環(huán)境化學(xué)工程第2章 物理處理方法ppt課件

1、2 廢水的物理處理方法廢水的物理處理方法2.1 格柵格柵 2.2 沉沙池沉沙池2.3 沉淀沉淀2.4 隔油隔油2.5 聚結(jié)除油聚結(jié)除油2.6 氣浮法（浮選法）除油氣浮法（浮選法）除油2.7 離心分離離心分離2.8 過(guò)濾過(guò)濾1.;2021-03-28廢水的物理處理方法廢水的物理處理方法 沉淀：格柵，沉沙池，沉淀，隔油。沉淀：格柵，沉沙池，沉淀，隔油。 聚結(jié)除油：除去小油滴。聚結(jié)除油：除去小油滴。 氣浮：除去更小油滴。氣浮：除去更小油滴。 過(guò)濾：格柵，微孔過(guò)濾，膜過(guò)濾，深層過(guò)濾。過(guò)濾：格柵，微孔過(guò)濾，膜過(guò)濾，深層過(guò)濾。 萃取：去除有機(jī)物和重金屬。萃?。喝コ袡C(jī)物和重金屬。 污水汽提：除去氨、氮。污

2、水汽提：除去氨、氮。22.1 2.1 格柵格柵 設(shè)置在污水處理場(chǎng)廢水進(jìn)口處，重力流主渠道上設(shè)置在污水處理場(chǎng)廢水進(jìn)口處，重力流主渠道上 阻擋粗大固形物阻擋粗大固形物 （草木、垃圾、纖維）（草木、垃圾、纖維） 防堵（閘門、機(jī)泵、管道）防堵（閘門、機(jī)泵、管道） 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)流流速速：0.45-1.0 m/s 32.2 沉沙池沉沙池 設(shè)置在提升設(shè)備和處理設(shè)施之前設(shè)置在提升設(shè)備和處理設(shè)施之前 去除去除0.2 mm以上的沙粒以上的沙粒 原原理理：自自然然沉沉降降 平平流流：水水平平流流速速0.15-0.3 m/s, t=30-60s, 水水深深0.25-1.2 m 豎流：上升流速豎流：上升流速0.02-0.1

3、 m/s, t=30-60 s 曝氣曝氣：水平流速：水平流速0.01-0.3 m/s, 水深水深2-4 m, 氣量氣量1-2 m3/m3廢水廢水 42.3 沉淀沉淀 2.3.1 分離對(duì)象分離對(duì)象 既可分離廢水中原有的懸浮固體懸浮固體（如泥砂、鐵屑、焦粉等），又可分離在廢水處理過(guò)程中生成的次生懸浮物固體次生懸浮物固體，如化學(xué)絮凝體以及微生物絮凝體等。2.3.3 應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn) 分離方法簡(jiǎn)單易行，分離效果好簡(jiǎn)單易行，分離效果好，而且分離懸浮物又往往是廢水處理系統(tǒng)不可缺少的予處理或后續(xù)處理工序，因此應(yīng)用十分廣泛。52.3.3 沉淀類型沉淀類型（1） 自由沉降自由沉降 自由沉降也叫離散沉降，是一種無(wú)

4、絮凝傾向或自由沉降也叫離散沉降，是一種無(wú)絮凝傾向或弱絮凝傾向的固體顆粒在稀溶液中的沉降。由于懸弱絮凝傾向的固體顆粒在稀溶液中的沉降。由于懸浮固體濃度低，而且顆粒間不發(fā)生粘合，因此在沉浮固體濃度低，而且顆粒間不發(fā)生粘合，因此在沉降過(guò)程中顆粒的形狀、粒徑和比重都保持不變，各降過(guò)程中顆粒的形狀、粒徑和比重都保持不變，各自獨(dú)立的完成沉降過(guò)程。自獨(dú)立的完成沉降過(guò)程。（2） 絮凝沉降絮凝沉降 絮凝沉降是一種絮凝性顆粒在稀懸浮液中的沉絮凝沉降是一種絮凝性顆粒在稀懸浮液中的沉降。雖然廢水中的懸浮固體濃度不變，但在沉降過(guò)降。雖然廢水中的懸浮固體濃度不變，但在沉降過(guò)程中各顆料之間能互相粘合成較大的絮體，因而顆程中

5、各顆料之間能互相粘合成較大的絮體，因而顆粒的物理性質(zhì)和沉降速度不斷發(fā)生變化。粒的物理性質(zhì)和沉降速度不斷發(fā)生變化。6（3） 成層沉降成層沉降(集團(tuán)沉降集團(tuán)沉降) 當(dāng)懸浮物濃度較高、顆粒彼此很近時(shí)，顆當(dāng)懸浮物濃度較高、顆粒彼此很近時(shí)，顆粒沉降受周圍顆粒作用力干擾，但顆粒之間相粒沉降受周圍顆粒作用力干擾，但顆粒之間相對(duì)的位置不變，成為一個(gè)整體的覆蓋層共同下對(duì)的位置不變，成為一個(gè)整體的覆蓋層共同下沉。此時(shí)，水與顆粒群之間形成一個(gè)清晰的界沉。此時(shí)，水與顆粒群之間形成一個(gè)清晰的界面，沉降過(guò)程實(shí)際上就是這個(gè)界面的下沉過(guò)程。面，沉降過(guò)程實(shí)際上就是這個(gè)界面的下沉過(guò)程。由于下沉的覆蓋層必須把下面同體積的水置換由于

6、下沉的覆蓋層必須把下面同體積的水置換出來(lái)，二者之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水對(duì)顆粒造出來(lái)，二者之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水對(duì)顆粒造成不可忽視的阻力，因此成層沉降成不可忽視的阻力，因此成層沉降又稱為受阻又稱為受阻沉降沉降。（4） 壓縮壓縮 當(dāng)廢水中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆粒之當(dāng)廢水中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆粒之間便互相接觸，彼此支承。在上層顆粒重力的間便互相接觸，彼此支承。在上層顆粒重力的作用下，下層顆粒間隙中的水被擠壓出界面，作用下，下層顆粒間隙中的水被擠壓出界面，顆粒相對(duì)位置發(fā)生變化，顆粒群被壓縮。顆粒相對(duì)位置發(fā)生變化，顆粒群被壓縮。72 2. .3 3. .4 4 沉沉降降理理論論概概述述 沉沉淀淀池池

7、分分類類 平流平流 豎流豎流 輻射輻射 斜板斜板 初初次次沉沉淀淀：生生物物處處理理的的預(yù)預(yù)處處理理，除除去去較較大大懸懸浮浮物物 二二次次沉沉淀淀：去去除除生生物物處處理理過(guò)過(guò)程程中中的的污污泥泥 8重力 gdFs361浮力 gdF362摩擦力 223uAFRe24, 1ReStokes 公式 34. 0Re3Re24,10Re13Fair 公式 44. 0,10Re1053Newton 公式 34:0sgduF層流（小顆粒） Re1 gdu2181Stokes 沉降公式 92 2. .4 4 隔隔油油 作作用用： 去去除除含含油油污污水水中中的的浮浮油油、粗粗分分散散油油 不易去除含油污水

8、中的乳化油、溶解油、細(xì)分散油不易去除含油污水中的乳化油、溶解油、細(xì)分散油 形形式式： 平平流流式式 斜斜板板式式 平平流流與與斜斜板板組組合合式式 原原理理： 182gdu24241048 . 0104SSS S：懸懸浮浮物物濃濃度度 182gdu=0.9=0.9- -0.95, 0.95, 上浮降低系數(shù)上浮降低系數(shù) =1.35=1.35- -1.5, 1.5, 水流不均勻系數(shù)水流不均勻系數(shù) 182gdudcdc323H H- -R R 公公式式 液液滴滴可可動(dòng)動(dòng)系系數(shù)數(shù) 102.5 2.5 聚結(jié)除油（去除更小油滴，淺池原理）聚結(jié)除油（去除更小油滴，淺池原理） 油滴油滴 重力、浮力重力、浮力

