特种废水的物理处理.pptx

特种废水的物理处理,第2章 特种废水的物理处理 2.1 调 节,2.1.1 水量调节池均量池 作 用 缓冲废水的峰值流量，以降低设备的处理量。 池体设计 结构设计 结 构 一般为钢筋混凝土，小池也可为砖混结构；,2.1 调 节 池,水位控制 最高水位不超过进水口高度，最低水位为死水位。 有效水深 一般为23 m，要考虑到地质状况。 输水方式 进水为重力流，出水为泵提升。,2.1 调 节 池,有效容积 累积流量 （m3） qi 在t时段内废水的平均流量，m3/s； ti 时段，h。,2.1 调 节 池,2.1 调 节 池,估 算 法 按设计的停留时间t乘以平均流量。 流量或浓度变化大的，t一般取57小时，变化小一般取24小时。 停留时间是一个经验数据，要注意积累。 多路废水汇流的， t一般取57小时。,2.1 调 节 池,2.1.2 水质调节池 作 用 为减少浓度对处理系统的冲击。 普通水质调节池 特 点 结构简单，可同时调节水量，但水质不均匀。 应 用 主要应用于处理量较小的工程中。,水质调节两种方法： （1）利用外加动力：设备简单，效果好，但运行费用高。 （2）利用差流方式：基本没有运行费，但设备结构复杂。,差流式调节,平均浓度为 式中，qiti时段内的废水流量 citi时段内的废水平均浓度,均化池,均量出水泵的流量用仪表控制 均质搅拌装置 空气搅拌 搅拌效果好，兼有预曝气的作用，运行费用高。 机械搅拌 搅拌效果好，运行费用高，易受腐蚀。,2.1 调 节 池,物料平衡方程 C1QT+C0V=C2QT+C2V Q 取样间隔时间内的平均流量； C1 取样间隔时间内进入调节池污物的浓度； T 取样间隔时间； C0 取样间隔开始时调节池内污物的浓度； V 调节池的容积； C2 取样间隔时间终了时间内出水污物的浓 度。,2.1 调 节 池,各时段内出水浓度的推求 假定在一个取样间隔时间内出水浓度不变，则由上式可得每一个取样间隔后的出水浓度为 说明：调节池的出水P值（出水最大浓度与平均浓度的比值）应小于1.2。 见下面例题。,事故池,工厂出现生产事故后，会在短时间内排放大量高浓度且pH值波动大的有机废水，这些废水若直接进入污水处理系统，会给运行中的生物处理系统带来很高的冲击负荷，造成的影响需要很长时间来恢复，有时会造成致命的破坏。为避免事故水对污水处理系统带来的影响，因此很多污水处理场设置了事故池，用于贮存事故水。 事故池容积应包括可能流出厂界的全部流体体积之和，通常包括事故延续时间内消防用水量、事故装置可能溢流出液体量、输送流体管道与设施残留液体量和事故时雨水量。,2.2 离 心 分 离,2.2.1 离心分离原理 原理概述 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(r0)向远离轴心方向移动， r r0的会向轴心方向移动，因此可分离水中的悬浮物质。,2.2 离 心 分 离,分离因素 颗粒受的净离心力 Fc=(m-m0)w2r 颗粒受的净重力 Fg=(m-m0)g 分离因素,离心分离不用于处理m和m0接近的情况,2.2 离 心 分 离,分离速度(m/s) 式中 r,r0 分离颗粒和水的密度； m 水的动力粘度，0.1Pas； r 颗粒旋转半径 d 颗粒直径(m)。,2.2 离 心 分 离,影响因素 颗粒直径 d越小，分离效果越差，絮凝可增大粒径。 比重差 rr0越小，分离效果越差，可通过加一些比重大的絮凝剂来增大比重差。 设备因素 增大颗粒的旋转半径r和旋转速度可提高分离效果； 增大设备的直径，可增大r，但实际不采用此方法，而是增大转速。,2.2 离 心 分 离,2.2.2 离心分离设备 离心机依靠一个可随转动轴旋转的转鼓，在外界传动设备的驱动下高速旋转，转鼓带动需进行分离的废水一起旋转。,分 类 按分离因素分分类 一般把分离因素a3000的称为高速离心机； 把1000a3000的称为中速离心机； 把1000a的称为低速(常速)离心机。 