污水的物理處理2

污水的物理處理2第1頁/共118頁第四節(jié)

沉淀池第五節(jié)

隔油和破乳第六節(jié)

氣浮法第2頁/共118頁第四節(jié)

沉淀池第3頁/共118頁沉淀池按使用功能分生物處理法中的預(yù)處理去除對象是懸浮物，去除約40~55%的SS20%~30%的BOD5生物處理構(gòu)筑物后,沉淀分離活性污泥或生物膜法脫落的生物膜，是生物處理工藝的重要組成部分初次沉淀池二次沉淀池第4頁/共118頁沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長方形一端進(jìn)水,水平流過池子另一端出水貯泥斗在池進(jìn)口其他部位設(shè)有坡度坡向貯泥斗池內(nèi)水流由下向上池內(nèi)水流向四周輻流池型:多為圓形,有方形或多角形池中央進(jìn)水，池四周出水貯泥斗在池中央第5頁/共118頁沉淀池三種流態(tài)平流式豎流式輻流式第6頁/共118頁進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)的功能是使水流的進(jìn)入與流出保持平穩(wěn)，以提高沉淀效率。沉淀區(qū)是沉淀進(jìn)行的主要場所。貯泥區(qū)貯存、濃縮與排放污泥。緩沖區(qū)避免水流帶走沉在池底的污泥。位于沉淀區(qū)與貯泥區(qū)之間沉淀池由五部分組成緩沖區(qū)第7頁/共118頁沉淀池的運(yùn)行方式連續(xù)式污水中可沉顆粒的沉淀在流過水池時完成，這時可沉顆粒受到重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用污水連續(xù)不斷地流入與排出污水中可沉淀的懸浮物在靜置時完成沉淀過程，由設(shè)置在沉淀池壁不同高度的排水管排出工作過程：進(jìn)水、靜置、排水間歇式第8頁/共118頁沉淀池特點(diǎn)與適用條件池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式1.對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；2.施工簡單，造價低采用多斗排泥，每個泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機(jī)械排泥，機(jī)件設(shè)備和驅(qū)動件均浸于水中，易銹蝕1.適用地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；2.適用于大、中、小型污水處理廠豎流式1.排泥方便，管理簡單；2.占地面積較小1.池深度大，施工困難；2.對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差；3.造價較高；4.池徑不宜太大適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式1.采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡單；2.排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品1.池水水流速度不穩(wěn)定；2.機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求較高1.適用于地下水位較高的地區(qū)；2.適用于大、中型污水處理廠第9頁/共118頁1.設(shè)計流量沉淀池的設(shè)計流量與沉砂池的設(shè)計流量相同。在合流制的污水處理系統(tǒng)中，當(dāng)廢水是自流進(jìn)入沉淀池時，應(yīng)按最大流量作為設(shè)計流量；當(dāng)用水泵提升時，應(yīng)按水泵的最大組合流量作為設(shè)計流量。在合流制系統(tǒng)中,應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量校核，但沉淀時間應(yīng)不小于30min。2.沉淀池的只數(shù)對于城市污水廠，沉淀池的個數(shù)不應(yīng)少于2只。考慮到1座發(fā)生故障，其余工作的沉淀池能夠負(fù)擔(dān)全部流量3.沉淀池的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計參數(shù)對于城市污水處理廠，如無污水沉淀性能的實(shí)測資料時，可參照教材表10-5（P45）的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)選用。沉淀池的一般設(shè)計原則及參數(shù)第10頁/共118頁4.沉淀池的構(gòu)造尺寸池超高不少于0.3m；有效水深宜采用2.0~4.0m；緩沖層高采用0.3~0.5m；貯泥斗斜壁的傾角，方斗宜為60o，圓斗宜為55o；坡向泥斗的底板坡度，平流沉淀池不宜小于0.01，輻流式沉淀池不宜小于0.05；排泥管直徑不小于200mm。5.沉淀池出水部分一般采用堰流,在堰口保持水平。出水堰的負(fù)荷:對初沉池,應(yīng)不大于2.9L/(s·m);對二次沉淀池,不宜大于1.7L/(s·m)。亦可采用多槽出水布置，以提高出水水質(zhì)。沉淀池的一般設(shè)計原則及參數(shù)第11頁/共118頁6.貯泥斗的容積一般按不大于2d的污泥量計算，采用機(jī)械排泥的污泥斗可按4h污泥量計算；活性污泥法后的二沉池，宜按不超過2h貯泥時間計算，并應(yīng)有連續(xù)排泥措施；生物膜法后的二沉淀池，按4h污泥量計算。7.排泥部分沉淀池一般采用靜水壓力排泥：