9、聚結(jié)介質(zhì)表面聚結(jié)介質(zhì)表面 吸吸附附、潤(rùn)潤(rùn)濕濕 碰碰撞撞、聚聚結(jié)結(jié) 大大油油滴滴、油油膜膜 油水分離油水分離 聚聚結(jié)結(jié)介介質(zhì)質(zhì) 散堆：粒狀（沙，核桃殼） ，纖維散堆：粒狀（沙，核桃殼） ，纖維 整砌：斜板，平板，波紋板整砌：斜板，平板，波紋板 理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ) 聚結(jié)除油（乳化油的粗?；┘夹g(shù)原理聚結(jié)除油（乳化油的粗?；┘夹g(shù)原理11（3 3）進(jìn)進(jìn)口口液液滴滴分分布布符符合合對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)正正態(tài)態(tài)分分布布 液液滴滴小小，球球形形，分分布布均均勻勻 ln2)/ln(expln21)(2ddddfppp（4 4）自由浮升，不考慮擾動(dòng)、碰撞等）自由浮升，不考慮擾動(dòng)、碰撞等 1 1 臨臨界界粒粒徑徑法法 u0

10、yc dp L h x y 0 A A 假假設(shè)設(shè) （1 1）多多層層板板簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化為為無(wú)無(wú)限限大大平平板板，一一維維流流動(dòng)動(dòng) 206hyhyuux（2 2）液液滴滴浮浮升升符符合合 H H- -R R 公公式式 cpgdu18212B B 臨臨界界粒粒徑徑，臨臨界界進(jìn)進(jìn)口口位位置置 臨臨界界進(jìn)進(jìn)口口位位置置：任任何何粒粒徑徑的的油油滴滴，只只要要進(jìn)進(jìn)口口位位置置合合適適，就就均均有有可可能能被被脫脫除除某某直直徑徑的的油油滴滴，在在出出口口處處正正好好被被脫脫除除所所對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的進(jìn)進(jìn)口口位位置置為為臨臨界界進(jìn)進(jìn)口口位位置置 臨界粒徑：臨界粒徑： 臨界進(jìn)口位置為臨界進(jìn)口位置為 y yc c=0=0

11、 所所對(duì)應(yīng)的粒徑對(duì)應(yīng)的粒徑d dc c當(dāng)直徑大當(dāng)直徑大于于 d dc c能夠能夠完全脫除完全脫除 u0 yc dp L h x y 0 13u0 yc dp L h x y 0 C C 臨臨界界進(jìn)進(jìn)口口位位置置函函數(shù)數(shù) dtsdu沿沿 x x、y y 方方向向分分解解 y x dp u ux sincosuudxudyx邊界條件 y=yc， x=0 y=h， x=L 積分，得臨界進(jìn)口位置函數(shù)積分，得臨界進(jìn)口位置函數(shù) 0sincossin32230222030hLKhdhuyKhdhyuyupcpcc18/gK已知 dp yc Newton 法 臨臨界界粒粒徑徑：當(dāng)當(dāng) y yc c= =0 0

12、時(shí)時(shí)，得得到到臨臨界界粒粒徑徑 d dc c sincos0KLKudc14D D 含油量計(jì)算含油量計(jì)算 某某一一直直徑徑 d dp p 的的油油滴滴，y yc ch h 之之間間全全部部脫脫除除，0 0y yc c 之之間間未未脫脫除除量量計(jì)計(jì)算算： )(100,pinyxdoutdfCbdyuhbuCcp小于 dc 出口含油量計(jì)算：0-dc之間積分 ccpdpdccpinpdoutoutddyhydfhCddCC00323,)()23)()(E 簡(jiǎn)化 板長(zhǎng) L=2-4m，h=20-40mm，=45 )(sincoscyhL臨界進(jìn)口函數(shù) 含油量 022332/cos23uLKdhhyhypc

13、c)(cos)()()(1)(cos1)(002002pdppdppinpdppinoutddhuLKddfdddfCddhuLKddfCCccc152 2 分分層層流流動(dòng)動(dòng)法法 液滴浮升 A 速度分布 液滴聚結(jié) 液液兩相分層流動(dòng) 液液兩相分離 y x H= 假假設(shè)設(shè) 無(wú)限大平板 液膜均勻一致 一維定常流動(dòng) Navier-Stokes 方程 22sinyugxpxllll22sinyugxpxhhhh y0y16邊邊界界條條件件 界界面面速速度度相相等等 sxlxluuyuy,0, 00,xhsxhuyuuy界界面面速速度度滑滑動(dòng)動(dòng) yxhhyxllyuyusxlxluuyuy,0, 00,x

14、hsxhuykuuyyxhhyxllyuyu17 界界面面速速度度滑滑動(dòng)動(dòng)- -連連續(xù)續(xù) sxlxluuyuy,0, 00,xhsxhuykuuyyxhhyxllyuyusxlxluuyuy,0, 00,xhsxhuyuuyyxhhhlyxllyuyu2 界界面面速速度度相相等等，剪剪應(yīng)應(yīng)力力不不相相等等 18求求解解速速度度分分布布 01lxlxlVdyuu) 1() 1(1hxhxhVdyuusxlxluyyuyyu23622sxhxhuyyuyyu22) 1()2(121) 1(2) 1(311) 1(1) 1(6界界面面速速度度 u us s 用用剪剪切切了了條條件件 1123lhxh

15、lxlhsuuu19B B 液液層層厚厚度度計(jì)計(jì)算算 .constxpxplhlhlhlhllhhhhhVg)()(4)(3)(sin)(3122223lhhhlhhhhhV)()(4)( 3)(2223h，迭代初值 30sin)(3gVlhllC C 液液滴滴在在界界面面上上的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)和和聚聚結(jié)結(jié) F Fg F F up 20D D 含含油油量量計(jì)計(jì)算算 dtsdu沿 x、y 方向分解 sincosuudxudyx邊界條件 y=yc， x=0 y=h， x=L 積分，得 cyhxcdyuutgyLcos1)(將速度分布 uxh代入，得 0)()(2212123pcpcccdDDydCCBy

16、Ay)(10,pinhyxhdoutdfCbdyuhbuCcp出口含油量計(jì)算：0-dc之間積分 cccpdpdhyhxpinpdoutoutdddyudfhuCddCC000,)()()(yc之 dp與為非線性，用數(shù)值積分的辦法 21聚結(jié)除油技術(shù)（乳化油的粗?；夹g(shù)）原理聚結(jié)除油技術(shù)（乳化油的粗?；夹g(shù)）原理 聚結(jié)除油屬粗?；夹g(shù)，將小油粒（粒徑在聚結(jié)除油屬粗粒化技術(shù)，將小油粒（粒徑在1-30 m ）聚結(jié)）聚結(jié)成大油粒。成大油粒。 利用疏水親油性材料作為介質(zhì)，當(dāng)含油廢水通過(guò)這些介質(zhì)時(shí)，利用疏水親油性材料作為介質(zhì)，當(dāng)含油廢水通過(guò)這些介質(zhì)時(shí)，廢水中的細(xì)微油粒就會(huì)在介質(zhì)表面逐漸聚結(jié)成大油滴。廢水中的

