废水物理处理(气浮)课件

1、第十章 污水的物理处理（气浮）第五节 隔油池含油废水的来源石油开采及加工工业固体燃料热加工纺织工业中的洗毛废水轻工业中的制革废水铁路及交通运输工业屠宰及食品加工机械工业中车削工艺中的乳化液石油开采石油炼制石油化工焦化含油废水焦炉气的冷凝水洗煤气水各种储罐的排水油的状态呈悬浮状态的可浮油呈乳化状态的乳化油呈溶解状态的溶解油油滴的粒径较大，可以依靠油水密度差而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的60%80%左右。（浮油和分散油）粒径：60m以上平流分离100150m；斜板60m以上非常细小的油滴，由于其表面有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用静沉法

2、从废水中分离出来；若能消除乳化剂的作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。细分散油粒： 1060m乳化油：粒径 10m油品在水中的溶解度非常低，只有几个毫克每升。溶解油：515mg/L油 污 染 对 环 境 的 危害 含油废水侵入土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长,甚至导致农作物枯死。 含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂上还会影响养殖和利用。 含油废水排入城市沟道，对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响。土壤沟

3、道水体4、隔油池（1）平流式隔油池 与平流式沉淀池在构造上基本相同。 （2）斜板式隔油池 可分离油滴的最小直径约为60um，相应的上升速度约为02mms。含油废水在斜板式隔油池中的停留时间一般不大于30min，为平流式隔油池的1/41/2 乳化现象水油水油乳化剂乳化液5、乳化油及破乳方法 乳化剂剂(脂肪酸盐)示意图两种不同类型乳状液示意图（1）来源由于生产工艺的需要而制成的。 以洗涤剂清洗受油污染的机械零件、油槽车等而产生乳化油废水；含油(可浮油)废水在沟道与含乳化剂的废水相混合，受水流搅动而形成。 （2）破乳方法 破乳的方法有多种，但基本原理一样，即破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离

4、。破乳途径有下述几种： 投加换型乳化剂。 投加盐类、酸类。投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂 例如异戊醇 搅拌、震荡、转动 通过剧烈的搅拌、震荡或转动，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。 过滤 如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴。 改变温度 改变乳化液的温度(加热或冷冻)来破坏乳状液的稳定。 第八章 气浮气浮的基本原理气浮的分类与特点气浮法在废水处理中的应用8.1 气浮的基本原理 1、基本概念 利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为气

5、浮。 悬浮颗粒与气泡的黏附性悬浮颗粒与气泡的黏附性取决于水对该种物质的润湿性。水对各种物质润湿性的大小可用它们与水的接触角来衡量。水对颗粒物质的润湿性当0时，这种物质不能气浮； 90 ，这种物质附着不牢，易于分离；当180 时，这种物质易被气浮。 界面能与界面张力界面张力： f=2L 是表面张力系数=f/2L 界面能 E=f = 2L =（2L ） = s说明空气和液体间有能，叫界面能。fL 界面张力平衡在气、液、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。以表示界面张力，有： 1.3= 2.3 -1.2cos(180）式中：1.3水、固界面张力； 1.2液、气界面张力； 2.3气、固界面张力； 接触

6、角。 1.31.32.31.2水中气泡与颗粒粘附前、后单位界面面积上界面能的变化水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为： E1=2.3十1.2而粘附后则为： E2=（1- S）2.3+ （1- S） 1.2+ S 1.3水中气泡与颗粒粘附前后界面能变化为： EE1E2 S 2.3十 S 1.2一 S 1.3因 1.3= 2.3 -1.2cos(180） E S 1.2 (1-cos)当0，即颗粒完全被水湿润，cos1，E0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。当180，颗粒完全被水湿润，cos-1，E21.2，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。气泡与颗粒的粘附形式气-颗粒吸附气泡顶

7、托气泡裹夹8.2 气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为：电解气浮法散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。溶气气浮法：溶气真空气浮加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。8.2.1电解气浮法8211工作原理 电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以直流电，直接将废水电解。阳极和阴极产生氢气和氧的微细气泡，将废水中的污染物颗粒或先经混凝处理所形成的絮凝体粘附而上浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除，实现分离去除污染物质。 在直流电作用下，正负两极产生的氢和氧的微气泡，将废水中呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离。 8.2.1.2.电解气浮法的气浮装置 1、竖流式电解气浮池（