初次沉淀池排泥靜水頭不應(yīng)小于1.5m（H2O）；

生物膜法的二沉池應(yīng)不小于1.2m（H2O）;

活性污泥法的二沉池應(yīng)不小于0.9m（H2O）；；排泥管直徑不應(yīng)小于200mm。沉淀池的一般設(shè)計原則及參數(shù)第12頁/共118頁平流式沉淀池第13頁/共118頁進(jìn)水區(qū)有整流措施，保證入流污水均勻穩(wěn)定地進(jìn)入沉淀池出水區(qū)設(shè)出水堰，控制沉淀池內(nèi)的水面高度，保證沉淀池內(nèi)水流的均勻分布。沉淀池應(yīng)沿整個出流堰的單位長度溢流量相等鋸齒形三角堰應(yīng)用最普遍，水面宜位于齒高的1/2處。平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)第14頁/共118頁為適應(yīng)水流的變化或構(gòu)筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設(shè)置能使堰板上下移動的調(diào)節(jié)裝置，使出口堰口盡可能水平。堰前應(yīng)設(shè)置擋板，以阻攔漂浮物，或設(shè)置浮渣收集和排除裝置。多斗式沉淀池，不設(shè)置機(jī)械刮泥設(shè)備。每個貯泥斗單獨(dú)設(shè)置排泥管，各自獨(dú)立排泥，互不干擾，保證沉泥的濃度。平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)第15頁/共118頁平流沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)第16頁/共118頁平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)（進(jìn)水）第17頁/共118頁平流沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)第18頁/共118頁平流沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)第19頁/共118頁平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)（出水）第20頁/共118頁第21頁/共118頁第22頁/共118頁第23頁/共118頁3.沉淀區(qū)有效容積V1或4.沉淀池長度L式中：v——最大設(shè)計流量時的水平流速,mm/s;一般不大于5mm/s。5.沉淀池總寬度B1.沉淀區(qū)的表面積A式中：Qmax——最大設(shè)計流量,m3/h；q——表面水力負(fù)荷,m3/(m2·h),P33：取值可參照表10-52.沉淀區(qū)有效水深h2式中：t——沉淀時間,h,初沉池一般取0.5~2.0h,二沉池一般取1.5~4.0h。沉淀區(qū)有效水深h2通常取2~4m。平流式沉淀池的設(shè)計第24頁/共118頁7.污泥區(qū)容積對于生活污水，污泥區(qū)的總?cè)莘eV：

式中：S——每人每日的污泥量，L/(d·人),可參考教材表10-5；

N——設(shè)計人口數(shù)，人；

T——兩次排泥的時間間隔，d，初沉池按2d，活性污泥法后二沉池按2h機(jī)械排泥初沉池和生物膜法后二沉池按4h6.沉淀池的個數(shù)n式中:b——每個沉淀池寬度。

平流式沉淀池的長度一般為30~50m，為了保證污水在池內(nèi)分布均勻，池長與池寬比不小于4，長度與有效水深比不宜小于8。平流式沉淀池的設(shè)計第25頁/共118頁9.污泥斗的容積V1式中:S1——污泥斗的上口面積,m2；