17、細(xì)微油粒就會(huì)在介質(zhì)表面逐漸聚結(jié)成大油滴。借助借助大油滴浮力及水流沖力迅速上浮至水面，達(dá)到油水分離的目大油滴浮力及水流沖力迅速上浮至水面，達(dá)到油水分離的目的。的。 粗?；臋C(jī)理極為復(fù)雜，與乳狀液破乳、多孔物質(zhì)的毛細(xì)現(xiàn)粗?；臋C(jī)理極為復(fù)雜，與乳狀液破乳、多孔物質(zhì)的毛細(xì)現(xiàn)象、高分子材料的凝聚力、滲透現(xiàn)象、物理吸附等多種過(guò)程象、高分子材料的凝聚力、滲透現(xiàn)象、物理吸附等多種過(guò)程有關(guān)。有關(guān)。此外，它還受到油水表面水合作用、雙電層作用以及此外，它還受到油水表面水合作用、雙電層作用以及布朗運(yùn)動(dòng)、范德華力、固體表面張力等多種因素的支配。布朗運(yùn)動(dòng)、范德華力、固體表面張力等多種因素的支配。22 目前，尚無(wú)數(shù)學(xué)模型定

18、量描述粗粒化過(guò)程，但可將其合目前，尚無(wú)數(shù)學(xué)模型定量描述粗?；^(guò)程，但可將其合理簡(jiǎn)化，把它理簡(jiǎn)化，把它歸納為細(xì)微粒在粗粒介質(zhì)上進(jìn)行粘附、凝聚、歸納為細(xì)微粒在粗粒介質(zhì)上進(jìn)行粘附、凝聚、脫落、上浮四個(gè)步驟分別進(jìn)行定性討論。脫落、上浮四個(gè)步驟分別進(jìn)行定性討論。 粘附：據(jù)表面物理化學(xué)理論，油滴在不同固體表面上有不同粘附：據(jù)表面物理化學(xué)理論，油滴在不同固體表面上有不同的潤(rùn)濕作用，兩相接觸后體系能量降低的愈多，油滴在該固的潤(rùn)濕作用，兩相接觸后體系能量降低的愈多，油滴在該固體表面上的潤(rùn)濕作用愈強(qiáng)，而粗?；褪沁x擇對(duì)油粒具有強(qiáng)體表面上的潤(rùn)濕作用愈強(qiáng)，而粗?；褪沁x擇對(duì)油粒具有強(qiáng)潤(rùn)濕性能的親油性材料作為粘附微細(xì)油

19、滴的介質(zhì)。潤(rùn)濕性能的親油性材料作為粘附微細(xì)油滴的介質(zhì)。對(duì)一種材對(duì)一種材料而言，粗?；橘|(zhì)的表面積愈大，油粒接觸介質(zhì)幾率愈大，料而言，粗?；橘|(zhì)的表面積愈大，油粒接觸介質(zhì)幾率愈大，被粘附的可能性就愈大。被粘附的可能性就愈大。 凝聚：凝聚：如果粘附在粗粒化介質(zhì)的油粒表面雙電層受到削弱，如果粘附在粗?；橘|(zhì)的油粒表面雙電層受到削弱，油粒間的庫(kù)侖斥力降低，則有利于油粒間的相互碰撞凝聚。油粒間的庫(kù)侖斥力降低，則有利于油粒間的相互碰撞凝聚。 脫落：隨著上述兩過(guò)程的進(jìn)行，脫落：隨著上述兩過(guò)程的進(jìn)行，凝聚的油滴逐漸長(zhǎng)大，當(dāng)其凝聚的油滴逐漸長(zhǎng)大，當(dāng)其大到一定程度時(shí)大到一定程度時(shí),其本身受到的浮力便大于它在介質(zhì)表

20、面的粘其本身受到的浮力便大于它在介質(zhì)表面的粘附力，或因受到水流沖力附力，或因受到水流沖力,使大油滴從介質(zhì)表面脫落下來(lái)。使大油滴從介質(zhì)表面脫落下來(lái)。23 小節(jié)小節(jié) 從以上過(guò)程可知，油水分離好壞的關(guān)鍵是從以上過(guò)程可知，油水分離好壞的關(guān)鍵是選擇合適的材料。選擇合適的材料。除此之外，介質(zhì)在粗?；b置除此之外，介質(zhì)在粗?；b置中的填充密度，填充長(zhǎng)度，以及水流速度等各因中的填充密度，填充長(zhǎng)度，以及水流速度等各因素都會(huì)影響粗粒化效果。素都會(huì)影響粗?；Ч?一般說(shuō)來(lái)，有機(jī)材料較無(wú)機(jī)材料的親油性強(qiáng)，一般說(shuō)來(lái)，有機(jī)材料較無(wú)機(jī)材料的親油性強(qiáng)，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、維尼龍、聚丙如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、

21、維尼龍、聚丙烯、聚酯等有機(jī)聚合物都有較強(qiáng)的親油性，其中烯、聚酯等有機(jī)聚合物都有較強(qiáng)的親油性，其中聚丙烯纖維的吸油倍數(shù)為聚丙烯纖維的吸油倍數(shù)為8-10g/ g，吸水倍數(shù)為，吸水倍數(shù)為1-2g/g ，吸油與吸水能力的差異在常見有機(jī)材料，吸油與吸水能力的差異在常見有機(jī)材料中較高，而且目前正用于海上撈油，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)中較高，而且目前正用于海上撈油，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，材料來(lái)源有保證。對(duì)分散細(xì)微油珠的去化生產(chǎn)，材料來(lái)源有保證。對(duì)分散細(xì)微油珠的去除率均達(dá)到除率均達(dá)到92%以上。以上。242.6 2.6 氣浮法（浮選法）除油氣浮法（浮選法）除油 水中高度分散大量微氣泡 水、氣、被除物 界面張力 氣泡上浮力 靜水

22、壓力差 實(shí)現(xiàn)分離 必必要要條條件件 提供足夠數(shù)量的微氣泡 被去除物附著與氣泡上浮 關(guān)關(guān) 鍵鍵 點(diǎn)點(diǎn) 藥劑，溶氣設(shè)備，釋氣設(shè)備 適適應(yīng)應(yīng)場(chǎng)場(chǎng)合合 去除水中細(xì)小懸浮物、細(xì)小油滴（乳化油） 原原理理 252.6.1 氣浮原理氣浮原理 利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其隨氣泡升到水面加以去廢水中的污染物，使其隨氣泡升到水面加以去除。除。 氣浮分離的對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體氣浮分離的對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。懸浮物。 實(shí)現(xiàn)氣浮分離過(guò)程的必要條件是使污染物能夠?qū)崿F(xiàn)氣浮分離過(guò)程的必要條件是使污染物能夠粘附在氣泡上。粘附在氣泡上。 涉

23、及到氣、液、固三相介質(zhì)的問(wèn)題，首先要研涉及到氣、液、固三相介質(zhì)的問(wèn)題，首先要研究表面張力和界面能問(wèn)題。究表面張力和界面能問(wèn)題。引用博士論文26當(dāng)一種流體與另一種物質(zhì)（流體或固體）接觸時(shí)，在它們之當(dāng)一種流體與另一種物質(zhì)（流體或固體）接觸時(shí)，在它們之間存在自由界面能。間存在自由界面能。這種界面能是由于各相內(nèi)部的分子與在接觸面處的分子間這種界面能是由于各相內(nèi)部的分子與在接觸面處的分子間向內(nèi)的引力差引起的。若具有自由能的表面可以收縮，則向內(nèi)的引力差引起的。若具有自由能的表面可以收縮，則自由界面能就以界面張力的形式表現(xiàn)出來(lái)。自由界面能就以界面張力的形式表現(xiàn)出來(lái)。界面張力界面張力ik的定義為：當(dāng)物質(zhì)的定義

24、為：當(dāng)物質(zhì)k與物質(zhì)與物質(zhì)i分離時(shí)，每分出單分離時(shí)，每分出單位面積所需作的功，恒溫下對(duì)任意兩種物質(zhì)的界面張力為位面積所需作的功，恒溫下對(duì)任意兩種物質(zhì)的界面張力為常數(shù)。物質(zhì)常數(shù)。物質(zhì)i與其自身蒸汽的界面張力稱為表面張力與其自身蒸汽的界面張力稱為表面張力i。27gNgNNwNwgwcoscosgNNwgw 若若0，表示有機(jī)物與水和空氣的界面張力較小，由式，表示有機(jī)物與水和空氣的界面張力較小，由式可知，此時(shí)可知，此時(shí)NAPL、水和空氣間不可能形成平衡，那么、水和空氣間不可能形成平衡，那么NAPL將在水和空氣之間擴(kuò)展開；相反，若將在水和空氣之間擴(kuò)展開；相反，若0，則表示，則表示NAPL可以與水和空氣間形

