10.2 废水的隔油破乳气浮

2. 隔油分离装置
平流式隔油池
平流式隔油池
斜板隔油池
小型隔油池
3. 乳化油及破乳
乳化类型： 水包油（W/O）：分散相是油滴 油包水（O/W）：分散相是水 乳化油来源：

人为配制：加入乳化剂（表面活性剂、固体 粉末等） “自然” 形成：含油废水与含有乳化剂的废 水混和而成
破乳方法

As qV qVR vs
对矩形池子，分离室的长宽比一般取1:1~2:1。 气浮池的净容积V 选定池的平均水深H（指分离室深），按下式计算：
V ( Ac As ) H
以池内停留时间（t）进行校核，一般要求t为10~20min。
平流式气浮池
优点：池深浅、造价低、构造简单 缺点：分离部分容积利用率不高。 设计一般规定：
压 力 溶 气 浮 上 法 的 设 计 计 算 —— 溶 气 罐
溶气罐直径Dd选定过流密度 I后，溶气罐直径按下式计算：
溶气罐高h：
h 2h1 h2 h3 h4
式中：h1——罐顶、底封头高度 （根据罐直径而定），m； h2 ——布水区高度，一般 取0.2~0.3m； h3 ——贮水区高度，一般 一般对于空罐，I选用1000~ 取1.0m； 2000m3/(m2· d)，对填料罐，I选 h4 ——填料层高度，当采 用阶梯环时，可取1.0~1.3m。 用2500~5000 m3/(m2· d)。
调节剂
主要是调节污水的pH，改进和提高气泡 在水中的分散度以及提高悬浮颗粒与气泡的 粘附能力，如各种酸、碱等。
压 力 溶 气 浮 上 法 的 设 计 计 算 —— 气浮所需空气量
1. 有试验资料时
2. 无试验资料时，可根据气固比 （A/S）进行估算
'
qv g qv R ac
A 1.3ca ( fp0 14.7 f 14.7)qvR S 14.7qv Si
4 qVR Dd πI
压 力 溶 气 浮 上 法 的 设 计 计 算 —— 气 浮 池
接触池的表面积Ac 选定接触室中水流的上升流速vc后，按下式计算：
Ac qV qVR vc
接触室的容积一般应按停留时间大于60s进行复核。 分离室的表面积As 选定分离速度(分离室的向下平均水流速度)vs后按下式计算：
存在问题： 填料长膜； 压缩气含油；调 节不便；时而需 放气。
存在问题： 设备较复杂；造 价偏高。
加压水泵
压力溶气系统
压力溶气罐 空气供给设备 附属设备
压力溶气 浮上法系 统的组成
空气释放系统
溶气释放装置 溶气水管路
气浮池
压力溶气系统
加压水泵
压力溶气罐
空气供给设备
附属设备
加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力 溶气罐，其压力的选择应考虑溶气罐压力和管路系统的水力损失 两部分。
压力溶气系统
加压水泵
压力溶气罐
空气供给ห้องสมุดไป่ตู้备
附属设备
压力溶气罐的作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。 溶气罐的形式有多种，如下图所示，其中以罐内填充填料的溶 气罐效率最高。
压力溶气系统
加压水泵
压力溶气罐
空气供给设备
附属设备
影响填料溶气罐效率的主要 因素为： 填料特性 填料层高度
填料溶气罐的主要工艺参数 为： 过流密度：2500~5000
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂 浮选剂 助凝剂 抑制剂 调节剂 各种无机或有机高分子混凝剂，它们不仅 可以改变污水中的悬浮颗粒的亲水性能，而 且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮 状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。
第五节： 隔油和破乳
含油废水来源：
石油开采、石油化工、钢铁、炼焦、煤气发生站、 机械加工、纺织工业、轻工制革、食品加工等等
废水中油的存在形态：
可浮油（>100μm） 细分散油（10~100 μm ） 乳化油（<10 μm ，0.1－2 μm ） 溶解油
油滴的粒径较大，可以依靠油水密度差而从
呈悬浮 状态的 可浮油
化学药剂对气浮效果的影响
混凝剂：改变颗粒亲水性能，增大颗粒大小，提高气浮效率
浮选剂：松香油、表面活性剂、硬脂酸盐等。利于气泡黏附 助凝剂：提高悬浮颗粒表面的水密性，提高颗粒的可浮性。 抑制剂：抑制某些物质的浮上性能，选择的去除物质如选矿。
调节剂：调节pH，改变气泡分散度，提高颗粒与气泡黏附力。
化学药剂的投加对气浮效果的影响
广州番禺珠岗有色金属轧延厂 废油泄漏 20公顷农田被染黑绝收
(生产铝材)