S2——污泥斗的下口面積，m2。10.污泥斗以上梯形部分污泥容積V2式中：L1——梯形上底邊長,m；

L2——梯形上底邊長，m。8.沉淀池的總高度h式中：h1——沉淀池超高,m;一般取0.3m；

h2——沉淀區(qū)的有效水深，m；

h3——緩沖層高度，m；無機(jī)械刮泥設(shè)備時,取0.5m；有機(jī)械刮泥設(shè)備時，其上緣應(yīng)高出刮板0.3m；

h4——污泥區(qū)高度，m；h4′——泥斗高度，m；h4″——梯形的高度，m。平流式沉淀池的設(shè)計第26頁/共118頁豎流式沉淀池第27頁/共118頁豎流式沉淀池的工作原理在豎流式沉淀池中，污水是從下向上以流速v做豎向流動，廢水中的懸浮顆粒有以下三種運(yùn)動狀態(tài)：當(dāng)u>v時，顆粒將以u-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；當(dāng)u=v時，則顆粒處于隨遇狀態(tài)，不下沉也不上升；當(dāng)u<v時，顆粒將不能沉淀下來，會被上升水流帶走。第28頁/共118頁豎流式沉淀池的工作原理當(dāng)顆粒屬于自由沉淀類型時，其沉淀效果（在相同的表面水力負(fù)荷條件下）豎流式沉淀池的去除率要比平流式沉淀池低。當(dāng)顆粒屬于絮凝沉淀類型時，由于在池中的流動存在著各自相反的狀態(tài)，就會出現(xiàn)上升著的顆粒與下降著的顆粒，上升顆粒與上升顆粒之間、下沉顆粒與下沉顆粒之間的相互接觸、碰撞，致使顆粒的直徑逐漸增大，有利于顆粒的沉淀。絮凝顆粒會在沉淀區(qū)內(nèi)形成一個絮凝污泥層，可網(wǎng)捕攔截污水中的待沉顆粒。第29頁/共118頁豎流式沉淀池的平面可為圓形、正方形或多角形。池徑一般采用4~7m，不大于10m豎流式沉淀池直徑（或正方形一邊）與有效水深之比一般不大于3豎流式沉淀池的構(gòu)造豎流式沉淀池的中心管第30頁/共118頁中心管內(nèi)流速≦30mm/s反射板流出速度≦40mm/s反射板底面距泥面≧0.3m中心導(dǎo)流筒設(shè)計

