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第十一章第十一章 工业废水的物理处理工业废水的物理处理11.1 11.1 调节池调节池11.1.1 11.1.1 水量调节池水量调节池 池中最高水位池中最高水位不高于进水管的不高于进水管的设计水位，有效设计水位，有效水深一般为水深一般为2-3m2-3m11.1.2水质调节池水质调节池1 1、普通水质调节池、普通水质调节池物料平衡物料平衡例题例题11-1 P44911-1 P4492 2、穿孔导流槽式水质调节池、穿孔导流槽式水质调节池例题例题11-2 P45111-2 P451调节池容积计算公式：调节池容积计算公式：同时进入调节池的废水，由于流程同时进入调节池的废水，由于流程长短不同，使前后进入调节池长短不同，使前后进入调节池的废水相结合，以此来均和水的废水相结合，以此来均和水质11.1.3 11.1.3 分流贮水池分流贮水池对某些工业，如有偶对某些工业，如有偶然泄露或周期性冲击然泄露或周期性冲击负荷发生时，宜设分负荷发生时，宜设分流贮水池当废水浓流贮水池当废水浓度超过某一设定值度超过某一设定值时，将废水放进分流时，将废水放进分流贮水池11.1.4 11.1.4 调节池的搅拌调节池的搅拌1 1 水泵强制循环搅拌（在调节池底设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，水泵强制循环搅拌（在调节池底设穿孔管，穿孔管与水泵压水管相连，用压力水进行搅拌）用压力水进行搅拌）2 2 空气搅拌（压缩空气进行搅拌）空气搅拌（压缩空气进行搅拌）3 3 机械搅拌（机械搅拌设备，如浆式、推进式等，设备常年浸于水中，机械搅拌（机械搅拌设备，如浆式、推进式等，设备常年浸于水中，易受腐蚀，运行费用较高）易受腐蚀，运行费用较高）11.2 11.2 离心分离离心分离11.2.1 11.2.1 离心分离原理离心分离原理使水旋转，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，悬浮颗粒密度密度( (r r) )大于水的大于水的( (r r0)0)向远离轴心方向移动，向远离轴心方向移动， r’r’ < < r r0 0的会向轴的会向轴心方向移动，因此可分离水中的悬浮物质。

心方向移动，因此可分离水中的悬浮物质 11.2.2 11.2.2 离心分离设备离心分离设备1 1、离心机、离心机按分离因素按分离因素高速离心机：一般把分离因素高速离心机：一般把分离因素a a>3000>3000（乳化油和蛋白（乳化油和蛋白 质等密度较小的微细悬浮物分离）；质等密度较小的微细悬浮物分离）；中速离心机：中速离心机：1000≤1000≤a a≤3000≤3000；；低速低速( (常速常速) )离心机：把离心机：把10001000＜＜a a（与水有较大密度差的（与水有较大密度差的 悬浮物分离）悬浮物分离）按结构按结构 可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机按转鼓的安装角度按转鼓的安装角度 分为立式和卧式离心机分为立式和卧式离心机分离因素分离因素( (a )＝离心加速度＝离心加速度/ /重力加速度＝重力加速度＝mω2r/mg mω2r/mg 2 2、水力旋流器、水力旋流器d)d)锥体角度锥体角度q q =10~15 =10~15°e)e)中心溢流管直径中心溢流管直径d d0 0=(0.25~0.3)=(0.25~0.3)D Df)f)进水管直径进水管直径 d d1 1=(0.2~0.4)=(0.2~0.4)D Dg)g)出水管直径出水管直径 d d2 2=(0.25~0.5)=(0.25~0.5)D Dh) h) 锥底直径锥底直径d d3 3=(0.5~0.8)=(0.5~0.8)D D（（1 1）压力式水力旋流器）压力式水力旋流器a)a)圆简直径圆简直径D D 一般一般≤≤500mm500mmb)b)圆简高度圆简高度H H0 0H H0 0=1.7=1.7D Dc)c)锥体高度锥体高度H Hk kH Hk k=3=3H H0 0废水通过加压后以切线方式进入废水通过加压后以切线方式进入器内，废水在器内沿器壁向器内，废水在器内沿器壁向下作螺旋运动的一次涡流，下作螺旋运动的一次涡流，废水中粒径及密度较大的悬废水中粒径及密度较大的悬浮颗粒被抛向器壁，并在下浮颗粒被抛向器壁，并在下旋水推动和重力作用下沿器旋水推动和重力作用下沿器壁下滑，在锥底形成浓缩液壁下滑，在锥底形成浓缩液连续排出。