25、成平衡?？梢耘c水和空氣間形成平衡。 28sjsiijcos 若若 ，則出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，流體，則出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，流體j將會(huì)在土壤固相表面無(wú)限制地?cái)U(kuò)展開，這個(gè)現(xiàn)象引出了固體將會(huì)在土壤固相表面無(wú)限制地?cái)U(kuò)展開，這個(gè)現(xiàn)象引出了固體被液體濕潤(rùn)的概念。被液體濕潤(rùn)的概念。 對(duì)于流體對(duì)于流體j來(lái)說(shuō)，若來(lái)說(shuō)，若90，則稱該流體為非濕潤(rùn)性流體。對(duì)于土壤中氣，則稱該流體為非濕潤(rùn)性流體。對(duì)于土壤中氣-液液(water)-液液(NAPL)-固體系，絕大多數(shù)情況下水是優(yōu)先濕潤(rùn)，固體系，絕大多數(shù)情況下水是優(yōu)先濕潤(rùn)，而空氣則為非濕潤(rùn)性流體。而空氣則為非濕潤(rùn)性流體。sjsiij29 在土壤中，殘留水優(yōu)先占據(jù)土壤微孔，而土在土壤中

26、，殘留水優(yōu)先占據(jù)土壤微孔，而土壤空氣則以連續(xù)相狀態(tài)占據(jù)大孔隙，伸展性壤空氣則以連續(xù)相狀態(tài)占據(jù)大孔隙，伸展性NAPLNAPL主要以薄膜形式存在于殘留水表面上。但在本文主要以薄膜形式存在于殘留水表面上。但在本文研究體系中，若研究體系中，若NAPLNAPL在土壤孔隙中的飽和度較高，在土壤孔隙中的飽和度較高，如油品大量進(jìn)入土壤中的情形，大孔隙中將出現(xiàn)如油品大量進(jìn)入土壤中的情形，大孔隙中將出現(xiàn)“自由態(tài)自由態(tài)”NAPLNAPL并占有較高比例。由于薄膜態(tài)和并占有較高比例。由于薄膜態(tài)和自由態(tài)兩種狀態(tài)的自由態(tài)兩種狀態(tài)的NAPLNAPL存在于土壤中不同類別的存在于土壤中不同類別的孔道內(nèi)，它們?cè)谙驓庀嘀黧w的傳質(zhì)行為

27、顯然是有孔道內(nèi)，它們?cè)谙驓庀嘀黧w的傳質(zhì)行為顯然是有差異的。差異的。30 液體表面分子和內(nèi)部分子的受力情況是不同的：內(nèi)液體表面分子和內(nèi)部分子的受力情況是不同的：內(nèi)部分子所受的來(lái)自各個(gè)方向的引力是相等的，表面部分子所受的來(lái)自各個(gè)方向的引力是相等的，表面分子受到的液面上方氣體分子的引力要比內(nèi)部分子分子受到的液面上方氣體分子的引力要比內(nèi)部分子的引力小得多。這種不平衡的趨勢(shì)將表面分子拉向的引力小得多。這種不平衡的趨勢(shì)將表面分子拉向液體內(nèi)部，以縮小液體的表面積。使液體縮小表面液體內(nèi)部，以縮小液體的表面積。使液體縮小表面積的力就是表面張力。積的力就是表面張力。 表面能是儲(chǔ)存在液面上的位能，同其它位能一樣，表

28、面能是儲(chǔ)存在液面上的位能，同其它位能一樣，也有減小到最小的趨勢(shì)。也有減小到最小的趨勢(shì)。所以水中的油滴都是球形，所以水中的油滴都是球形，并且相互之間有著自然團(tuán)聚的趨勢(shì)，以達(dá)到表面積并且相互之間有著自然團(tuán)聚的趨勢(shì)，以達(dá)到表面積和表面能最小。和表面能最小。31 實(shí)際上，任何兩相之間都具有界面，當(dāng)氣泡和顆粒共存于實(shí)際上，任何兩相之間都具有界面，當(dāng)氣泡和顆粒共存于水中，即液、氣、顆粒三相介質(zhì)共有的情況下，每?jī)上嘀?，即液、氣、顆粒三相介質(zhì)共有的情況下，每?jī)上嘀g的界面上都存在著各自的界面和界面能。間的界面上都存在著各自的界面和界面能。 界面能也有降低到最小的趨勢(shì)。界面能也有降低到最小的趨勢(shì)。當(dāng)廢水中存

29、在氣泡時(shí)，懸當(dāng)廢水中存在氣泡時(shí)，懸浮顆粒就力圖粘附在氣泡上而降低其界面能。但是并非所浮顆粒就力圖粘附在氣泡上而降低其界面能。但是并非所有的顆粒都能粘附上去，它們能否與氣泡粘附取決于水對(duì)有的顆粒都能粘附上去，它們能否與氣泡粘附取決于水對(duì)該種顆粒的潤(rùn)濕度。被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)；反該種顆粒的潤(rùn)濕度。被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)；反之，難于被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)。一般的規(guī)律是之，難于被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)。一般的規(guī)律是疏水性顆粒與氣泡粘附，而親水性顆粒難以與氣泡粘附。疏水性顆粒與氣泡粘附，而親水性顆粒難以與氣泡粘附。 乳化油屬疏水性顆粒，其本身比重又小于乳化油屬疏水性顆粒，其本身比

30、重又小于1，因而特別適宜，因而特別適宜于用氣浮法進(jìn)行分離。于用氣浮法進(jìn)行分離。322.6.2 影響氣浮效果的因素影響氣浮效果的因素 在氣浮過(guò)程中需要形成大量細(xì)微而均勻的氣泡作為在氣浮過(guò)程中需要形成大量細(xì)微而均勻的氣泡作為載體。載體。因此氣浮效果的好壞在很大程度上取決于水因此氣浮效果的好壞在很大程度上取決于水中空氣的溶解量和飽和度，以及氣泡的分散程度和中空氣的溶解量和飽和度，以及氣泡的分散程度和穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 氣泡量愈多分散度愈高，它們與污染粘附的機(jī)會(huì)也氣泡量愈多分散度愈高，它們與污染粘附的機(jī)會(huì)也愈多。愈多。 氣泡應(yīng)有一定程度的穩(wěn)定性，但過(guò)于穩(wěn)定的泡沫也氣泡應(yīng)有一定程度的穩(wěn)定性，但過(guò)于穩(wěn)定的泡

31、沫也難于運(yùn)送和脫水，因而穩(wěn)定時(shí)間以數(shù)分鐘為宜。難于運(yùn)送和脫水，因而穩(wěn)定時(shí)間以數(shù)分鐘為宜。 氣泡的數(shù)量，大小及均勻性直接與溶氣壓力有關(guān)，氣泡的數(shù)量，大小及均勻性直接與溶氣壓力有關(guān)，壓力愈高，空氣在水中的溶解度也愈大，氣泡分散壓力愈高，空氣在水中的溶解度也愈大，氣泡分散度也愈高，愈均勻，度也愈高，愈均勻， 空氣的溶解度還與廢水的加壓時(shí)間有關(guān)，但提高溶空氣的溶解度還與廢水的加壓時(shí)間有關(guān)，但提高溶氣壓力將使能耗增大，故應(yīng)選擇適當(dāng)壓力。氣壓力將使能耗增大，故應(yīng)選擇適當(dāng)壓力。332.6.3 氣浮方法氣浮方法 按氣泡產(chǎn)生的方法不同，分為充氣上浮，溶氣按氣泡產(chǎn)生的方法不同，分為充氣上浮，溶氣氣浮和電解氣浮三種