按结构分类 可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机。,2.2 离 心 分 离,应 用 目前应用在污水处理厂应用较多，应用于污泥脱水，多采用卧式常速离心机，泥饼的可降低到80%。也有用于废水中的纤维回收，回收率达6070%左右。 含油废水的油水分离可采用中速离心机。 高速离心机多用于乳化油和蛋白质的分离，分离油用立式，转速在5000r/min以上。,2.2 离 心 分 离,水力旋流器 压力式水力旋流器 采用钢板或其他耐磨材料制造，进水管以逐渐收缩的形式与圆筒以切向连接。废水通过加压后以切线方式进入器内。 在离心力作用下，粗重颗粒物质被抛向器壁并旋转向下和形成的浓液一起排出。较小的颗粒物质旋转到一定程度后随二次上旋涡流排出。,2.2 离 心 分 离,处理水量 Q 处理水量，L/min； K 流量系数， ； DP 进出口压差，一般取0.10.2 MPa。,2.2 离 心 分 离,被分离颗粒的极限直径 颗径与分离效果的关系 可通过试验测得二者的关系S形图。 极限直径 分离效率为50%颗粒的直径称为极限直径dc 。是判断分离效果的重要指标之一。,2.2 离 心 分 离,2.2 离 心 分 离,特 点 表面负荷很大，可过1000m3/(sm2)。 易安装维护。 器壁易受磨损，应用铸钢或铬锰合金钢等耐摩材料。 应 用 广泛应用于轧钢废水处理以及高浊度河流的预处理。,2.3 除 油,2.3.1 含油废水的来源及污染特征 主要来源于 工业生产 石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等。 生 活 餐饮行业。 比 重 重焦油大于1，其余小于1。,2.3 除 油,在水中形态分类 浮 油 油珠粒径大于100mm。 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。,2.3 除 油,油的排放标准 石 油 类 一级标准为100，二级标准为150； 动植物油 一、二级标准均10。单位mg/L,2.3 除 油,油对处理工艺设备的影响 大于3050mg/L时，对生化有影响； 对监控设备的传感器有影响； 对过滤介质的寿命有影响。 处理方法 重力分离除浮油和重油，气浮、电解、混凝沉淀和离心分离除浮化油。,2.3 除 油,2.3.2 除油装置 隔油池 分为平流隔油池和斜管隔油池 平流隔油池 适用范围 适用范围广泛，效果70%左右。,污水从池一端流入，从另一端流出，比重小于1的浮油上浮，水面设集油管，可去除油珠低于100-150mm,2.3 除 油,总体构造 池体结构 隔油池为长方形池体，池内有两块挡油板和一块挡渣板将池体分成进水、浮油区和出水区。浮油区池底有0.010.02的坡度向进水一端下设有污泥斗倾斜，泥斗倾角为45。 隔油池多为地埋式，以保证自流进水。尽量避免用泵提升进水。 集油管 多用f200300的钢管，一测开槽口，可绕轴线转动。,2.3 除 油,排 渣 管 直径不小于200 mm，管端可接压力水管进行冲洗。 隔油池应设置盖板，在寒冷地区集油管及油层内宜设加热设施。,2.3 除 油,链式刮油刮泥机,2.3 除 油,刮油刮泥机 为专业设备，要求池底沿刮泥方向浇筑成1%的坡度，池内两头与两侧墙脚有大于泥砂安息的坡度，污水进行处理之前须先经过格栅。 具体参数如下：。,2.3 除 油,按油粒上浮速度法设计池体 隔油池（隔油区）表面面积 A 隔油区表面面积，m2； Q 废水设计流量，m3/h； u 油珠的设计上浮速度，m/h，当油珠粒 径为100150mm时，u0.9mm/s； a 隔油池表面积修正系数，可下表确定。,2.3 除 油,a值与速度比(a/u)的关系 由试验确定上浮速度 用试验数据绘制出去除效率与上浮速度的关系曲线，再根据设计的去除效率查得上浮速度。,2.3 除 油,池体的设计(停留时间法) 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。