锥底部水流在越连续排出锥底部水流在越来越窄的锥壁反向作用下改来越窄的锥壁反向作用下改变方向，由锥底向上作螺旋变方向，由锥底向上作螺旋运动，形成二次涡流，经溢运动，形成二次涡流，经溢流管进入溢流筒后，从出水流管进入溢流筒后，从出水管排出（（2 2）重力式旋流分离器）重力式旋流分离器又称水力旋流沉淀池废水也又称水力旋流沉淀池废水也以切线方向进入器内，借以切线方向进入器内，借进出水头差在器内呈旋转进出水头差在器内呈旋转流动11.3 11.3 除油除油11.3.1 11.3.1 含油废水的来源及污染特征含油废水的来源及污染特征 （（1 1）主要来源于：）主要来源于：石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等械加工等2 2）比）比 重重: : 重焦油大于重焦油大于1.11.1，其余小于，其余小于1 13 3）在水中存在形式分为：）在水中存在形式分为：n浮　浮　 油油：油珠粒径大于：油珠粒径大于100100m mm m易浮于水面，形成油膜或油层易浮于水面，形成油膜或油层n分分 散散 油油：油珠粒径在：油珠粒径在10~10010~100m mm m。

主要由于剧烈的搅拌形成的主要由于剧烈的搅拌形成的n乳乳 化化 油油：油珠粒径小于：油珠粒径小于1010m mm m，一般为，一般为0.1~20.1~2m mm m多因表面活性多因表面活性剂造成n溶溶 解解 油油：油珠比乳化油还小，可到：油珠比乳化油还小，可到nmnm级油类对环境污染油类对环境污染形成油膜，阻碍大气复氧，，水中微生物分解好氧，水体处于缺氧形成油膜，阻碍大气复氧，，水中微生物分解好氧，水体处于缺氧对土壤，形成油膜，阻碍空气透入对土壤，形成油膜，阻碍空气透入 1 1、隔油池、隔油池: : 分为平流隔油池和斜管隔油池分为平流隔油池和斜管隔油池(1) (1) 平流隔油池平流隔油池11.3.2 11.3.2 除油装置除油装置集油管的构造集油管的构造a)a)隔油池（隔油区）表面面积隔油池（隔油区）表面面积　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　b)b)A A ––– 隔油区表面面积，隔油区表面面积，m m2 2；；Q Q ––– 废水设计流量，废水设计流量，m m3 3/h/h；；u u ––– 油珠的设计上浮速度，油珠的设计上浮速度，m/hm/h，当油珠粒，当油珠粒 径为径为100~150mm100~150mm时，时，u u≤0.9mm/s≤0.9mm/s；；a a ––– 隔油池表面积修正系数，由下表确定。

隔油池表面积修正系数，由下表确定 隔油池的计算，有两种方法隔油池的计算，有两种方法1 1) ) 按油粒上浮速度求池表面面积按油粒上浮速度求池表面面积a a值与速度比值与速度比( (a a/ /u u) )的关系的关系V V：水流速度，：水流速度，u u为上浮速度为上浮速度v v/ /u u2020151510106 63 3a a1.741.741.641.641.441.441.371.371.281.28c)c)由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式 u u –––– 静止水中直径为静止水中直径为d d的油珠的上浮速度，的油珠的上浮速度，cm/scm/s；； r rw w、、r r0 0 –––– 分别为水与油珠的密度，分别为水与油珠的密度，g/cmg/cm3 3；； d d –––– 可上浮最小油珠的粒径，可上浮最小油珠的粒径，cmcm；； m m –––– 水的绝对粘度系数，水的绝对粘度系数，PaPa·s s；； g g –––– 重力加速度，重力加速度，cm/scm/s；； j j –––– 油珠非圆形的修正系数，一般取油珠非圆形的修正系数，一般取1.01.0。

b b –––– 颗粒碰撞引起的阻力系数，可取颗粒碰撞引起的阻力系数，可取0.950.95，也可用下，也可用下式求解 S S –––– 废水中悬浮物的浓度废水中悬浮物的浓度 废水油珠非废水油珠非圆形的修正圆形的修正系数，一般系数，一般去去1.01.0d)d)过水断面面积过水断面面积 A Ac c –––– 隔油池的过水断面面积，隔油池的过水断面面积，m m2 2；； v v –––– 废水在隔油池中的水平流速，废水在隔油池中的水平流速，m/sm/s，， 一般取一般取v v≤15≤15u u，但不宜大于，但不宜大于15m/s15m/s ( (一般取一般取2~5 2~5 m/sm/s) )e)e)长宽高的确定长宽高的确定每格的有效水深与宽度比每格的有效水深与宽度比( (h h/ /b b) )：：取取0.3~0.40.3~0.4为宜；为宜；隔油池长隔油池长L L：： 每格的长宽比每格的长宽比( (L L/ /b b) )：不宜小于：不宜小于4.04.0。