32、。氣浮和電解氣浮三種。（1）充氣上浮）充氣上浮 采用擴(kuò)散板或微孔管直接向氣浮池中通入壓縮采用擴(kuò)散板或微孔管直接向氣浮池中通入壓縮空氣，或借水泵吸水管吸入空氣。形成的氣泡直徑空氣，或借水泵吸水管吸入空氣。形成的氣泡直徑大約為大約為1000 m 。 借助水泵吸水管吸入空氣。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，借助水泵吸水管吸入空氣。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，但由于受水泵工作特性的限制，吸入空氣量一般不但由于受水泵工作特性的限制，吸入空氣量一般不能大于吸水量的能大于吸水量的10%（按體積計(jì)），并且形成的氣（按體積計(jì)），并且形成的氣泡粒度大，因而氣浮效果不好。用這種方法處理通泡粒度大，因而氣浮效果不好。用這種方法處理通過(guò)隔油池

33、后的石油廢水，除油效果只有過(guò)隔油池后的石油廢水，除油效果只有5060。34（a）射流氣?。┥淞鳉飧?采用以水帶氣射流器向水中充以空氣，由噴嘴射出的高速水采用以水帶氣射流器向水中充以空氣，由噴嘴射出的高速水流使吸入室內(nèi)形成真空，并從吸氣管吸入空氣，氣水混合物流使吸入室內(nèi)形成真空，并從吸氣管吸入空氣，氣水混合物在喉管內(nèi)進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎成細(xì)微的氣泡，在喉管內(nèi)進(jìn)行激烈的能量交換，空氣被粉碎成細(xì)微的氣泡，進(jìn)入擴(kuò)散后，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，進(jìn)一步壓縮氣泡，增大了空進(jìn)入擴(kuò)散后，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，進(jìn)一步壓縮氣泡，增大了空氣在水中的溶解度，隨后進(jìn)入氣浮池氣在水中的溶解度，隨后進(jìn)入氣浮池 射流器各部尺寸的最

34、佳值一般需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，有的認(rèn)為，射流器各部尺寸的最佳值一般需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，有的認(rèn)為，當(dāng)進(jìn)口水壓為當(dāng)進(jìn)口水壓為35kg/cm2時(shí)；喉管直徑時(shí)；喉管直徑d2與噴嘴直徑與噴嘴直徑d1的最的最佳比值為佳比值為2.02.5。（b） 擴(kuò)散板（管）氣浮擴(kuò)散板（管）氣浮 將壓縮空氣通過(guò)微小孔隙的擴(kuò)散板（管），形成小氣泡進(jìn)入將壓縮空氣通過(guò)微小孔隙的擴(kuò)散板（管），形成小氣泡進(jìn)入水中。水中。 這種方法簡(jiǎn)易行，但孔隙易被堵塞，而且，氣泡較大，效果這種方法簡(jiǎn)易行，但孔隙易被堵塞，而且，氣泡較大，效果不好，現(xiàn)在很少采用。不好，現(xiàn)在很少采用。35（c）葉輪氣?。┤~輪氣浮 葉輪作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，蓋板下方形成負(fù)壓，空氣從葉輪

35、作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，蓋板下方形成負(fù)壓，空氣從氣管進(jìn)入，廢水由蓋板上的圓孔進(jìn)入，在葉輪的氣管進(jìn)入，廢水由蓋板上的圓孔進(jìn)入，在葉輪的攪動(dòng)下空氣被粉碎成微小的氣泡，并充分混合后攪動(dòng)下空氣被粉碎成微小的氣泡，并充分混合后一起導(dǎo)向葉片甩出，在經(jīng)過(guò)整流板穩(wěn)流后，在池一起導(dǎo)向葉片甩出，在經(jīng)過(guò)整流板穩(wěn)流后，在池體內(nèi)垂直上升，進(jìn)行氣浮。體內(nèi)垂直上升，進(jìn)行氣浮。 形成的泡沫不斷被緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的刮沫板刮出池外。形成的泡沫不斷被緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的刮沫板刮出池外。 這種方法用于處理水量不大，但污染物濃度高的這種方法用于處理水量不大，但污染物濃度高的廢水，其除油效率一般在廢水，其除油效率一般在80%左右。左右。36(2) 溶氣氣浮溶氣氣浮

36、 一定壓力下把空氣溶于水中并全飽和狀態(tài)，然后一定壓力下把空氣溶于水中并全飽和狀態(tài)，然后使廢水壓力驟然降低，這時(shí)微小的氣泡從水中折出并使廢水壓力驟然降低，這時(shí)微小的氣泡從水中折出并進(jìn)行氣浮。進(jìn)行氣浮。 用該法形成氣泡直徑不到用該法形成氣泡直徑不到100100m m，且可人為控制，且可人為控制大小，因而凈化效果比充氣氣浮好，應(yīng)用也更為廣泛。大小，因而凈化效果比充氣氣浮好，應(yīng)用也更為廣泛。 根據(jù)氣泡從水中析出時(shí)的壓力不同，溶氣氣浮大根據(jù)氣泡從水中析出時(shí)的壓力不同，溶氣氣浮大可分為兩方式：一種是常壓下或加壓下溶于水中，而可分為兩方式：一種是常壓下或加壓下溶于水中，而在負(fù)壓下析出，稱為真空溶氣氣浮，另一

37、種是空氣在在負(fù)壓下析出，稱為真空溶氣氣浮，另一種是空氣在加壓下溶于水中，而在常壓下析出，稱為加壓溶氣氣加壓下溶于水中，而在常壓下析出，稱為加壓溶氣氣浮。浮。后者廣泛用于石油廢水的處理，通常作為隔油后后者廣泛用于石油廢水的處理，通常作為隔油后的補(bǔ)充處理和生化前的予處理。的補(bǔ)充處理和生化前的予處理。37溶氣釋氣過(guò)程定量溶氣釋氣過(guò)程定量 將空氣在一定壓力下飽和溶于水中，然后壓力驟降（閃蒸） ，將空氣在一定壓力下飽和溶于水中，然后壓力驟降（閃蒸） ，空氣就以微小氣泡空氣就以微小氣泡( (2020- -100100m m) )釋出釋出. . 亨亨利利定定律律：溶溶解解度度與與壓壓力力成成正正比比： y

38、y= =H Hp p p p，y y 分分類類： 真真空空溶溶氣氣氣氣浮?。撼３簤?、加加壓壓溶溶解解空空氣氣，負(fù)負(fù)壓壓下下析析出出 加加壓壓溶溶氣氣氣氣浮?。杭蛹訅簤喝苋芙饨饪湛諝鈿?，常常壓壓析析出出 氣泡直徑：氣泡直徑： 212ppr38（3）電解氣?。╇娊鈿飧?廢水電解時(shí)，由于水的電解及有機(jī)物的電解氧廢水電解時(shí)，由于水的電解及有機(jī)物的電解氧化，在電極上會(huì)有氣體放出如化，在電極上會(huì)有氣體放出如2，2 及及2、l2等，等，借助于電極上析出的微小借助于電極上析出的微小氣泡浮上分離疏水性雜質(zhì)氣泡浮上分離疏水性雜質(zhì)微粒的技術(shù)，稱為電解氣浮。微粒的技術(shù)，稱為電解氣浮。 電解時(shí)，不僅有氣泡浮上作用，而