,2.3 除 油,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； 有效长度(m) L=3.6vt,2.3 除 油,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。 各参数对效果影响 停留时间t 即相当于静止时间，它直接影响着处理效果；,2.3 除 油,水平流速v 主要液体的流动状态和颗粒的相互碰撞，所以过大也会影响处理效果。 每格的有效水深与宽度比(h/b) h主要影响油珠的上浮时间和池体埋地的深度，宽度主要影响撇油的效果和撇设备的大小，所以此值是可调整的。,2.3 除 油,斜管隔油池 结 构 池内装有波纹型斜板，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。,2.3 除 油,2.3 除 油,斜管隔油池示意图,2.3 除 油,2.3 除 油,斜管规格 斜管的材料主要为PP或玻璃钢，PP斜管的管径多为f100和f50两种规格，玻璃钢的只有100一种规格，管长均为1m，一般多采用f100。 设计参数 表面负荷 0.60.8m3/(m2h)； 停留时间 一般不超过30min。,2.3 除 油,斜管上水层高度 为0.5m以上。 斜管下水层高度 为0.5以上，一般视污泥量来定。 分离能力 可去除粒径不大于80mm的油珠。 优 点 可去除粒径大于的油珠，去除率比平流格油池要高，停留时间短，占地面积小。,2.3 除 油,两种常见的小型隔油池 结 构,2.3 除 油,浮子撇油器,2.3 除 油,2.3 除 油,应 用 前者多用于公共食堂、汽车库及其它含有少量油脂的废水。后者用于含汽油、柴油、煤油等废水。 部分参数 两者的v一般均为0.0020.01m/s，食用油废水一般不大于0.005m/s。 t前者为0.51.0min，后者为210min。,2.3 除 油,除油罐 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从新做为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。 结构特点 如下图。,2.3 除 油,加热盘管 目 的 防止冬天低温时浮油发生凝固现象。 加热热源 可采用蒸汽或热水。,2.3 除 油,停留时间 为1.52h； 表面负荷 无斜管的为1015m3/(m2h)。 加装斜管 如在罐内的中下部装设斜管，效率加倍，其停留时间为0.51h。,2.3 除 油,2.3.3 污油的脱水 污油含油率 一般为4050%。 带式除油机 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。,2.3 除 油,工作原理图,2.3 除 油,除油效率 污油的浓度高，则除油效率也高，一般脱水后的污油含水率为6080%。 脱水罐 工作原理 通达在罐内对污油进行加热而使油水加速分层。,2.3 除 油,脱水罐,2.3 除 油,工作温度 加热温度以7080为宜，如加热到80以上时，油的氧化速度加快，易使油变质。 除油效率 处理后污油含油率可达90%以上。 2.3.4 离心除油设备 水力旋水器 离心除油机,2.3 除 油,2.4 过 滤,概 念 过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术，其工作原理为机械阻挡。 过滤的分类 从滤料来分 颗粒材料过滤 多孔材料过滤,2.4 过 滤,从过滤的动力来分 重力式过滤 水靠重力而自流穿过过滤介质，如快速滤池； 压力式过滤 水靠外加压力的作用下而穿过过滤介质，如各种压力式过滤器和上流式过滤池。 真空式过滤 水是靠过滤介质另一侧的吸力而穿过过滤介质的，如各种真空过滤器。,2.4 过 滤,过滤工艺在水处理的应用 重金属废水的处理最后一定要经过过滤； 处理后的废水回用于生产时，多采用过滤； 处理工艺达标的可能性不大时最后应加过滤； 生产纯水时最前边一定要用过滤； 以河水为水源的生产用水，多采用过滤； 废水中含丝状物时，最前面应加筛网过滤器。