2) 2) 停留时间法设计池体停留时间法设计池体a)a)总有效容积总有效容积 W=QtW=Qt t t–––停留时间停留时间 (h)(h)，一般取，一般取1.5~2 h1.5~2 hb)b)过流面积过流面积 v v –––为水平流速为水平流速 (mm/s)(mm/s)，一般取，一般取2~5 mm/s2~5 mm/s，不宜超过，不宜超过15 mm/s15 mm/s c)c)分分 格格 数数 h h ––– 有效水深有效水深(m)(m)，一般为，一般为1.5~2.0m1.5~2.0m；； b b ––– 每格宽度每格宽度(m)(m)，取，取0.3~0.40.3~0.4为宜；为宜； d) d) 有效长度有效长度(m)(m) L L=3.6=3.6vtvt上式求得的上式求得的L L/ /b b不宜小于不宜小于4.04.0。

e)e)建筑高度建筑高度H H(m(m) ) H H= =h h+ +h h‘‘ h h’–––水面上池壁的超高水面上池壁的超高m m，一般不小于，一般不小于0.4m0.4m 结　　构结　　构池内装有斜管，斜管的倾角不小于池内装有斜管，斜管的倾角不小于45º45º，池的底部装有排泥管，，池的底部装有排泥管，如废水的含泥渣量较大，还应设有污泥斗如废水的含泥渣量较大，还应设有污泥斗2) (2) 斜板隔油池斜板隔油池水中油珠沿板的下表面向水中油珠沿板的下表面向上流动，然后经集油上流动，然后经集油管收集排出水中悬管收集排出水中悬浮物沉降到斜板上表浮物沉降到斜板上表面，滑下落入池底部面，滑下落入池底部经排泥管排出经排泥管排出（（3 3）小型隔油池）小型隔油池 应用应用油田废水处理主要应用除油罐油田废水处理主要应用除油罐 工作原理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重是通过上进水，下出水，油污通过浮力上升到液面后被收集重新作为原油，从而达到了回收和处理的双重目的新作为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。

结构特点结构特点如下图2 2、除油罐、除油罐出水方式出水方式a) a) 管　　式管　　式图图11-20 11-20 为控制液面，出水经中心柱向上，至一定高度后，由为控制液面，出水经中心柱向上，至一定高度后，由出水管引至下部排出出水管引至下部排出a)a)槽　　式槽　　式槽式不用水位计算，可通过调试堰板高度来调节罐内水位使槽式不用水位计算，可通过调试堰板高度来调节罐内水位使用较多的是槽式用较多的是槽式槽式出水方式示意图槽式出水方式示意图污油含油率污油含油率：一般为：一般为40~50%40~50% （（1 1））带式除油机（立式、卧式和倾斜式）带式除油机（立式、卧式和倾斜式） 1 1）原　　理）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刮板将油刮入集油槽内11.3.311.3.3　污油的脱水　污油的脱水除油机用类似氯丁橡胶的胶带，其除油机用类似氯丁橡胶的胶带，其除油原理，因胶带材料具有疏水亲除油原理，因胶带材料具有疏水亲油性质、胶带运转时，将浮油带出油性质、胶带运转时，将浮油带出水面后，经内、外刮板将油刮入集水面后，经内、外刮板将油刮入集油槽内。