油污染危害：
水体：形成油膜，阻碍复氧，乳化油耗氧，水体二 氧化碳浓度升高酸度上升，生物死亡。
土壤：形成油膜，空气难以进入，破坏土层团粒结 构，植物死亡。 对污水厂处理效果有影响

处理方法：
就近处理：成分已知，资源回收，不易乳化。 主要方法： 浮油、重油：重力分离； 乳化油：气浮、电解、混凝沉淀。
射流造泡器
空气释放系统
空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路 组成。 溶气释放装置的功能是将压力容器水减压，使 溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅 速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。 常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、 释放器等。
气浮工艺流程
全溶气加压气浮
气浮工艺流程2
部分(回流)加压气浮
目前最常用，其反应池与气浮池合建。 废水进入反应池完全混合后，经挡板底部 进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触 时间，然后由接触室上部进入分离室进行 固液分离。池面浮渣由刮渣机刮入集渣槽， 清水由底部集水槽排出。 平流式气浮池的优点是池深浅、造价低、 构造简单、运行方便。 缺点是分离部分的容积利用率不高等。
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。粒径：80μ m以上
平流分离：100～150μ m；斜板： 80μ m以上
油 的 状 态
非常细小的油滴，由于其表面上有一层由乳化 剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用
呈乳化 状态的 乳化油
静沉法从废水中分离出来；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。
黄河兰州段遭遇罕见污染
兰州机车厂 污水处理设 施停运期间 生产处于正 常状态
海上油污染及处理
①捞取法：主要对能结块的原油进行网捞; ②吸取法：主要对液体态的成品油和油制品进行吸取; ③化油法：是将化油剂喷入液态油中,使油乳化成微小 颗粒,加速微生物的降解过程。
海里的油污染危及海鸟的生存
为 防 石 油 污 染 企 鹅 也 得 穿 毛 衣
细分散油粒： 10～60μ m；
乳化油：粒径< 10μ m
呈溶解 状态的 溶解油
油品在水中的溶解度非常低，只有几个毫克 每升。 溶解油：5～15mg/L
西班牙西北部海岸被污染的海滩
巴哈马籍油轮“威望号”燃料油泄漏
新西兰北岛海面上发生漏油事件
上海浦江特大油污染事故 2003年
该事故为1996年以来在黄江水 域发生的最大船舶污染事故， 事故溢油量为85吨，受污染岸 线长度约8公里
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
浮选剂
助凝剂 抑制剂
浮选剂大多数由极性-非极性分子组成。 当浮选剂的极性基被吸附在亲水性悬浮颗 粒的表面后，非极性基则朝向水中，这样就 可以使亲水性物质转化为疏水性物质，从而 能使其与微细气泡相粘附。 浮选剂的种类有松香油、石油、表面活性 剂、硬脂酸盐等。
1. 有效水深2.0-2.5m，单格宽小于10m，长小于15m，长
气浮池的有效水深通常为2.0~2.5m，一般以单格宽度不超过10m、长度不超过15m为宜。 废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为
5~15min。
为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.1m/s。废水在接触 室中的上升流速一般为10~20mm/s，停留时间应大于60s。
m3/(m2· d)
罐内液位高
布水方式 温度
填料层高度：0.8~1.3m 液位的控制高：0.6~1.0m （从罐底计） 溶气罐承压能力：>0.6MPa
压力溶气系统
加压水泵
压力溶气罐
空气供给设备 溶气方式有三种
附属设备
水泵吸气式 水泵出水管 射流溶气式 空压机供气式
