稳定的乳化液）溶解油溶解油：溶解状态，油珠粒径比乳化状态的粒：溶解状态，油珠粒径比乳化状态的粒径小，有的可小到几纳米，溶于水径小，有的可小到几纳米，溶于水重焦油：比重大于重焦油：比重大于1.1的重油的重油,可用沉淀法去除可用沉淀法去除;其余的比重都小于其余的比重都小于1（3）含油废水的处理方法）含油废水的处理方法v重力隔油池重力隔油池(Gravity Oil Separation Tank)v旋流离心分离旋流离心分离(Vortical Flow Centrifugal Separation)v气浮气浮(Dissolved Air Flotation)v过滤过滤(Filtration)对于含油废水的处理，一般采用对于含油废水的处理，一般采用重力分离法重力分离法去除悬浮去除悬浮状态的油和重油，其构筑物为隔油装置；对于乳化状状态的油和重油，其构筑物为隔油装置；对于乳化状态的油一般采用破乳态的油一般采用破乳混凝混凝气浮工艺进行处理。气浮工艺进行处理。v重力隔油池的常用类型重力隔油池的常用类型v平流隔油池平流隔油池 (Horizontal Flow Oil Separation Tank)v斜板隔油池斜板隔油池 (Inclined Plate Oil Separation Tank)（4）隔油池构造和工作原理）隔油池构造和工作原理（i）平流式隔油池）平流式隔油池废水从池的一端流入，从另一端流出，其中比重废水从池的一端流入，从另一端流出，其中比重小于小于1且粒径较大的油珠上浮到水面上，而比重大且粒径较大的油珠上浮到水面上，而比重大于于1的杂质则沉于池底，上浮的油可用刮板刮到出的杂质则沉于池底，上浮的油可用刮板刮到出水端，由集油管（水端，由集油管（DN 200-300mm）排出，沉渣则）排出，沉渣则可通过排泥管可通过排泥管(不小于不小于DN200mm)排出。排出。优点优点：构造简单，便于运行管理，除油效果稳定：构造简单，便于运行管理，除油效果稳定缺点缺点：池体大，占地面积多：池体大，占地面积多v粒径较大的浮油的上浮粒径较大的浮油的上浮速度（速度（u u）遵从遵从修正的修正的StokesStokes公式公式n采用波纹形斜板，废水沿板面向下流动，从采用波纹形斜板，废水沿板面向下流动，从出水堰排出，水中的油珠沿板的下表面向上出水堰排出，水中的油珠沿板的下表面向上流动，然后经集油管收集排出，水中的悬浮流动，然后经集油管收集排出，水中的悬浮物沉降到板上表面，落到池底可经排泥管排物沉降到板上表面，落到池底可经排泥管排出。出。n目前我国一些含油废水处理站，多采用这种目前我国一些含油废水处理站，多采用这种形式的隔油池。形式的隔油池。(ii)斜板隔油池斜板隔油池（5）隔油池的设计参数）隔油池的设计参数(了解了解)(i)(i)平流式隔油池的设计计算平流式隔油池的设计计算 （去除粒径不小于（去除粒径不小于150m 150m 的油珠）的油珠）v按油珠上浮速度计算按油珠上浮速度计算 v按废水的停留时间计算按废水的停留时间计算设计应符号下列要求：设计应符号下列要求：设计应符号下列要求：设计应符号下列要求：l l污水停留时间（污水停留时间（污水停留时间（污水停留时间（1.51.52h2h）l l污水的水平流速（污水的水平流速（污水的水平流速（污水的水平流速（2 25mm/s5mm/s）l l单格池宽不大于单格池宽不大于单格池宽不大于单格池宽不大于6m6m，长宽比不小于，长宽比不小于，长宽比不小于，长宽比不小于4 4l l有效水深不应大于有效水深不应大于有效水深不应大于有效水深不应大于2m2m，超高不小于，超高不小于，超高不小于，超高不小于0.4m0.4m，l l刮泥机的刮板移动速度不大于刮泥机的刮板移动速度不大于刮泥机的刮板移动速度不大于刮泥机的刮板移动速度不大于2m/min2m/minl l排泥管的直径不小于排泥管的直径不小于排泥管的直径不小于排泥管的直径不小于200mm200mm，集油管直径宜，集油管直径宜，集油管直径宜，集油管直径宜为为为为200200300mm300mml l池底坡度为池底坡度为池底坡度为池底坡度为0.010.010.020.02，污泥斗倾角为，污泥斗倾角为，污泥斗倾角为，污泥斗倾角为4545l l考虑加热及灭火设施。