污油浓度高，则除油率油槽内污油浓度高，则除油率高，出口污油含油率为高，出口污油含油率为60-70%11.4.111.4.1颗粒材料过滤（用于经混凝或生物处理后低浓度悬浮物的去除）颗粒材料过滤（用于经混凝或生物处理后低浓度悬浮物的去除）滤料选择注意事项：滤料选择注意事项：（（1 1）滤料粒径应大些）滤料粒径应大些, ,采用石英砂为滤料时，砂粒的直径为采用石英砂为滤料时，砂粒的直径为0.5-2.0mm0.5-2.0mm2 2）耐腐蚀性应强些，滤料耐腐蚀的尺度，可用浓度为）耐腐蚀性应强些，滤料耐腐蚀的尺度，可用浓度为1%1%的的Na2SO4Na2SO4水水 溶液，将恒重后滤料浸泡溶液，将恒重后滤料浸泡28d28d，重量减少值以不大于，重量减少值以不大于1%1%为宜3 3）滤料的机械强度好，成本低滤料的机械强度好，成本低1 1、上向流滤池、上向流滤池废水自滤池下部流入，向上流经滤层，从上部流出滤料通常采用石英废水自滤池下部流入，向上流经滤层，从上部流出滤料通常采用石英砂砂11.4 11.4 过滤过滤上向流滤池特点上向流滤池特点（（1 1）截污能力强，水头损失小截污能力强，水头损失小。

2 2）配水均匀、易于观察出水水质配水均匀、易于观察出水水质3 3）污物被截留在滤池下部，滤料不易冲洗干净污物被截留在滤池下部，滤料不易冲洗干净2 2、多层滤料滤池、多层滤料滤池常用的有双层或三层常用的有双层或三层滤池滤池多用于饮用水处理双层滤多用于饮用水处理双层滤料池，无烟煤粒径要求在其料池，无烟煤粒径要求在其滤层高度内，将滤层高度内，将75-90%75-90%的悬的悬浮物去除浮物去除3 3、压力滤池、压力滤池有立式和卧式两类规模较大的废水处理厂宜采用卧式压力滤池有立式和卧式两类规模较大的废水处理厂宜采用卧式压力滤池4 4、新型滤料滤池、新型滤料滤池（（1 1）塑料、石英砂双层滤料滤池）塑料、石英砂双层滤料滤池上层为塑料滤料，下层为石英砂滤料；上层为塑料滤料，下层为石英砂滤料；优点：塑料比无烟煤粒径大，而且均匀、空隙率大，所以，悬浮物截优点：塑料比无烟煤粒径大，而且均匀、空隙率大，所以，悬浮物截留量大另外，塑料密度小，反冲时采用同样的反冲强度时，塑料的留量大另外，塑料密度小，反冲时采用同样的反冲强度时，塑料的膨胀率大、清洗效果好，可缩短反洗时间膨胀率大、清洗效果好，可缩短反洗时间。

2 2）纤维球滤料滤池）纤维球滤料滤池5 5、聚结过滤池、聚结过滤池又称粗粒化法，用于含油废水处理又称粗粒化法，用于含油废水处理n高效速纤维球滤料高效速纤维球滤料特性：特性：1 1））呈柔性，可压缩；呈柔性，可压缩；2 2）孔隙率大，截污能力强；）孔隙率大，截污能力强；3 3）工作时滤）工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；4 4）比重略大于水，易反冲洗起）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；来，但不易冲洗干净，也容易被冲走；5 5）有较强的耐磨性和抗化）有较强的耐磨性和抗化学侵蚀性能学侵蚀性能11.4.2 11.4.2 多孔材料过滤多孔材料过滤1 1、筛网及捞毛机、筛网及捞毛机清除毛纺、化纤、造纸等工业废水中含有的大量长约清除毛纺、化纤、造纸等工业废水中含有的大量长约1-200mm1-200mm的纤维类杂的纤维类杂物，这种杂物不能通过格栅去除物，这种杂物不能通过格栅去除筛网：通常用金属丝或化学纤维编制而成，形式有转鼓式，转盘式、振筛网：通常用金属丝或化学纤维编制而成，形式有转鼓式，转盘式、振动式等 被截留的杂物沿筛被截留的杂物沿筛网的斜面落到固网的斜面落到固定筛上，进一步定筛上，进一步脱水。

脱水2 2、微滤机、微滤机微滤机是一个绕水平轴旋转的转鼓转鼓，废水从转鼓的敞口端进入，微滤机是一个绕水平轴旋转的转鼓转鼓，废水从转鼓的敞口端进入，通过筛网进行过滤被截留下来的固体留在筛网的内表面固体通过筛网进行过滤被截留下来的固体留在筛网的内表面固体随转鼓的旋转被带到转鼓内被冲掉应定期清洗，以控制粘结，随转鼓的旋转被带到转鼓内被冲掉应定期清洗，以控制粘结，避免筛网堵塞避免筛网堵塞思考题思考题1 1、过滤的定义以及分类是什么？、过滤的定义以及分类是什么？2 2、离心分离原理？、离心分离原理？3 3、除油装置有哪些种类？、除油装置有哪些种类？。