武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书
粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成分离的一种净水法。 下表是各种处理方法的比较:
各种含油废水处理方法比较表1(摘自张文林) 方法 加压气浮 膜过滤 适用范围 去除粒径 μm 分散油、乳60>d>10 化油 乳化油、溶60>d>10 解油 溶解油 10>d>1 COD去除率/主要优点 % >85 效果好,工艺成熟 >95 出水水质好,设备简单 >85 主要缺点 吸附 电磁吸附 乳化油 60>d>10 >75 粗粒化 化学凝聚 分散油、乳60>d>10 化油 乳化油 60>d>10 >95 >90 化学氧化 电解 乳化油 60>d>10 >95 乳化油 60>d>10 >90 活性污泥 溶解油 10>d>1 >90 生物滤池 溶解油 10>d>1 >95 占地面积大,浮油难处理 膜清洗困难,操作费用高 出水水质好吸附剂再生困,设备占地难,投资较高 面积小 除油率高,耗电量大,工艺装置占地面未成熟 积小 设备小型化滤料易堵 ,操作简单 效果好,工占地面积大,药艺成熟 剂用量多,污泥难处理 出水水质好设备投资高,操设备占地面作费用高 积小 除油率高,装置复杂,耗电连续操作 量大,消耗大量铝材 出水水质好进水要求高,操,基建费用作费用高 较低 适应性强 运行费用低基建费用高 含油废水的预处理一般使用隔油池,隔油池利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式,含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池,沿水平方向缓慢流动,在流动中油品上浮水面,由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀下来的重油及其他杂质,积聚到池底污泥斗中,通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的
【3】 废水则溢流入排水渠排出池外,进行后续处理,以去除乳化油及其他污染物。
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隔油池多用钢筋混凝土筑造,也有用砖石砌筑的在矩形平面上,沿水流方向分为2~4格,每格宽度一般不超过6米,以便布水均匀。有效水深不超过2米,隔油池的长度一般比每一格的宽度大4倍以上。隔油池多用链带式的刮油机和刮泥机分别刮除浮油和池底污泥。一般每格安装一组刮油机和刮泥机,设一个污泥斗。若每格中间加设档板,挡板两侧都安装刮油机和刮泥机,并设污泥斗,则称为两段式隔油池,可以提高除油效率,但设备增多,能耗增高。若在隔油池内加设若干斜板,也可以提高除油效率,但建设投资较高。在寒冷地区,为防止冬季油品凝固,可在集油管底部设蒸汽管加热。隔油池一般都要加盖,并在盖板下设蒸汽管,以便保温,防止隔油池起火和油品挥发,并可防止灰沙进入。
2设计内容与任务
废水的设计流量为200m3/d,其进水主要污染物的浓度和根据《污水综合排放标准》(GB8988-1996)中一级标准的出水标准如下表1:
设计进、出水水质表2 COD mg/L BOD5 mg/L NH3-N mg/L SS mg/L 动植物油mg/L 进水水质 出水水质
该废水具有以下几个特点:
a.动植物油含量很高,超出排放标准200倍,故应该采取针对性的排油工
艺以降低动植物油含量。
b.高COD、BOD。COD高达5000mg/L,故应该采取厌氧生物法进行预处理。
60 20 15 20 10 6~9 5000 2200 80 2000 2000 6~9 pH 3
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c.高SS。在活性污泥法之前必须将SS降低。 d.需要一系列脱氮工艺。
3处理工艺的选取与简介
3.1粗大颗粒物的去除
3.1.1格栅
格栅式处理厂的第一个处理单元,它是以一组平行的金属栅条制成,之间形成缝隙。水流通过它时,粗大的物质会被截留下来。
3.1.2沉砂池
沉砂池的功能是去除水中的砂粒、煤渣等比较大的无机杂质,同时也可以去除少量的比较大的有机杂质。本次采用效果很好的曝气沉砂池。
3.2混凝沉淀
3.2.1混凝池
化学混凝所处理的对象,主要是水中的微小悬浮物。向水中投加一些混凝剂使胶体脱稳。
混凝的原理有以下三个:
①反离子的压缩作用。电离产生的Al3为高价反离子,对胶体的扩散层有强烈的压缩作用,使胶体的∈电位下降,胶粒间斥力变小,使胶粒易于在相互碰撞中聚集成大颗粒凝絮,并在重力的作用下,从水中沉淀出来。