水泵吸气式在经济和安全方面都不理 想，已很少使用 压力管装射流器进行溶气的优点是不 需另设空压机，没有空压机带来的油 污染和噪声 空压机供气是较早使用的一种供气方 式，使用较广泛，其优点是能耗相对 较低
气浮工艺条件及应用范围
气浮法基本条件： 向水中提供足够量的细微气泡 污水中的污染物质能形成悬浮状态 气泡与悬浮物质产生黏附作用 应用范围： 分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮体 回收工业中的有用物质（纸浆、填料等） 替代二沉池，分离和浓缩剩余活性污泥 分离含有废水中的乳化油、悬浮油 回收分子或离子形态的目的物（表面活性剂、金属离子）
调节剂
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
浮选剂
助凝剂 抑制剂 作用是提高悬浮颗粒表面的水密性，以 提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。
调节剂
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
式中：A/S ——气固比,g (释放的气体)/ g(悬浮固体)，0.005~0.060，一般为 式中：q v——气浮池设计水量，m3/h； R′——试验条件下的回流比，%； 0.005~0.006，当悬浮固体浓度较高 ac——试验条件下的释气量，L/m3； 时取上限，如剩余污泥气浮浓缩时， 气固比采用0.03~0.04； Φ——水温校正系数，取1.1~1.3 1.3——1mL空气的质量，mg； （主要考虑水的粘滞度影响， ca ——某一温度下的空气溶解度； 试验时水温与冬季水温相差大 f ——压力为p时，水中的空气溶解系 者取高值）。 数，0.5~0.8（通常0.5）； p0 ——表压，kPa； qvR ——加压水回流量，m3/h； qv —— 设计水量，m3/h； ρsi ——入流废水的悬浮固体浓度,mg/L。
气
平流式气浮池
浮
池
竖流式气浮池
竖流式气浮池的基本工艺参数与平流 式气浮池相同。 其优点是接触室在池中央，水流向四 周扩散，水力条件较好。 缺点是与反应池较难衔接，容积利用 率较低。 有经验表明，当处理水量大于150~ 200m3/h、废水中的可沉物质较多时， 宜采用竖流式气浮池。
气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水 中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。
气浮工艺流程
一、 气浮的类型
气浮是一个技术集 成度较高的单元
按生产微细气泡的方法，气浮法分为 （1）电解气浮 （2）机械分散空气气浮（微孔曝气气浮和剪切气泡气浮） （3）加压溶解空气气浮（最为常用，问题最多） 此外，还有射流气浮、超声流体造泡等新开发的方法
气浮的核心在于气泡的制造和系统的稳定
加 压 溶 气 的 两 种 溶 气 方 式
浮选剂
助凝剂 抑制剂 作用是暂时或永久性地抑制某些物质的 浮上性能，而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒 的上浮，如石灰、硫化钠等。
调节剂
化学药剂的投加对气浮效果的影响
一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂， 以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学 药剂分为下述几类： 混凝剂
浮选剂
助凝剂 抑制剂


投加换型乳化剂（如肥皂液加入氯化钙） 投加盐类 投加酸类（钠皂转化为有机酸和钠盐） 投加表面活性剂（不能成为乳化剂的，如异戊醇） 剧烈搅拌、振荡、离心进行油水分离 过滤、拦截被固体粉末包围的油滴(以粉末为乳 化剂) 改变温度（加热、降温）破坏乳状液稳定性
第六节：气浮池
水和废水的气浮法处理技术是将 空气以微小气泡形式通入水中，有时 在投加混凝剂或浮选剂的条件下，使 微气泡与水中的悬浮颗粒粘附，形成 水—气泡—颗粒三相混合体系，颗粒 粘附上气泡后，集团的密度小于水即 上浮水面，从水中分离出去，形成浮 渣层。