39、且還兼有凝電解時(shí)，不僅有氣泡浮上作用，而且還兼有凝聚，共沉、電化學(xué)氧化及電化學(xué)還原等作用。廢水聚，共沉、電化學(xué)氧化及電化學(xué)還原等作用。廢水在直流電場(chǎng)作用下，水被電解，在陽(yáng)極析出在直流電場(chǎng)作用下，水被電解，在陽(yáng)極析出2 2，而，而在陰極析出在陰極析出2 2 電化學(xué)氧化時(shí)，有機(jī)物可產(chǎn)生電化學(xué)氧化時(shí)，有機(jī)物可產(chǎn)生COCO2 2，氯化物可產(chǎn)，氯化物可產(chǎn)生生ClCl2 2，電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小，電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小，2 2氣泡為氣泡為101030 30 mm，2 2氣泡為氣泡為202060m60m；而加壓時(shí)產(chǎn)生的氣泡粒；而加壓時(shí)產(chǎn)生的氣泡粒徑為徑為100100150m150m，機(jī)械攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡直

40、徑為，機(jī)械攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡直徑為8008001000m1000m，由此可見電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)，由此可見電解產(chǎn)生的氣泡捕獲雜質(zhì)微粒的能力比后兩者為高，出水水質(zhì)較好。微粒的能力比后兩者為高，出水水質(zhì)較好。39 電解槽的電極又中和了膠體的部分電荷，電解槽的電極又中和了膠體的部分電荷，使膠體易于凝聚。使膠體易于凝聚。同時(shí)，如采用鋁板或鋼板作同時(shí)，如采用鋁板或鋼板作陽(yáng)極，則電解溶蝕產(chǎn)生陽(yáng)極，則電解溶蝕產(chǎn)生Fe2+和和Al3+離子，可進(jìn)離子，可進(jìn)一步生成具有凝聚、吸附及共沉淀作用的多核一步生成具有凝聚、吸附及共沉淀作用的多核羥基絡(luò)合物和膠狀氫氧化鐵、氫氧化鋁，當(dāng)水羥基絡(luò)合物和膠狀氫氧化鐵、氫氧化鋁，當(dāng)

41、水中含有重金屬離子時(shí)，生成金屬氫氧化物，能中含有重金屬離子時(shí)，生成金屬氫氧化物，能與氫氧化鐵，氫氧化鋁形成凝聚共沉體，迅速與氫氧化鐵，氫氧化鋁形成凝聚共沉體，迅速被氣泡吸附而予以浮上分離。被氣泡吸附而予以浮上分離。 進(jìn)行電解氣浮時(shí)，陽(yáng)極還具有降低進(jìn)行電解氣浮時(shí)，陽(yáng)極還具有降低 和、脫色、脫臭、消毒的能力，陰極和、脫色、脫臭、消毒的能力，陰極有沉淀重金屬離子的能力。有沉淀重金屬離子的能力。 40電解氣浮的特點(diǎn)：電解氣浮的特點(diǎn)： 電解氣浮法具有去除污染范圍廣，電解氣浮法具有去除污染范圍廣，泥渣量少，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn)，泥渣量少，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是耗電量大，若采用脈沖電主要缺點(diǎn)是

42、耗電量大，若采用脈沖電流，電耗可大大降低流，電耗可大大降低, ,與其它方法配與其它方法配合使用將更經(jīng)濟(jì)。合使用將更經(jīng)濟(jì)。41應(yīng)用：應(yīng)用： 電解氣浮多用于去除細(xì)分散懸浮固體和油狀物電解氣浮多用于去除細(xì)分散懸浮固體和油狀物,如鋼鐵如鋼鐵廠廢水中懸浮固體廠廢水中懸浮固體(主要是主要是Fe粉粉)、橄欖油。、橄欖油。 對(duì)于造紙廠廢水，出水固體含量可降至對(duì)于造紙廠廢水，出水固體含量可降至30mg/l ，若水，若水中含有高嶺土，投加中含有高嶺土，投加30mg/l的的 Al2(SO4)3可改善去除效可改善去除效率。率。 應(yīng)用電解氣浮法可從乳酪制造廠廢水中回收蛋白質(zhì)，應(yīng)用電解氣浮法可從乳酪制造廠廢水中回收蛋白質(zhì)

43、，采用采用50ppm的木質(zhì)磺酸鈉作凝聚劑，調(diào)的木質(zhì)磺酸鈉作凝聚劑，調(diào)p值至值至4，可，可回收回收40%蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和50%的脂肪。的脂肪。422 2. .6 6. .4 4 氣氣浮浮上上浮浮速速度度 重 力 浮 力 摩 擦 力 gVFs1gVFw2223uAFwAVgvwsw)(2層層流流：v v= =g gd d2 2（s s- -w w）/ /1 18 8 S St to ok ke es s 公公式式 帶帶氣氣絮絮粒粒中中氣氣泡泡比比例例越越大大：w w，d d，則則：v v 432.6.52.6.5 氣泡特性氣泡特性 1 表面張力與表面能 氣泡的大小和強(qiáng)度取決于釋氣條件和表面張力的大

44、小 表面張力氣泡直徑 比表面積，對(duì)氣浮有利 加適量表面活性劑，表面張力系數(shù)，氣泡牢固，可降低直徑 表面張力系數(shù)氣泡牢固性消弱，使氣泡容易破裂并大 表面能：增大液體表面積所做的功 氣泡粉碎越細(xì)，外部施加功越大，比表面積也越大，具有的自由界面能越大，因而具有吸附水中物質(zhì)、降低表面能的趨勢(shì)。 2 氣泡的構(gòu)造與特性 流動(dòng)層 附著層 水中加高分子物質(zhì)：提高氣泡強(qiáng)度 水中加無(wú)機(jī)鹽：消弱氣泡膜牢度 44 （1）氣泡與絮粒的碰撞黏附作用：）氣泡與絮粒的碰撞黏附作用：絮粒與微氣泡帶絮粒與微氣泡帶有一定增水性，表面積很大，有剩余自由能。他們有一定增水性，表面積很大，有剩余自由能。他們都有相互吸附而降低各自表面能的

45、傾向。當(dāng)發(fā)生碰都有相互吸附而降低各自表面能的傾向。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，拉開外層水膜而靠近，通過(guò)范德華力而黏附。撞時(shí)，拉開外層水膜而靠近，通過(guò)范德華力而黏附。 （2）絮粒的網(wǎng)捕、包卷和架橋作用：）絮粒的網(wǎng)捕、包卷和架橋作用：形成夾泡性帶形成夾泡性帶氣絮粒氣絮粒 （3）微小氣泡與微絮粒之間的共聚作用）微小氣泡與微絮粒之間的共聚作用 （4）表面活性劑的參與作用：）表面活性劑的參與作用：表面活性劑影響絮粒表面活性劑影響絮粒的增水性能及微氣泡的大小、數(shù)量和牢度的增水性能及微氣泡的大小、數(shù)量和牢度2.6.62.6.6 氣泡與絮粒的黏附氣泡與絮粒的黏附 452.7 離心分離離心分離2.7.1 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 物

46、體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生離心力，用這一離物體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生離心力，用這一離心力分離廢水中懸浮物的方法是離心分離法。心力分離廢水中懸浮物的方法是離心分離法。 轉(zhuǎn)速一定下，離心力場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)受到離心力的轉(zhuǎn)速一定下，離心力場(chǎng)內(nèi)物質(zhì)受到離心力的大小取決于質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量。當(dāng)含懸浮物的廢水大小取決于質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量。當(dāng)含懸浮物的廢水作高速園周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于懸浮物的質(zhì)量與水作高速園周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于懸浮物的質(zhì)量與水不同，它們受到的離心力也不相同，不同，它們受到的離心力也不相同， 質(zhì)量比水大的懸浮固體被甩到外圍，而質(zhì)量質(zhì)量比水大的懸浮固體被甩到外圍，而質(zhì)量比水小的懸浮物（如乳化油）則被推向內(nèi)層，比水小的懸浮物（如乳化油）則被推向