第31頁/共118頁輻流式沉淀池第32頁/共118頁輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達(dá)100m,池周水深1.5~3.0m。有中心進(jìn)水與周邊進(jìn)水兩種形式。沉淀與池底的污泥一般采用刮泥機(jī)刮除，對輻流式沉淀池而言，目前常用的刮泥機(jī)械有中心傳動式刮泥機(jī)和吸泥機(jī)以及周邊傳動式的刮泥機(jī)與吸泥機(jī)等。輻流式沉淀池的構(gòu)造及特點(diǎn)第33頁/共118頁輻流式沉淀池剖面中心進(jìn)水中心進(jìn)水，中心導(dǎo)流筒流速大，活性污泥難于絮凝，且與池內(nèi)水相比，相對密度大，向下流動時動能較高，易沖擊池底沉泥第34頁/共118頁中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖進(jìn)水出水排泥第35頁/共118頁輻流式沉淀池剖面周邊進(jìn)水周邊進(jìn)水，進(jìn)水槽斷面較大，槽底孔口較小，布水時水頭損失集中在孔口上，故布水比較均勻，但配水渠內(nèi)浮渣難于排除，容易結(jié)殼第36頁/共118頁輻流式沉淀池剖面周邊進(jìn)水進(jìn)水擋板下沿深入水面下約2/3深度處，距進(jìn)水空口有一段較長的距離，有助于水流的均勻分布，且進(jìn)入沉淀區(qū)的流速小得多，有利于懸浮顆粒的沉淀，可提高沉淀池的容積利用率缺點(diǎn)：如果直徑很大，進(jìn)口的布水和導(dǎo)流裝置設(shè)計不當(dāng)，會發(fā)生短流現(xiàn)象，嚴(yán)重影響效果第37頁/共118頁第38頁/共118頁進(jìn)水槽,底部有孔出水槽出水堰出水堰前擋板進(jìn)水擋板,深入水下約3/4水深第39頁/共118頁第40頁/共118頁輻流式沉淀池刮泥機(jī)中心移動系統(tǒng)第41頁/共118頁斜板（管）沉淀池第42頁/共118頁斜板（管）沉淀池是根據(jù)淺池理論，在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而構(gòu)成。它由斜板（管）沉淀區(qū)、進(jìn)水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。按斜板或斜管間水流與污泥的相對運(yùn)動方向來分，斜板（管）沉淀池可分為同向流、異向流和側(cè)向流三種。污水處理中常采用升流式異向流斜板（管）沉淀池。斜板（管）沉淀池的構(gòu)造第43頁/共118頁設(shè)斜管沉淀池池長為L，池中水平流速為V，顆粒沉速為u0，在理想狀態(tài)下，L/H＝V/u0?？梢奓與V值不變時，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。淺池理論第44頁/共118頁若用水平隔板，將H分成3層，每層層深為H/3，在u0與v不變的條件下，只需L/3，就可以將u0的顆粒去除。也即總?cè)莘e可減少到原來的1/3。如果池長不變，由于池深為H/3，則水平流速可正加的3v，仍能將沉速為u0的顆粒除去，也即處理能力提高倍。同時將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高n倍。這就是20世紀(jì)初，哈真（Hazen）提出的淺池理論。淺池理論第45頁/共118頁斜板（管）沉淀池的構(gòu)造第46頁/共118頁異向流斜板（管）沉淀池中，斜板（管）與水平面呈60o角，長度通常為1.0~1.2m，斜板凈距（或斜管孔徑）一般為80~100mm。斜板（管）區(qū)上部清水區(qū)水深為0.7~1.0m，底部緩沖層高度為1.0m。斜板（管）沉淀池的構(gòu)造第47頁/共118頁斜板（管）沉淀池具有沉淀效率高、停留時間短、占地少等優(yōu)點(diǎn)，在給水處理中得到比較廣泛的應(yīng)用，在污水處理中常應(yīng)用于以下幾個方面：原有污水廠的挖潛或擴(kuò)大處理能力改造時采用；當(dāng)污水處理廠的占地受到限制時，可考慮作為初沉池使用不宜作為二沉池使用污水處理中的應(yīng)用第48頁/共118頁安裝中的斜板/斜管沉淀池第49頁/共118頁斜板/斜管沉淀池運(yùn)行進(jìn)程中應(yīng)防止斜板/斜管上浮第50頁/共118頁提高沉淀池沉淀效果的有效途徑沉淀池均存在去除率不高的問題，且占地面積較大，體積龐大提高沉淀池的分離效果和去除能力的方法增設(shè)斜板(管)對污水進(jìn)行曝氣攪動回流部分活性污泥曝氣攪動是利用氣泡的攪動促使廢水中的懸浮顆粒相互作用，產(chǎn)生自然絮凝。采用此法，可使沉淀效率提高5%~8%，1m3污水的曝氣量約0.5m3左右。常在預(yù)曝氣池或生物絮凝池內(nèi)進(jìn)行。將剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，產(chǎn)生吸附與絮凝作用，這一過程稱為生物絮凝。這一方法可以使沉淀效率比原來的沉淀池提高10%~15%，BOD5的去除率也能增加15%以上，活性污泥的投加量一般在100~400mg/L之間。第51頁/共118頁第五節(jié)

