化工废水处理.ppt

项目三根据化工废水处理、资源环境系朱明华、水污染控制技术课件、一、启发诱导、含油废水来源、物理性质、化学性质和基本特征，设计污染物去除方法。 二、要点说明1、含油排水的来源和性质、水污染控制技术课件、含油排水的来源很广泛。 石油开采和加工工业排出大量含油废水，还有固体燃料热加工、纺织工业洗毛废水、轻工业制革废水、铁路和交通运输业、屠宰和食品加工、机械工业车削工序的乳化液等。 其中石油工业和固体燃料热加工工业排出的含油废水是其主要来源。 水污染控制技术课件，石油工业含油废水主要来自石油开采、石油精炼、石油化工等过程。 石油开采中的废水主要来自带水原油的分离水、挖掘时的设备冲洗水、井场和储罐区的地面降水等。 石油精炼、石油化工含油废水主要来自生产装置的油水分离过程和油品、设备的清洗、清洗过程。 固体燃料热加工工业排出的焦炭含油排水主要是焦炉煤气的冷凝水、洗涤气体水和各种罐的排水等。 水污染控制技术课件，2 .状态含油废水中油类污染物的比重一般小于1，但炼焦厂和煤气发生处排出的重质焦油的比重高至1.1。 油通常有三种状态： (1)处于悬浮状态的可悬浮油，将含油废水放入水桶中静静地沉淀后，部分油滴逐渐浮在水面上，这些油滴的粒径大，通过油水比重差可以从水中分离出来。 在石油精炼厂排水中，该状态的油一般占排水中油含量的60%80%左右。 (2)变成乳化状态的乳化油这种非常细的油滴，在水中悬浮数小时，再长时间。 这个状态的油滴不能用沉静法从废水中分离出来，是因为乳化油滴的表面有由乳化剂构成的稳定的薄膜，阻碍了油滴的合并。 如果能消除乳化剂的作用，乳化油就能变成可悬浮的油。 这叫破乳。 乳化油经过破乳后，可以用沉淀法分离。 (3)处于溶解状态的溶解油，油品在水中的溶解度非常低，通常只有几毫克。 水污染控制技术课件，3 .油污染对环境的危害主要对生态系统、植物、土壤、水体有严重的影响。 油田含油废水渗入土壤缝隙形成油膜，产生堵塞作用，空气、水分、肥料不能渗透土壤，破坏土层结构，不利于农作物生长，使农作物枯死。 因此，中国1985年公布的“B50841985”农田灌溉水质标准，一、两种灌区对水质的要求，石油类含量均不得超过10mg/L。 含油排水(特别是可浮油)排出到水体中时水面会形成油膜，阻碍大气中的氧向水体移动，导致水生生物在严重缺氧状态下死亡。 在潮间带也影响养殖和利用。 有资料显示，向水面排放一吨油，就能形成5*106m2油膜。 含油废水排放城市通道，对通道、附属设备和城市污水处理厂造成不良影响，采用生物处理法时，规定石油和焦油的含量在50mg/L以下。 2、基本原理和技术设备，水污染控制技术课件，上浮基本原理利用不同物质的密度差，密度大于水的密度时，出现上浮现象，隔油池，水污染控制技术课件，隔油池：利用比油轻的特性，将油分离干净。 主要用于去除浮游油和破乳后的乳化油。 平流式隔油池(API )平行板式隔油池(PPI )波纹斜板式隔油池(CPI )压差自动除油装置水污染控制技术课件，(1)平流式隔油池在流过隔油池的过程中流速降低，相对密度不到1.0，粒径大的石油杂质浮上水面，相对密度超过1.0 在出水侧的水面上设置集油管。水面浮油达到一定厚度时，转动集油管，在水面油层下划出切口，浮油就会溢出管内，被引到池外。 水污染控制技术课件，水污染控制技术课件，(2)斜板式油池在平流式油池内安装了倾斜的平行板，形成了平行板式油池。 水污染控制技术课件、水污染控制技术课件、(3)像简易格油池这样的格油池类似下水道，被水面隔绝的浮油定期从井口人工去除。 乳化油和破乳方法、水污染控制技术课件、油和水相混合存在乳化剂时，乳化剂会在油滴和水滴表面形成稳定的薄膜，此时油和水不形成层，呈现不透明的乳液。 分散相是油滴时，称为水包油乳液，分散相是水滴时，称为油包水乳液。 乳液的类型取决于乳化剂。 水污染控制技术课件，(1)乳化油形成乳化油的主要原因：由生产技术的需要制成。 机械加工中的车床切削用的冷却液，是人工制作的乳化液用洗涤剂清洗被油污染的机械零部件、油槽车等，产生乳化油废水含油废水，用通道与含有乳化剂的排水混合，被水流搅拌而形成的。 