47、內(nèi)層，這樣，如果適當(dāng)?shù)匕才艖腋∥锖退髯猿隹?，這樣，如果適當(dāng)?shù)匕才艖腋∥锖退髯猿隹冢涂梢允箲腋∥锱c水分離。就可以使懸浮物與水分離。 在離心力場(chǎng)中，能夠進(jìn)行離心沉降和離心上在離心力場(chǎng)中，能夠進(jìn)行離心沉降和離心上浮兩種操作。浮兩種操作。46（1）水力旋流器（旋液分離器）水力旋流器（旋液分離器） 水力旋流器的離心力是由于廢水在水力旋流器的離心力是由于廢水在水泵壓力或重力（靠進(jìn)出水壓力差）作水泵壓力或重力（靠進(jìn)出水壓力差）作用下，以切線方向進(jìn)入設(shè)備造成運(yùn)動(dòng)而用下，以切線方向進(jìn)入設(shè)備造成運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生，它有壓力和重力兩種。產(chǎn)生，它有壓力和重力兩種。2.7.2 離心分離設(shè)備離心分離設(shè)備47壓力式水力旋流器

48、：壓力式水力旋流器： 壓力式水力旋流器上部呈園桶形，下部為截頭園壓力式水力旋流器上部呈園桶形，下部為截頭園錐體；錐體； 待分離的含懸浮體的廢水在水泵壓力的作用下，待分離的含懸浮體的廢水在水泵壓力的作用下，以切線方向進(jìn)入旋流器發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)；以切線方向進(jìn)入旋流器發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)； 在離心力作用力下，固體顆粒被拋向器壁，并隨在離心力作用力下，固體顆粒被拋向器壁，并隨旋流下降到錐形底部的出口；旋流下降到錐形底部的出口； 澄清后的廢水或含有較細(xì)微粒的廢水，形成螺旋澄清后的廢水或含有較細(xì)微粒的廢水，形成螺旋上升的內(nèi)層旋流，由上端中央溢流管排出；上升的內(nèi)層旋流，由上端中央溢流管排出； 旋流器的中心部分上下貫通，

49、形成空氣旋渦柱，旋流器的中心部分上下貫通，形成空氣旋渦柱，空氣一般由下部進(jìn)入，上部排出?？諝庖话阌上虏窟M(jìn)入，上部排出。48 使口流速在使口流速在610m/s，為了使水流貼近器壁，進(jìn)口做，為了使水流貼近器壁，進(jìn)口做成壓力式水力旋流器能分離出直徑在成壓力式水力旋流器能分離出直徑在5m 以上的顆以上的顆粒。旋流器部分尺寸彼此之間相互關(guān)系很重要，如果粒。旋流器部分尺寸彼此之間相互關(guān)系很重要，如果相關(guān)尺寸不協(xié)調(diào)，則分離效果將受影響，水利旋流器相關(guān)尺寸不協(xié)調(diào)，則分離效果將受影響，水利旋流器的進(jìn)水口一般做成收縮形，矩形。進(jìn)水管一般稍加下的進(jìn)水口一般做成收縮形，矩形。進(jìn)水管一般稍加下傾傾35， 壓力式水力旋流

50、器具有體積小，單位容積自理力高，壓力式水力旋流器具有體積小，單位容積自理力高，構(gòu)造簡(jiǎn)單，本身無(wú)活動(dòng)部分，于安裝和維修等優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，本身無(wú)活動(dòng)部分，于安裝和維修等優(yōu)點(diǎn)，就以較廣泛地應(yīng)用于廢水的澄清和濃縮處理，近等來(lái)就以較廣泛地應(yīng)用于廢水的澄清和濃縮處理，近等來(lái)還用于高濁度河水的予處理，以代替龐大的予沉淀池。還用于高濁度河水的予處理，以代替龐大的予沉淀池。水力旋流器的缺點(diǎn)是水泵和設(shè)備容磨損，設(shè)備費(fèi)用高，水力旋流器的缺點(diǎn)是水泵和設(shè)備容磨損，設(shè)備費(fèi)用高，動(dòng)力消耗也較大。動(dòng)力消耗也較大。49重力式水力旋流器：重力式水力旋流器： 水流在重力水流旋流器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)靠進(jìn)出口來(lái)達(dá)到，水流在重力水流旋流器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)

51、靠進(jìn)出口來(lái)達(dá)到，廢水以切線方向進(jìn)入器內(nèi)，造成旋流，在離心力和廢水以切線方向進(jìn)入器內(nèi)，造成旋流，在離心力和重力作用下，其中懸浮顆粒甩向器壁，并向器底水重力作用下，其中懸浮顆粒甩向器壁，并向器底水池集中，使的到凈化。池集中，使的到凈化。 高能重力式旋器的沉淀池與一般沉淀池相比，占地高能重力式旋器的沉淀池與一般沉淀池相比，占地面積小，基操作用省管理方便，待水旋流器相比，面積小，基操作用省管理方便，待水旋流器相比，避免了水泵及設(shè)備磨損較大缺點(diǎn)，動(dòng)力消耗小，缺避免了水泵及設(shè)備磨損較大缺點(diǎn)，動(dòng)力消耗小，缺點(diǎn)是沉淀池地大總分較大，在地不水位高，江河日點(diǎn)是沉淀池地大總分較大，在地不水位高，江河日下旺盛的地，施

52、工較困難。下旺盛的地，施工較困難。50（2）離心機(jī)）離心機(jī) 常速離心機(jī)常速離心機(jī) 主要用于分離一般懸浮液和污泥脫水；主要用于分離一般懸浮液和污泥脫水； 高速離心機(jī)高速離心機(jī) 主要用于分離粒狀和細(xì)粒子懸浮液；主要用于分離粒狀和細(xì)粒子懸浮液； 超高速離心機(jī)超高速離心機(jī) 主要用于分離顆粒極細(xì)的乳化液，油類，離心機(jī)主要用于分離顆粒極細(xì)的乳化液，油類，離心機(jī)設(shè)備緊湊，效率高，但因?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)，高備復(fù)雜，只適設(shè)備緊湊，效率高，但因?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)，高備復(fù)雜，只適用于處理小批量的很難用一般過(guò)濾方法處理的廢水。用于處理小批量的很難用一般過(guò)濾方法處理的廢水。512.8 過(guò)濾過(guò)濾（1） 格柵格柵格柵是去除廢水水中漂浮格柵是去

53、除廢水水中漂浮 物和懸浮顆粒的最簡(jiǎn)單而有效方法，格柵可分成兩種類物和懸浮顆粒的最簡(jiǎn)單而有效方法，格柵可分成兩種類型。即固定格柵和活動(dòng)，格柵。細(xì)格柵柵條間隔型。即固定格柵和活動(dòng)，格柵。細(xì)格柵柵條間隔1325mm，粗格柵條間隔一般為，粗格柵條間隔一般為5164mm ，使用時(shí)可視廢水中漂浮物大小來(lái)定。，使用時(shí)可視廢水中漂浮物大小來(lái)定。固定格柵一般由間隔的固定金屬柵條構(gòu)成固定格柵一般由間隔的固定金屬柵條構(gòu)成 ，廢水從間隙中流過(guò)柵條通常做成有一，廢水從間隙中流過(guò)柵條通常做成有一漸變的橫斷面，用最寬的一側(cè)面對(duì)著廢水流過(guò)，以防固體特技間隙中被卡住，并漸變的橫斷面，用最寬的一側(cè)面對(duì)著廢水流過(guò)，以防固體特技間隙