隔油池第52頁/共118頁含油廢水的來源石油開采及加工工業(yè)固體燃料熱加工紡織工業(yè)中的洗毛廢水輕工業(yè)中的制革廢水鐵路及交通運(yùn)輸工業(yè)屠宰及食品加工機(jī)械工業(yè)中車削工藝中的乳化液石油開采石油煉制石油化工帶水原油的分離水鉆井提鉆時的設(shè)備沖洗水井場及油罐區(qū)的地面降水生產(chǎn)的油水分離過程,油品、設(shè)備的洗滌、沖洗過程焦化含油廢水焦?fàn)t氣的冷凝水洗煤氣水各種儲罐的排水第53頁/共118頁油的形態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油油滴的粒徑較大，通常大于100μm，可以依靠油水相對密度差而從水中分離出來，對于煉油廠廢水而言，這種狀態(tài)的油一般占廢水中含油量的60%~80%左右。普通隔油池去除細(xì)分散油第54頁/共118頁油的形態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油細(xì)分散油細(xì)分散油油滴粒徑一般10~100μm以微小油滴分散懸浮于水中，長時間靜置后可以形成可浮油可采用斜板隔油池去除第55頁/共118頁油的形態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油乳化油：粒徑<10μm，一般0.1~2.0μm因水中含有表面活性劑而成乳化狀態(tài)，靜置數(shù)小時，甚至更長時間，仍穩(wěn)定分散于水中不能用靜置法從廢水中分離原因：油滴表面有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜，阻礙油滴合并若能消除乳化劑的作用，乳化油劑可轉(zhuǎn)化為可浮油，稱為破乳。乳化油經(jīng)過破乳之后，就能用油水密度差來分離。細(xì)分散油第56頁/共118頁油的形態(tài)呈懸浮狀態(tài)的可浮油呈乳化狀態(tài)的乳化油呈溶解狀態(tài)的溶解油細(xì)分散油溶解油油滴粒徑比乳化油還小，幾納米，以溶解態(tài)存在于水中，但溶解度非常低，每升只有幾個毫克。第57頁/共118頁油污染對環(huán)境的危害含油廢水侵入土壤孔隙間形成油膜，產(chǎn)生阻礙作用，致使空氣、水分及肥料均不能滲入土中，破壞土層結(jié)構(gòu)，不利于農(nóng)作物的生長,甚至導(dǎo)致農(nóng)作物枯死。含油廢水排入水體后將在水面上產(chǎn)生油膜，阻礙大氣復(fù)氧，斷絕水體氧的來源；好氧微生物分解過程消耗溶解氧，使水體處于缺氧狀態(tài)，影響魚類和水生生物生存。含油廢水排入城鎮(zhèn)排水管道，對排水管道、附屬設(shè)備及城鎮(zhèn)污水處理廠都會造成不良影響。采用生物處理法，石油和焦油含量不得超30~50mg/L,否則影響生物正常代謝土壤管道水體第58頁/共118頁廢水從池子的一端流入池子，以較低的水平流速流經(jīng)池子，流動過程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉于池底，水從池子的另一端流出。隔油池的出水端設(shè)置集油管。大型隔油池應(yīng)設(shè)置刮油刮泥機(jī)，以及時排油及排除底泥。隔油池的池底構(gòu)造與沉淀池相同。表面一般設(shè)置蓋板，冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動性，同時可以防火與防雨。平流式隔油池第59頁/共118頁特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，便于運(yùn)行管理，油水分離效果穩(wěn)定。平流式隔油池可去除的最小油滴直徑為100~150μm，相應(yīng)的上升速度不高于0.9mm/s。平流式隔油池的設(shè)計與平流式沉淀池基本相似，按表面負(fù)荷設(shè)計時，一般采用1.2m3/（m2·h)；按停留時間設(shè)計時，一般采用2h。平流式隔油池第60頁/共118頁第61頁/共118頁第62頁/共118頁斜板式隔油池斜板式隔油池可去除的最小油滴直徑為80μm，相應(yīng)的上升速度約為0.2mm/s。鐵路運(yùn)輸、化工等行業(yè)使用的小型隔油池，其撇油裝置是依靠水與油的密度差形成液位差而達(dá)到自動撇油的目的。小型隔油池第63頁/共118頁斜板隔油池第64頁/共118頁第65頁/共118頁當(dāng)油和水相混，又有乳化劑存在時，乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時油和水就不會分層，而呈一種不透明的乳狀液。當(dāng)分散相是油滴時，稱水包油乳狀液；當(dāng)分散相是水滴時，則稱為油包水乳狀液。乳化油及破乳方法第66頁/共118頁乳化油的主要來源含油（可浮油）廢水在溝道與含乳化劑的廢水相混合，受水流攪動而形成以洗滌劑清洗受油污染的機(jī)械零件、油槽車等而產(chǎn)生乳化油廢水根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要而人為制成如：機(jī)械加工廠中車床切削用的冷卻液第67頁/共118頁避免乳化-------在含油廢水產(chǎn)生的地點(diǎn)立即用隔油池進(jìn)行油水分離，可以避免油的乳化，且可以就地回收油品，降低含油廢水的處理費(fèi)用。如：石油煉制廠減壓塔塔頂冷凝流出的含油廢水，立即進(jìn)行隔油回收，得到的浮油實(shí)際上就是塔頂餾分，經(jīng)過簡單的脫水，就是一種中間產(chǎn)品就地破乳------如果隔油后廢水中仍有乳化油，可就地破乳，此時廢水的成分比較單純，容易收到較好的效果。乳化油及破乳方法第68頁/共118頁破乳的基本原理：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。投加換型乳化劑：投入適量“換型劑”后，在水包油（或油包水）乳狀液轉(zhuǎn)型為油包水（或水包油）乳狀液過程中，存在著一個轉(zhuǎn)化點(diǎn)，這時的乳狀液非常不穩(wěn)定，可借此進(jìn)行油水分離。投加鹽類、酸類：可使乳化劑失去乳化作用。投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑：如異戊醇，從兩相界面上擠掉乳化劑而使其失去乳化作用。破乳方法簡介第69頁/共118頁劇烈的攪拌、振蕩、轉(zhuǎn)動：使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。過濾：如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。改變溫度：改變?nèi)榛旱臏囟龋訜峄蚶鋬觯﹣砥茐娜榛旱姆€(wěn)定。某些乳化液必須投加化學(xué)藥劑破乳，如鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類或無機(jī)酸、堿、混凝劑等。破乳方法簡介第70頁/共118頁破乳方法選擇應(yīng)以試驗(yàn)為依據(jù)。如：某些石油工業(yè)的含油廢水，當(dāng)廢水溫度升到65~75℃時，可達(dá)到破乳效果；相當(dāng)多的乳化液，必須投加化學(xué)破乳劑，常用的有鈣、鎂、鋁的鹽類或無機(jī)酸有的也可用堿（如NaOH）進(jìn)行破乳常用的混凝劑也是較好的破乳劑（破乳+混凝）破乳方法選擇第71頁/共118頁第六節(jié)