在产生含油排水的地方立即在油分离池中进行油水分离，可避免油分乳化，还可在当地回收油品，降低含油排水的处理费用。 例如，石油精炼厂对塔顶冷凝器流出的含油废水进行减压，马上隔离回收油，得到的浮游油实际上是塔顶馏分，经过简单的脱水，是中间产品。 隔绝油后，废水中含有乳化油的话，就可以当场断奶。 在这种情况下，废水的成分比较简单，容易得到较好的效果。 水污染控制技术课件，(2)破乳方法介绍破乳的方法有几种，基本原理相同，破坏液滴界面的稳定薄膜，分离油和水。 破乳途径有以下6种： (1)给予交换型乳化剂。 例如，氯化钙可以将以钠皂为乳化剂的水包油乳液转换成以钙皂为乳化剂的油包水乳液。 在变革过程中存在钠肥皂从优势转变为钙肥皂优势的转折点，此时的乳液非常不稳定，油、水可能形成层。 因此，如果控制“交换剂”的使用量，就能达到破乳的目的。 这个转折点的使用量必须通过实验来决定。 (2)加入盐类、酸类会失去乳化剂的乳化作用。 (3)投入不能成为某种乳化剂的表面活性剂，如异戊醇，从两相界面排出乳化剂使之失去乳化作用。 水污染控制技术课件，(4)通过搅拌、振动、旋转激烈的搅拌、振动、旋转，乳化后的液滴激烈碰撞合并。 (5)将粉末作为乳化剂的乳液过滤的话，可以用过滤法隔断被固体粉末包围的油滴。 (6)改变温度，改变乳化液的温度(加热或冷冻)，损害乳液的稳定。 破乳方法的选择是基于实验的。 石油工业的含油排水中，如果排水温度上升到6575就能得到破乳的效果。 相当多的乳液，必须给化学破乳剂。 现在使用的化学破乳剂通常是钙、镁、铁、铝的盐类和无机酸。 有些含油废水可以用碱(NaOH )破乳。 水处理常用的絮凝剂也是很好的破乳剂。 不仅有破坏乳化剂的作用，废水中的其他杂质也有凝聚作用。 3、凝聚的基本原理和设备的去除目标、应用、胶体和部分浮游物、1 nm0.1m (有时认为是1 m )、一般供水站的主体处理技术、工业废水的预处理、中间处理、最终处理、城市污水处理站的污泥调整、水污染控制技术课件、胶体性质、光学特性：胶体布朗运动：胶体是常见的分散系统之一。 表面性质：分散体系分散度越大，胶体粒子的比表面积越大，表面自由能越大，胶体产生特殊的吸附能力和溶解现象。动电现象：胶体具有带电性，通过电场力，胶体粒子向一个电极方向移动的现象。 水污染控制技术课件，胶体结构，双电层结构，中心称为胶体核，表面选择性吸附具有相同编号电荷的离子，形成胶体电位离子。 由于电位离子的静电引力，其周围又吸附了很多异号离子，形成了所谓的“双电层”。 水污染控制技术课件、电位离子、反离子、扩散层、凝胶边界、折射面、凝胶粒、吸附层、凝胶核、电位、电位、胶体结构、水污染控制技术课件、胶体性质、DLVO理论(固液分散体的稳定化理论)胶体的稳定性和凝聚可以用两凝胶粒间的相互作用和距离评价的范德瓦尔斯引力： EA-1/d6，静电排斥力： ea-1/D6，水污染控制技术课件，水的凝聚机理和过程，以铝盐在水中的化学反应Al2(SO4)318H2O为例的过程(1) 在水解过程中配位水分子水解： Al(H2O)63 Al(OH)(H2O)52 H的结果是，价格降低，pH降低，最终产生Al(OH)3沉淀(2)缩聚反应-OH-交联，产生高价的聚合离子(多核羟基配合物)的结果聚合度增大的有未水解的铝离子单核羟基配合物多核羟基配合物氢氧化铝沉淀、水污染控制技术课件、水的凝聚机制和过程、凝聚机制压缩双电层而添加电解质-抗衡离子和电荷离子-压缩双电层-电位-稳定性-凝聚、凝聚凝胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、凝胶粒子等降低电位，吸附交联，高分子物质和凝胶粒子，凝胶粒子和凝胶粒子的交联，水污染控制技术过山车，水的凝聚机理和过程， 网捕集和缠绕金属氢氧化物在形成过程中与胶体粒子的网捕小胶体粒子和矾土接触凝聚，有不同pH条件下的铝盐的凝聚机理、水污染控制技术过山车、凝聚剂、水污染控制技术过山车、凝聚过程、凝聚过程(1)凝聚(2)凝聚(fl 用激烈搅拌混合设备完成的高分子吸附交联脱稳定胶体粒子氧化铝d=0.6-1.2mm，生长为水污染控制技术课件，带电荷的水解离子和高价离子压缩双电层和吸附电中和电位脱稳定凝聚，生长为约d=10，药剂溶解和投入(湿式投入迅速：絮凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需要尽可能快速地引起干扰生成大量的细絮凝物，而不会形成大粒子，均匀：因为化学反应在废水中各部分均衡发展。 