第11章 工业废水物理处理

（2）重力式旋流分离器
又称水力旋流沉淀池。废水也 以切线方向进入器内，借 进出水头差在器内呈旋转 流动。
11.3 除油
11.3.1 含油废水的来源及污染特征 （1）主要来源于：石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、 机械加工等。 （2）比 重: 重焦油大于1.1，其余小于1。 （3）在水中存在形式分为： 浮 油：油珠粒径大于100mm。易浮于水面，形成油膜或油层。 分 散 油：油珠粒径在10~100mm。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0.1~2mm。多因表面活性 剂造成。 溶 解 油：油珠比乳化油还小，可到nm级。
上向流滤池特点 （1）截污能力强，水头损失小。 （2）配水均匀、易于观察出水水质。 （3）污物被截留在滤池下部，滤料不易冲洗干净。
2、多层滤料滤池 常用的有双层或三层 滤池 多用于饮用水处理。双层滤 料池，无烟煤粒径要求 在其滤层高度内，将7590%的悬浮物去除。
3、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。
d –––– 可上浮最小油珠的粒径，cm； m –––– 水的绝对粘度系数，Pa· s；
g –––– 重力加速度，cm/s； j –––– 油珠非圆形的修正系数，一般取1.0。 b –––– 颗粒碰撞引起的阻力系数，可取0.95，也可用下式求 解。
4 10 4 0.8S 2 4 10 4 S 2
调节池容积计算公式：
例题11-2 P451
11.1.3 分流贮水池
对某些工业，如有偶 然泄露或周期性冲击 负荷发生时，宜设分 流贮水池。当废水浓 度超过某一设定值 时，将废水放进分流 贮水池。
11.1.4 调节池的搅拌
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， 用压力水进行搅拌）
b) 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100~150mm时，u≤0.9mm/s； a ––– 隔油池表面积修正系数，由下表确定。
a值与速度比(a/u)的关系
v/u a
20 1.74
15 1.64
10 1.44
分离因素(a )＝离心加速度/重力加速度＝mω2r/mg
2、水力旋流器
（1）压力式水力旋流器 a) 圆简直径D 一般≤500mm d) 锥体角度 b) 圆简高度H0 q =10~15° H0=1.7D e) 中心溢流管直径 c) 锥体高度Hk d0=(0.25~0.3)D Hk=3H0
f) 进水管直径 d1=(0.2~0.4)D g) 出水管直径 d2=(0.25~0.5)D h) 锥底直径 d3=(0.5~0.8)D
（3）小型隔油池
2、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重 新作为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。 结构特点 如下图。
出水方式
a) 管
式
图11-20 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。
S –––– 废水中悬浮物的浓度。
d)
过水断面面积
Q Ac v A –––– 隔油池的过水断面面积，m ；
c
2
v –––– 废水在隔油池中的水平流速，m/s， 一般取v≤15u，但不宜大于15m/s
(一般取2~5 m/s)。
e)
长宽高的确定 每格的有效水深与宽度比(h/b)： 取0.3~0.4为宜； 隔油池长L：
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 下作螺旋运动的一次涡流， 废水中粒径及密度较大的悬 浮颗粒被抛向器壁，并在下 旋水推动和重力作用下沿器 壁下滑，在锥底形成浓缩液 连续排出。锥底部水流在越 来越窄的锥壁反向作用下改 变方向，由锥底向上作螺旋 运动，形成二次涡流，经溢 流管进入溢流筒后，从出水 管排出。
4、新型滤料滤池
（1）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； 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 膨胀率大、清洗效果好，可缩短反洗时间。 （2）纤维球滤料滤池
5、聚结过滤池 又称粗粒化法，用于含油废水处理。
2 空气搅拌（压缩空气进行搅拌） 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， 易受腐蚀，运行费用较高）
11.2 离心分离
11.2.1 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 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。
格
数
Ac n bh
h ––– 有效水深(m)，一般为1.5~2.0m； b ––– 每格宽度(m)，取0.3~0.4为宜；
d) 有效长度(m)
L=3.6vt
上式求得的L/b不宜小于4.0。
e)
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。
(2) 斜板隔油池
结 构 池内装有斜管，斜管的倾角不小于45º ，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。 水中油珠沿板的下表面向 上流动，然后经集油 管收集排出。水中悬 浮物沉降到斜板上表 面，滑下落入池底部 经排泥管排出。
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。 对土壤，形成油膜，阻碍空气透入。
11.3.2 除油装置
1、隔油池: 分为平流隔油池和斜管隔油池 (1) 平流隔油池
集油管的构造
隔油池的计算，有两种方法 1) 按油粒上浮速度求池表面面积
a) 隔油池（隔油区）表面面积
Q A u
a)
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 用较多的是槽式。
槽式出水方式示意图
11.3.3
污油的脱水
污油含油率：一般为40~50%。 （1）带式除油机（立式、卧式和倾斜式） 1）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。
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 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 油槽内。污油浓度高，则除油率 高，出口污油含油率为60-70%
uc
11.2.2 离心分离设备
1、离心机 按分离因素 高速离心机：一般把分离因素a>3000（乳化油和蛋白 质等密度较小的微细悬浮物分离）； 中速离心机：1000≤a≤3000； 低速(常速)离心机：把1000＜a（与水有较大密度差的 悬浮物分离） 按结构 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 分为立式和卧式离心机。
第十一章
工业废水的物理处理
11.1 调节池 11.1.1 水量调节池
池中最高水位Hale Waihona Puke Baidu不高于进水管的 设计水位，有效 水深一般为2-3m。
11.1.2水质调节池
1、普通水质调节池
物料平衡
例题11-1 P449
2、穿孔导流槽式水质调节池
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 的废水相结合，以此来均和水 质。
6 1.37
3 1.28
V：水流速度，u为上浮速度
c)
由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式
g W 0 d 2 u 18
废水油珠非 圆形的修正 系数，一般 去1.0
u –––– 静止水中直径为d的油珠的上浮速度，cm/s； rw、r0 –––– 分别为水与油珠的密度，g/cm3；
被截留的杂物沿筛 网的斜面落到固 定筛上，进一步 脱水。
2、微滤机
转鼓应定期清洗，以控制粘结，避免筛网堵塞。
思考题
1、过滤的定义以及分类是什么？ 2、离心分离原理？ 3、除油装置有哪些种类？
11.4 过滤
11.4.1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） 滤料选择注意事项： （1）滤料粒径应大些,采用石英砂为滤料时，砂粒的直径为0.5-2.0mm。 （2）耐腐蚀性应强些，滤料耐腐蚀的尺度，可用浓度为1%的Na2SO4水 溶液，将恒重后滤料浸泡28d，重量减少值以不大于1%为宜。 （3）滤料的机械强度好，成本低。 1、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 砂
高效速纤维球滤料 特性：1）呈柔性，可压缩；2）孔隙率大，截污能力强；3）工作时滤 层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；4）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；5）有较强的耐磨性和抗化 学侵蚀性能。
11.4.2 多孔材料过滤
1、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1-200mm的纤维类 杂物，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 动式等。
v L h u
每格的长宽比(L/b)：不宜小于4.0。
2) 停留时间法设计池体
a) 总有效容积
W=Qt t–––停留时间 (h)，一般取1.5~2 h。
b) 过流面积
Q Ac 3.6v
v –––为水平流速 (mm/s)，一般取2~5 mm/s，不宜超过15 mm/s。
c) 分