氣浮池第72頁/共118頁

水和廢水的氣浮法處理是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。氣浮法處理工藝必須滿足下述基本條件：必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。第73頁/共118頁第74頁/共118頁污水處理技術(shù)中，氣浮法固-液或液-液分離技術(shù)應(yīng)用的幾方面：石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離;廢水中有用物質(zhì)的回收;如造紙廢水中紙漿纖維及填料的回收含懸浮固體相對密度接近于1的工業(yè)廢水預(yù)處理;取代二次沉淀池進(jìn)行泥水分離，特別適用于活性污泥絮體不易沉淀或易于產(chǎn)生膨脹的情況;剩余活性污泥的濃縮。第75頁/共118頁按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法加壓溶氣氣浮法真空氣浮法電解氣浮法分散空氣氣浮法溶解空氣氣浮法氣浮法的類型第76頁/共118頁電解氣浮法是將正負(fù)極相間的多組電極浸泡在廢水中，當(dāng)通以直流電時，廢水電解，正負(fù)兩級間產(chǎn)生的氫和氧的細(xì)小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達(dá)到分離的目的。電解氣浮法產(chǎn)生的氣泡小于其他方法產(chǎn)生的氣泡，故特別適用于脆弱絮狀懸浮物。電解氣浮法的表面負(fù)荷通常低于4m3/(m2·h)。電解氣浮法主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在10~20m3/h。由于電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問題，較難適用于大型生產(chǎn)。電解氣浮法

第77頁/共118頁電解氣浮法

第78頁/共118頁微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細(xì)小氣泡將空氣引入到一個高速旋轉(zhuǎn)混合器或葉輪機(jī)的附近，通過高速旋轉(zhuǎn)混合器的高速剪切，將引入的空氣切割成細(xì)小氣泡分散空氣氣浮法用于礦物浮選，也用于含油脂、羊毛等污水的初級處理及含有大量表面活性劑的污水處理分散空氣氣浮法

第79頁/共118頁微孔曝氣氣浮法剪切氣泡氣浮法優(yōu)點(diǎn)：簡單易行缺點(diǎn)：微孔易堵塞，氣泡較大，氣浮效果不高適用于處理水量不大，而污染物質(zhì)濃度較高的廢水除油效率可達(dá)80%第80頁/共118頁第81頁/共118頁原理：在一定的壓力下讓空氣溶解在水中，然后在減壓條件下析出溶解空氣，形成微氣泡溶解空氣氣浮法

第82頁/共118頁根據(jù)氣泡析出時所處壓力不同加壓溶氣氣浮法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來。需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備。真空氣浮法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放。優(yōu)點(diǎn)：無壓力設(shè)備。缺點(diǎn)：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)困難。溶解空氣氣浮法

第83頁/共118頁真空氣浮法第84頁/共118頁加壓溶氣氣浮法的基本原理空氣在水中的溶解度與壓力的關(guān)系空氣在水中的溶解度的表示單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)加壓溶氣氣浮第85頁/共118頁空氣在純水中的飽和溶解度第86頁/共118頁