8、图84） 2、平流式电解气浮池（图85） 平流式电解气浮装置的工艺设计 电流板块数 式中：B电解池的宽度，mm l极板面与池壁的净距，取100mm e极板净距，mm；e=1520mm 极板厚度，mm；=610mm 电极表面积式中：Q废水设计流量，m3/h。 E比电流，A h/m3 i电极电流密度，A /m2 极板面积 极板高度 b = h1（气浮分离室澄清层高度） 极板长度 L= A/ b（m） 电极室长度 L2 =L+2l（m） 电极室总高度 H= h1+h2+h3 式中：h1澄清层高度m，取1.01.5m h2浮渣层高度m，取0.40.5m h3保护高度m，取0.30.5m 电极室容积V1

9、=BHL2（m3） 分离室容积V2=Qt， t气浮分离时间，试验定，一般为0.30.75h 电解气浮池容积V=V1+V2（m3）8.2.2 散气气浮法8.2.2.1微孔曝气气浮法（图86）8.2.2.2剪切气泡气浮法（1）叶轮气浮设备构造（图87、8）2）叶轮气浮池的设计总容积 W=Qt（m3）式中：Q处理废水量，m3/min t 气浮时间，为1620min 系数一般1.11.4 总面积式中：h气浮池工作水深1.52m，而3m气水混合体的容重，0.67kg/L式中：H气浮池中的静水压力 式中：压力系数，等于0.20.3 U叶轮的圆周线速度1015m/s每座气浮池的表面积f（m2）采用正方形，边

10、长L=6D（D叶轮直径200400mm）所以：f=36D2气浮池数目 一个叶轮能吸入的水气混合体量q为：式中：曝气系数，试验确定，可取0.35 叶轮转速 叶轮所需功率 式中：约等于0.20.3 8.2.3 溶气气浮法 根据气泡析出时所处压力不同，溶气气浮法分为：溶气真空气浮加压溶气气浮 1、溶气真空气浮 废气在常压下被曝气，使其充分溶气，然后在真空条件下，使废水中溶气析出，形成细微气泡，粘附颗粒杂质上浮于水面形成泡沫浮渣而除去。此法优点是：气泡形成、气泡粘附于微粒以及絮凝体的上浮都处于稳定环境，絮体很少被破坏。气浮过程能耗小。其缺点是：容气量小，布、不适于处理含悬浮物浓度高的废水；气浮在负压下

11、运行，刮渣机等设备都要在密封气浮池内，所以气浮池的结构复杂，维护运行困难，故此法应用较少 2、加压溶气气浮 （1）工作原理 在加压条件下，使空气溶于水，形成空气过饱和状态。然后减至常压，使空气析出，以微小气泡释放于水中，实现气浮，此法形成气泡小，约20100m，处理效果好，应用广泛。 （2）加压溶气气浮工艺流程 加压溶气气浮可分为：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。 全溶气流程（图89） 部分溶气流程（图810）回流加压溶气流程（图811）工艺组成：空气释放系统、气浮池、压力溶气系统2. 加压溶气气浮工艺的主要设备 压力溶气系统：加压水泵压力溶气罐空气供给设备其他附属设备加压水泵：提

12、升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。加压泵压力应适当，过高：溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气多，会促进微气泡的聚集，不利气浮；太低：增加溶气水量，气浮池容积增加。 压力溶气罐：使水与空气充分接触，促进空气溶解。形式多样。一般水中空气含量约为饱和含量的5080。实际气浮操作时，空气量应适当气水比：15气固比（重量比）：0.51空气量与压力有关，所以应选择适当的压力。溶气方式：a. 水泵吸气式 b. 水泵压水管射流 c. 水泵空压机（常用） 2) 空气释放设备：将空气以极细小（20100）的气泡释放。 3) 气浮池平流式和竖流式（HRT：1020分）平流式加压溶气气浮工艺流程1：混合器；2：反应室；3：入流室；4：分离室；5：泵；6：射流器；7：气体流量计；8：溶气罐；9：释放器；10：浮渣槽；11：刮渣机 竖流式气浮池（5）平流式矩形气浮池的设计设计参数：H有效=2.02.5m； q=510m3/m2h； t停留=1020min； L/B=1：（11.5）气固比式中： r空气密度，（mg/L） Cs空气在水中的溶解度（mL/L，L/L） P溶气压力，绝对压力； RQ压力水回流量或加压溶气水量，m3/d f 回流加压水空气饱合度，一般为（5080）%S=QSa（kg/d） （817）式中：Sa废水中悬