水力条件要求：搅拌时间： 10-30s，工业应用常取2min。 混合，水污染控制技术课件，凝聚过程，混合方式，配管混合，水泵混合，机械混合，水污染控制技术课件，混合方式，水污染控制技术课件，凝聚过程，凝聚反应，使混合的小絮凝物充分碰撞接触，形成大致密的絮凝物，作用，水力条件， 搅拌强度过大或太小会影响反应槽的凝聚效果。 水污染控制技术课件、凝聚过程、水力搅拌反应槽、絮凝设备、机械搅拌反应槽、隔板反应槽襟翼反应槽穿孔回旋流反应槽回旋流反应槽、水污染控制技术课件、水力搅拌反应槽、襟翼反应槽、襟翼反应槽、水污染控制技术课件、机械搅拌反应澄清槽悬浮淤泥型：悬浮澄清池脉冲澄清池淤泥循环型：机械加速池水力循环加速澄清池现在常用的是机械加速澄清池，水污染控制技术课件，机械加速澄清池，水污染控制技术课件，三，案例介绍，水污染控制技术课件工艺流程为中和、平流隔断油、斜板隔断油、加压溶气浮选、生物接触氧化、过滤、氧化池。根据水污染控制技术课件，水污染控制技术课件，一、启发指南，色度较大废水中形成颜色的物质和性质，了解处理色度较大废水的应用需求。 水污染控制技术课件，化学吸附：用具有化学键合力、不可逆、吸附能力的多孔性物质去除水体中微量溶解性杂质，进行吸附分类，2，要点说明1，吸附的本质，物理和化学吸附的区别，吸附等温式，吸附平衡，V废水容积，l； W吸附剂投入量、g； C平衡时水中剩馀的吸附质浓度、g/L； C0原水的吸附质量浓度、g/L； Freundlich吸附等温式，越小吸附性能越好，式中： Nm单分子层霸盖的饱和值与温度无关，q平衡吸附量，mg/g； k吸附系数C吸附质量的浓度、g/L； 吸附剂、活性炭由形状扁平的石墨型微晶构成。 微晶边缘的碳原子由于共价键不饱和，因此与氧、氢等其他元素结合形成各种各样的含氧官能团，容易使活性炭具有一定的极性。 现在，活性炭中所含的官能基(也称为表面氧化物)的研究还不充分，但已证实-OH基、-COOH基等。 吸附操作方式、操作方式、静态操作：废水不流动、动态操作：废水流动、固定床、移动床、流动床、活性炭的再生、吸附饱和的吸附剂，再生后可以重复再生的目的是，在吸附剂本身的结构不变化的情况下，用某种方法从吸附剂的细孔中除去吸附质，再再生方法，加热再生法：常见的高温加热再生，药剂再生法：有机溶剂，无机溶剂，2，化学氧化还原的概要，氧化还原的基础无机物：有机物：氧化还原法分类，失去电子的过程氧化过程，失去电子的物质还原剂得到电子的过程还原过程，得到电子的物质氧化剂，氧化：加入氧或除去氢生成CO2，H2O还原：氢化或除去氧的反应，水污染控制技术课件，氧化法，氯氧化法(1)给药药剂：浮游白粉，次氯酸钠，液氯等。 氯在水中瞬间水解：(2)例：含氰废水处理的第一阶段(局部氧化法):该式在任何pH下反应都很快。 但是，生成的CNCl挥发性物质的毒性与HCN几乎相同。 稳定在酸性。 我有必要进一步分解那个。 该反应pH为1213、时间： 1015分钟、pH9时，OCl-接近100%，CN- OCl- H2OCNCl (有毒) 2oh-cncl 2oh-CNO-(氰酸根、毒性小) Cl- H2O、水污染控制技术课件、氧化因此，从水体的安全出发，必须彻底处理。 PK必须在67之间。 考虑到重金属氢氧化物的沉淀除去，7.58、时间30分钟、2 nacno3hocl H2O2 CO2 n22 NaCl HCl H2O、水污染控制技术课件、臭氧氧化法、物理化学性质强的氧化剂：氧化还原电位与pH相关，酸性溶液中为2.07V、氟(在水中的溶解度低，只有37mg/L(25)。 臭氧化空气中的臭氧只有0.61.2%时，自己分解成氧。 水中的分解速度比空气中的分解速度快。 水中臭氧浓度为3mg/L时，常温常压下半衰期只有5-30分钟。 有毒气体影响肺功