空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關(guān)。在一定范圍內(nèi)，溫度越低、壓力越大，其溶解度越大。一定溫度下，溶解度與壓力成正比?？諝鈴乃形龀龅倪^程分兩個步驟，即氣泡的形成過程與氣泡的增長過程。

氣泡核的形成過程起決定性作用，有了相當(dāng)數(shù)量的氣泡核，就可以控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個過程中形成數(shù)目眾多的氣泡核，溶解同樣空氣，如形成的氣泡核的數(shù)量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足氣浮工藝的要求。第87頁/共118頁加壓溶氣的兩種方式利用空氣壓縮機(jī)向溶氣罐注入空氣存在問題：填料長膜；壓縮氣含油；調(diào)節(jié)不便；時而需放氣。利用射流器向溶氣罐注入空氣存在問題：設(shè)備較復(fù)雜；造價偏高。第88頁/共118頁第89頁/共118頁加壓溶氣氣浮法根據(jù)加壓溶氣水的來源不同，可分為三種基本流程：全加壓溶氣流程部分加壓溶氣流程部分回流加壓溶氣流程第90頁/共118頁部分加壓：比全加壓溶氣流程節(jié)省電耗，減小了加壓溶氣水量和溶氣罐體積，可節(jié)省部分設(shè)備；提供的空氣量較少，如提供同樣的空氣量，需較高的壓力第91頁/共118頁部分回流加壓溶氣部分回流加壓：加壓溶氣水為經(jīng)過氣浮處理的澄清水，對溶氣及減壓釋放過程較為有利目前最常用的氣浮處理流程第92頁/共118頁水中懸浮顆粒與微小氣泡黏附的原理表面張力：液體表面分子受到的作用力不平衡，有把表面分子拉向液體內(nèi)部，縮小液體表面積的趨勢，這種力稱為表面張力表面能：要使表面分子不被拉向液體內(nèi)部，需克服液體內(nèi)部分子的吸引力而做功，---表面分子具有更多的能量，稱為表面能親水顆粒疏水顆粒氣泡第93頁/共118頁界面能E與界面張力的關(guān)系如下：式中：σ

——界面張力系數(shù)；

S

——界面面積。

氣泡未與懸浮顆粒粘附前,顆粒與氣泡的單位面積上的界面能分別為σ水-?！?和σ水-氣×1，這時單位面積上的界面能之和E1為：（P68）當(dāng)氣泡與懸浮顆粒粘附后，界面能縮小，粘附面的單位面積上的界面能E2及其縮小值ΔE分別為：這部分能量差即為擠開氣泡和顆粒之間的水膜所做的功，此值越大，氣泡與顆粒粘附得越牢固。水中的懸浮顆粒是否能與氣泡粘附，與水、氣、顆粒間的界面能有關(guān)。當(dāng)三者相對穩(wěn)定時，三相界面張力的關(guān)系式為：式中：θ——接觸角（也稱濕潤角）。帶入上式得：第94頁/共118頁上式表明，并不是水中所有的污染物質(zhì)都能與氣泡粘附，是否能粘附，與該類物質(zhì)的接觸角有關(guān)。當(dāng)θ→0時，cosθ→1，ΔE→0，這類物質(zhì)親水性強(qiáng)（稱親水性物質(zhì)），無力排開水膜，不易與氣泡粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)θ→180°時，cosθ→-1，ΔE→2σ水-氣，這類物質(zhì)憎水性強(qiáng)（稱憎水性物質(zhì)），易與氣泡粘附，宜用氣浮法去除。微細(xì)氣泡與懸浮顆粒的粘附形式有氣-顆粒吸附、氣泡頂托以及氣泡裹夾三種形式。第95頁/共118頁氣泡與懸浮顆粒的粘附形式氣體-顆粒吸附：氣體在顆粒表面析出；浮升氣泡與顆粒碰撞氣泡頂托氣泡裹挾第96頁/共118頁當(dāng)流態(tài)為層流時，即Re<1時，則“顆粒-氣泡”復(fù)合體的上升速度可按斯托克斯公式計算：式中：d——“顆粒-氣泡”復(fù)合體的直徑；