考虑加热及灭火设施。考虑加热及灭火设施。考虑加热及灭火设施。(ii)斜板隔油池斜板隔油池（去除油珠粒径不小于（去除油珠粒径不小于80m）l表面水力负荷（表面水力负荷（0.60.8m3/m2h）l斜板的净距为斜板的净距为40mm左右左右l倾角不应小于倾角不应小于45过滤过滤：通过过滤介质的表面或滤层截留水中的悬：通过过滤介质的表面或滤层截留水中的悬浮固体和其它杂质，使水获得澄清的工艺过程。浮固体和其它杂质，使水获得澄清的工艺过程。根据过滤材料的不同，分为：根据过滤材料的不同，分为：颗粒材料过滤：颗粒材料过滤：用于经混凝或生物处理后低浓度用于经混凝或生物处理后低浓度悬浮物的去除悬浮物的去除多孔材料过滤：多孔材料过滤：去除毛纺、化纤和造纸等行业废去除毛纺、化纤和造纸等行业废水中的悬浮细纤维而采用的筛网过滤水中的悬浮细纤维而采用的筛网过滤（四）介质过滤（四）介质过滤l 废水处理中可用石英砂、无烟煤、陶粒、纤废水处理中可用石英砂、无烟煤、陶粒、纤维球、聚氯乙烯球等作为滤料。维球、聚氯乙烯球等作为滤料。l 采用粗滤料、双层或三层滤料和上向流滤池采用粗滤料、双层或三层滤料和上向流滤池（各层滤料截污力能完全发挥，水头损失上升（各层滤料截污力能完全发挥，水头损失上升缓慢），以提高滤池的纳污量，延长过滤周期。缓慢），以提高滤池的纳污量，延长过滤周期。（1）颗粒材料过滤）颗粒材料过滤n普通石英砂滤池：重力，下向流普通石英砂滤池：重力，下向流n上向流滤池：上向流滤池：滤料自然筛分，理想级配，含污能力分布合理滤料自然筛分，理想级配，含污能力分布合理n多层滤料滤池多层滤料滤池：无烟煤、石英砂、石榴石，用于饮用水处理和废无烟煤、石英砂、石榴石，用于饮用水处理和废水深度处理水深度处理n压力滤池：压力滤池：滤速高，处理能力大；立式（小型设备）和卧式（较滤速高，处理能力大；立式（小型设备）和卧式（较大的大的WWTP）n新型滤料（纤维球新型滤料（纤维球/纤维束）滤池：纤维束）滤池：吸附力强，含污量高；吸附力强，含污量高；滤速高，水头损失小，过滤周期长，冲洗水耗量低滤速高，水头损失小，过滤周期长，冲洗水耗量低n聚结过滤池：聚结过滤池：即粗粒化法，用于含油废水处理，去除分散油和乳即粗粒化法，用于含油废水处理，去除分散油和乳化油；通过粗粒化滤料，微小油珠聚结成大颗粒，然后油水分离化油；通过粗粒化滤料，微小油珠聚结成大颗粒，然后油水分离n连续流滤池：连续流滤池：连续清洗，恒位、恒量出水连续清洗，恒位、恒量出水延长过延长过延长过延长过滤周期滤周期滤周期滤周期（2）多孔材料过滤多孔材料过滤格栅、筛网（捞毛机）：格栅、筛网（捞毛机）：可有效去除和回收废水可有效去除和回收废水中的羊毛、化学纤维、造纸废水中的纸浆等纤维杂中的羊毛、化学纤维、造纸废水中的纸浆等纤维杂质；具有简单、高效、不加化学药剂、运行费低、质；具有简单、高效、不加化学药剂、运行费低、占地面积小及维修方便等优点占地面积小及维修方便等优点微筛滤机微筛滤机：转筒型，圆弧型：转筒型，圆弧型微孔过滤机微孔过滤机（精密过滤器）：（精密过滤器）：陶瓷管，钛管，陶瓷管，钛管，PEPE管管/板板微滤膜微滤膜：中空纤维膜、管式膜，平板膜，陶瓷膜中空纤维膜、管式膜，平板膜，陶瓷膜砂滤砂滤微滤微滤反渗透反渗透1A10A100A1000A1101001mm离子离子高分子高分子粒子粒子蛋白质蛋白质细菌细菌悬浮物粒径与处理技术的选择悬浮物粒径与处理技术的选择