54、中被卡住，并便于耙除截留物。便于耙除截留物。根據(jù)截留物被耙除的方式不同，固定格柵又可分為手耙式和機(jī)械，耙除兩，手耙根據(jù)截留物被耙除的方式不同，固定格柵又可分為手耙式和機(jī)械，耙除兩，手耙式最簡(jiǎn)單，這旨將柵條安置成與式最簡(jiǎn)單，這旨將柵條安置成與60角，這樣既增大了柵條被廢水浸沒的面積，又角，這樣既增大了柵條被廢水浸沒的面積，又利于留物的耙除。機(jī)械耙利于留物的耙除。機(jī)械耙 除通常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，近年來(lái)也有用水力驅(qū)動(dòng)的。除通常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，近年來(lái)也有用水力驅(qū)動(dòng)的。活動(dòng)格柵又可分為鋼絲索格柵和輪格柵兩種?；顒?dòng)格柵又可分為鋼絲索格柵和輪格柵兩種。鋼絲索格柵是由一組在滾輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼絲索套構(gòu)成，廢水眾鋼絲索面間

55、流過(guò)，截鋼絲索格柵是由一組在滾輪上轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼絲索套構(gòu)成，廢水眾鋼絲索面間流過(guò)，截留在鋼絲索上的大顆粒固體隨著鋼絲索的轉(zhuǎn)動(dòng)篩濾室并在鋼絲索回到篩濾室之前留在鋼絲索上的大顆粒固體隨著鋼絲索的轉(zhuǎn)動(dòng)篩濾室并在鋼絲索回到篩濾室之前被刷除掉，這種格柵的優(yōu)點(diǎn)是不用耙子，固體物不會(huì)長(zhǎng)在格柵的間隙中。被刷除掉，這種格柵的優(yōu)點(diǎn)是不用耙子，固體物不會(huì)長(zhǎng)在格柵的間隙中。鼓輪格柵實(shí)際上是量種篩網(wǎng)過(guò)濾裝置，它是由部分浸入篩濾室的旋轉(zhuǎn)鼓輪構(gòu)成，鼓輪格柵實(shí)際上是量種篩網(wǎng)過(guò)濾裝置，它是由部分浸入篩濾室的旋轉(zhuǎn)鼓輪構(gòu)成，鼓輪繞水平軸旋轉(zhuǎn)，周邊被金屬網(wǎng)覆蓋，鼓輪的一端封閉，廢水從另一端沿軸向鼓輪繞水平軸旋轉(zhuǎn)，周邊被金屬網(wǎng)覆蓋，鼓輪的一

56、端封閉，廢水從另一端沿軸向進(jìn)入鼓輪內(nèi)，通過(guò)金屬網(wǎng)過(guò)濾流出鼓外，截留在鼓內(nèi)的懸浮物被轉(zhuǎn)鼓帶列上部時(shí)，進(jìn)入鼓輪內(nèi)，通過(guò)金屬網(wǎng)過(guò)濾流出鼓外，截留在鼓內(nèi)的懸浮物被轉(zhuǎn)鼓帶列上部時(shí)，被噴射出來(lái)的水反沖洗到排渣槽內(nèi)排出。被噴射出來(lái)的水反沖洗到排渣槽內(nèi)排出。522.8 過(guò) 濾53 （2） 顆粒濾料過(guò)濾顆粒濾料過(guò)濾 顆粒濾料過(guò)濾利用顆粒介質(zhì)的物理截留，以及沉淀，吸附顆粒濾料過(guò)濾利用顆粒介質(zhì)的物理截留，以及沉淀，吸附等作用來(lái)除去廢水中細(xì)小的懸浮物，常用的過(guò)濾介質(zhì)有石等作用來(lái)除去廢水中細(xì)小的懸浮物，常用的過(guò)濾介質(zhì)有石英砂、無(wú)煙煤和拓榴石等。顆粒濾料過(guò)濾的分類方法好幾英砂、無(wú)煙煤和拓榴石等。顆粒濾料過(guò)濾的分類方法好幾

57、種，按操作方式分，可分為重力式和壓力式兩種，前者為種，按操作方式分，可分為重力式和壓力式兩種，前者為敞開式，后者為密封式，采用壓力過(guò)濾，按濾料組成分，敞開式，后者為密封式，采用壓力過(guò)濾，按濾料組成分，可分為單層和多層式，前者是由一種濾料組成的過(guò)濾層；可分為單層和多層式，前者是由一種濾料組成的過(guò)濾層；后者是由多種濾料組成的具有峽谷層以上的過(guò)濾層，一般后者是由多種濾料組成的具有峽谷層以上的過(guò)濾層，一般由二或三層組成，按廢水的流動(dòng)方式分，可分為下流式，由二或三層組成，按廢水的流動(dòng)方式分，可分為下流式，上流式和雙流式。以防止活性炭或離子交換相脂堵塞，在上流式和雙流式。以防止活性炭或離子交換相脂堵塞，在

58、煉油廠中，含油廢水流程砂濾池處理以后，再進(jìn)行活性炭煉油廠中，含油廢水流程砂濾池處理以后，再進(jìn)行活性炭吸附處理。吸附處理。 廢水由上而下通過(guò)濾料層，濾料層由具有過(guò)濾水效果的細(xì)廢水由上而下通過(guò)濾料層，濾料層由具有過(guò)濾水效果的細(xì)砂層和在下部承托細(xì)砂層用的粗砂和礫石組成。砂層和在下部承托細(xì)砂層用的粗砂和礫石組成。 濾池的下部是集水室，它的主要作用是收集濾過(guò)水以將其濾池的下部是集水室，它的主要作用是收集濾過(guò)水以將其送到清水池，并在反沖洗期均勻分配沖洗水到過(guò)濾層。集送到清水池，并在反沖洗期均勻分配沖洗水到過(guò)濾層。集水裝置的形成有許多種，如濾頭式，濾球式，穿孔管式和水裝置的形成有許多種，如濾頭式，濾球式，穿

59、孔管式和有孔砌塊式等，濾池還沒有反沖洗裝置。有孔砌塊式等，濾池還沒有反沖洗裝置。54 影響過(guò)濾效率的主要因素有濾料粒徑的大小及配置影響過(guò)濾效率的主要因素有濾料粒徑的大小及配置層序，濾料孔隙度大小，濾料厚度廢水的渾濁和性層序，濾料孔隙度大小，濾料厚度廢水的渾濁和性質(zhì)，過(guò)濾速度，終點(diǎn)水頭損失以及出水水質(zhì)的要求質(zhì)，過(guò)濾速度，終點(diǎn)水頭損失以及出水水質(zhì)的要求等，在濾池中只要濾料的粒徑，配置層孔孔隙度和等，在濾池中只要濾料的粒徑，配置層孔孔隙度和厚度，其它因素均可在過(guò)濾運(yùn)行期間進(jìn)行調(diào)整。厚度，其它因素均可在過(guò)濾運(yùn)行期間進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)過(guò)濾進(jìn)行到濾料間隙變截留和沉積的懸浮物堵塞當(dāng)過(guò)濾進(jìn)行到濾料間隙變截留和沉積

60、的懸浮物堵塞時(shí)，過(guò)濾阻力增大，使濾難以繼續(xù)進(jìn)行。這時(shí)應(yīng)暫時(shí)，過(guò)濾阻力增大，使濾難以繼續(xù)進(jìn)行。這時(shí)應(yīng)暫時(shí)停止過(guò)濾，通過(guò)反沖洗使床更新，反沖洗水的流時(shí)停止過(guò)濾，通過(guò)反沖洗使床更新，反沖洗水的流量，流速能使濾層體積膨脹至量，流速能使濾層體積膨脹至1.251.5倍。只有這倍。只有這樣，才能保證濾料充分浮動(dòng)，使懸浮物以通過(guò)濾料樣，才能保證濾料充分浮動(dòng)，使懸浮物以通過(guò)濾料間隙，反沖洗新需的時(shí)間，水量和流速應(yīng)根據(jù)污染間隙，反沖洗新需的時(shí)間，水量和流速應(yīng)根據(jù)污染物的性質(zhì)，濾料的比重和粒徑等確定。一般反沖洗物的性質(zhì)，濾料的比重和粒徑等確定。一般反沖洗時(shí)間時(shí)間58min，反沖洗速度是，反沖洗速度是0.51.2m3