ρs——“顆粒-氣泡”復(fù)合體的表觀密度。上述公式表明，v上取決于水與復(fù)合體的密度差與復(fù)合體的有效直徑?！邦w粒-氣泡”復(fù)合體(帶氣絮體)上粘附的氣泡越多，則ρs越小，d越大，因而上浮速度亦越快?！邦w粒-氣泡”復(fù)合體的上浮速度第97頁/共118頁化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑各種無機(jī)或有機(jī)高分子混凝劑，它們不僅可以改變污水中的懸浮顆粒的親水性能而且還能使污水中的細(xì)小顆粒絮凝成較大的絮狀體以吸附、截留氣泡，加速顆粒上浮第98頁/共118頁浮選劑大多數(shù)由極性-非極性分子組成極性基-------吸附在親水性懸浮顆粒的表面非極性基-----朝向水中這樣就可以使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，從而能使其與微細(xì)氣泡相粘附。浮選劑的種類有松香油、石油、表面活性劑、硬脂酸鹽等。化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑第99頁/共118頁化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑1.能否使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，取決于極性基能否附著在親水性懸浮顆粒表面2.與氣泡相黏附的強(qiáng)弱，取決于非極性基中碳鏈的長短第100頁/共118頁化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。第101頁/共118頁化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑作用是暫時或永久性地抑制某些物質(zhì)的氣浮性能，而又不妨礙需要去除的懸浮顆粒的上浮，如石灰、硫化鈉等。第102頁/共118頁化學(xué)藥劑的投加對氣浮效果的影響一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑主要是調(diào)節(jié)污水的pH，改進(jìn)和提高氣泡在水中的分散度以及提高懸浮顆粒與氣泡的粘附能力，如各種酸、堿等。第103頁/共118頁壓力溶氣氣浮法系統(tǒng)的組成壓力溶氣系統(tǒng)氣浮池空氣釋放系統(tǒng)壓力溶氣罐溶氣釋放裝置加壓水泵附屬設(shè)備溶氣水管路空氣供給設(shè)備第104頁/共118頁壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備

加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。第105頁/共118頁壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備壓力溶氣罐的作用是使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣的溶解。溶氣罐的形式有多種，如下圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高。第106頁/共118頁壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵

影響填料溶氣罐效率的主要因素為：填料特性填料層高度罐內(nèi)液位高布水方式溫度空氣供給設(shè)備第107頁/共118頁壓力溶氣系統(tǒng)壓力溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵

填料溶氣罐的主要工藝參數(shù)為：過流密度：2500~5000m3/(m2·d)填料層高度：0.8~1.3m液位的控制高：0.6~1.0m（從罐底計）溶氣罐承壓能力：>0.6MPa空氣供給設(shè)備填料第108頁/共118頁壓力溶氣系統(tǒng)加壓水泵壓力溶氣罐空氣供給設(shè)備附屬設(shè)備水泵出水管射流溶氣式溶氣方式有三種水泵吸氣式在經(jīng)濟(jì)和安全方面都不理想，已很少使用空壓機(jī)供氣是較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是能耗相對較低壓力管裝射流器進(jìn)行溶氣的優(yōu)點(diǎn)是不需另設(shè)空壓機(jī)，沒有空壓機(jī)帶來的油污染和噪聲水泵吸水管吸氣溶氣式空壓機(jī)供氣式第109頁/共118頁空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。溶氣釋放裝置的功能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放器等?？諝忉尫畔到y(tǒng)第110頁/共118頁

氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣絮體與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點(diǎn)是池身淺、造價低、構(gòu)造簡單、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)是分離部分的容積利用率不高等。氣浮池的有效水深通常為2.0~2.5m，一般以單格寬度不超過10m、長度不超過15m為宜。廢水在反應(yīng)池中的停留時間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為5~15min。為避免打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為10~20mm/s，停留時間應(yīng)大于60s。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點(diǎn)是氣浮池與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)處理水量大于150~200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時，宜采用豎流式氣浮池。氣浮池豎流式氣浮池平流式氣浮池第111頁/共118頁

氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣絮體與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長絮體與氣泡的接觸時間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點(diǎn)是池身淺、造價低、構(gòu)造簡單、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)是分離部分的容積利用率不高等。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點(diǎn)是氣浮池與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)處理水量大