,2.4.1 颗粒材料过滤,滤料选择注意事项 滤料粒径应比悬浮颗粒粒径应大些，石英砂一般为0.52mm； 滤料应有较强的耐蚀性，可用1%的Na2SO4的水溶液浸泡28天，重量损失要小于1%。 滤料的机械强度好，成本低。 常采用的滤料有：石英砂、无烟煤、陶粒、大理石、白云石等，还有纤维球等。,2.4 过 滤,石英砂滤料 主要成份 是采用天然石英矿石，经破碎、水洗、烘干、二次筛选而成，SiO2约占99.8%。 特 点 无杂质、无校角、密度大、机械强度高、载污能力大、使用周期长，是化学水处理的理想材料。,无烟煤,陶粒,2.4 过 滤,高效速纤维球滤料 特 性 呈柔性，可压缩； 孔隙率大，截污能力强； 工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理； 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； 有较强的耐磨性和抗化学侵蚀性能。,2.4 过 滤,几种滤料孔隙率比较,2.4 过滤,为了延长过滤周期，提高滤池的截污量，可采用上向流、粗滤料、双层和三层多层滤料滤池； 为了延长过滤周期，适应滤池频繁冲洗的要求，可采用连续流过滤池和脉冲过滤滤池； 对悬浮物浓度低的废水可采用给水处理中常用的压力滤池、移动冲洗中招吃、无阀滤池等。,2.4 过 滤,上向流滤池 结 构 池体多为长方形，距池底0.30.5m有格板将池体上下分格，将池体分为上下两层。 格板上装有滤头，防止砂料漏下格板。 板下为进水腔，板上承放滤料。 池体上部有集水槽，水由池体下进上出。,2.4 过 滤,2.4 过 滤,滤头、滤帽 图 片,2.4 过 滤,种 类 2013梅花型，分长、中、短、超长型，塔型排水帽。 材 质 有尼龙、ABS和聚氯乙烯等，ABS材质的强度要高一些。,2.4 过 滤,滤 料 层,2.4 过 滤,设计参数 表面负荷 510 m2/m2h； 工作压力 滤池水深2.53.5m； 反冲水量 1820 L/m2s；,反冲时间 815 min。 滤料膨胀比 2050%； 压头损失 反冲前达2m； 反冲压损 27m。,2.4 过 滤,上向流滤池的特点 截污能力强，水头损失小； 污物被截留在滤层内，不易反冲干净； 配水均匀，易观察出水。,2. 多层滤料滤池,（1）双层滤料 上层：无烟煤（相对密度1.41.6） 下层：石英砂（相对密度2.6） （2）三层滤料滤池 双层滤料下加一层密度更大更细的石榴石 应用：饮用水处理、废水深度处理 是否混层：无烟煤滤料的最小粒径与石英砂最大粒径之比为34，无明显混层。,2.4 过 滤,3. 压力滤池(砂滤器) 分 类 立式和卧式两种，一般大型的采用卧式。 结 构 进水管 进水管入口多位于过滤器的上部，在过滤时用于进水，在反冲洗时用于反冲水的出水。 上部配水装置 配水装置主要是用来防止进水将滤层冲起来，同时也兼有收集反冲水的作用。,2.4 过 滤,出水管 一般位于过滤器的下部或底部，过滤时用于排出。过滤时，排放清水，反冲时，用于清水进水。 下部配水装置 可分为两种方式，一种是穿孔管布水，另一种是滤头布水，滤头布水一般装在隔板上。当过滤时布水装置用来收集清水，反冲时，可使滤料均匀翻滚。,2.4 过 滤,放气管口 位于过滤器的顶部，在过滤时，用于将过滤器中的空气排空。 压力表口 位于过滤器的顶部，用于安装压力表。 人 孔 高度位于滤层以上，用于滤头的安装和滤料的装载。,2.4 过 滤,排空管 位于过滤器的底部，用于排空过滤器中的水。 滤层表面冲洗装置 在滤层上方装有旋转式表面冲洗装置，用反冲前的滤层冲洗。 特 点 滤速高，出水压力可利用； 密闭可防臭； 多塔并联时加压与反冲泵可共用。,4. 新型滤料滤池,（1）塑料、石英砂双层滤料滤池 （2）纤维球滤料滤池,5. 聚结过滤池 粗粒化滤料具有亲油疏水性质，可用于处理含油废水。,2.4.2 多孔材料过滤,格栅 格栅是用一组平行的