②吸附架桥作用。当向水中加入高分子电解质时,不仅使胶体“脱稳”而凝聚,同时又进一步形成絮凝体。这是因为高分子物质对胶粒有强烈的吸附作用。高分子长链物一端可能被其他胶粒吸附,形成一个高分子链状物,同时吸附在两个以上胶粒表面上。此时高分子长链像是各胶粒间的桥架,将胶粒联结在一起使胶粒间形成絮凝体,最终沉降下来,从而从水中除去这些胶体杂质,这种作用称为吸附架桥作用,由于悬浮微粒的吸附和高分子物质的架桥作用,破坏了胶体的稳定性,逐渐形成类似棉絮的沉淀物(俗称“矾花”),该过程通常称为“絮凝”。无机高分子盐类。如铝盐,铁盐的水解产物也能起到类似吸附架桥的这种作用。 ③网捕作用。当向水中投加铝盐、铁盐等药剂时,铝盐或铁盐会在水中水解成高
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聚合度的氢氧化物,像一张滤网,可以吸附,夹带水中的胶体杂质而沉淀,这个作用可以称为混凝剂的网捕作用。
一般的絮凝剂有: 1)
无机高分子絮凝剂。无机高分子絮凝剂的品种在我国已经逐步形成系列。阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS)。无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFc)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合硅酸铝铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。因为纸浆带负电荷,一般选择阳离子型的高分子絮凝剂,同时起中和电荷和絮凝架桥的双重作用,沉淀效果好。目前常用聚合氯化铝(PAC)作絮凝剂以除去纸浆中的悬浮物和胶体粒子。其优点是可以同时除浊和除色,而且用量仅为硫酸铝的1/4~1/2,水温降低时絮凝作用变化不大。其缺点是容易生成细小矾花,较难进行固液分离,纸浆回收效率较低。据研究报道,铝盐絮凝剂有一定的毒性,水中铝含量高于0.5mg/L即可使鲑鱼死亡,对植物和微生物也有毒副作用,对人易引起老年性痴呆病等。
2)
有机高分子絮凝剂。同无机高分子絮凝剂相比,有机高分子具有用量少、絮凝速度快、受共存盐和pH值及温度影响小、生成污泥量少且易于处理等优点,因而具有广阔的应用前景。在合成的有机高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多。它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。高相对分子质量(106以上)的聚丙烯酰胺(PAM)属阴离子型絮凝剂,絮凝作用强而无毒,对悬浮于水中的细小粒子产生非离子吸附,使粒子之间产生交联。利用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)配合处理废纸再生废水,cOD去除率达75%以上,透光率达92%~99%。
3)
天然高分子絮凝剂。天然高分子絮凝剂可分为碳水化合物、黄原酸酯类、壳聚糖类和甲壳素类等。淀粉——丙烯酰胺共聚物为母体而
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制备的阳离子絮凝剂,成本价格低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),用量也低于阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚丙烯酰胺(PAM),而且提高了生物降解性。用其进行污水处理和污泥脱水,效能明显优于国产的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)。
本实验选择PAC,PAC不仅可以去除SS,也可以去除大约30%的BOD和COD,但是需要注意的是此处无法去除油,因为絮凝法除油的油属于乳化油,而该污水中的油是动植物油,属于浮油或分散油。
3.2.1.1配置设备
本次采用一体化加药设备与投加量自动控制综合集中了溶配、加药功能该加药装置有较强的耐腐蚀强,可装置各种计量泵以及电动搅拌器。 3.2.1.2投药设备
若泵房距离处理厂较劲则采用泵前投加的方式,反之可以采用重力投加。 3.2.1.3絮凝池
本次设计水量小,可以选择使用桨板式机械絮凝池。
3.2.2沉淀池
沉淀池的计算见下一部分。
3.3排油系统
由于动植物油达到2000mg/L,故该废水中油的成分中分散油和浮油应该占很高的比例,故在此选用流程为:
含油废水隔油一级气浮二级气浮
3.3.1隔油池
隔油池可以用作排油系统的预处理,将一些浮油除掉。隔油池有平流式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)、倾斜波纹板式隔油池(CPI)。其中由于API造价低廉、工艺简单的原因,是人们使用最普遍的隔油池。在此处我也选用平流式隔油池。由于隔油池对进水流速有一定的要求,故沉砂池之后污水应先进入调节池,之后再进入隔油池。油水以较慢的速度流动经过密度差异分离,密度小于水的油浮出水面,密度大于水的颗粒杂质沉于池底,水从池的另一端流出。在隔油池的出水端设置集油管。集油管可以绕轴线转动,平时槽口位于水面上,当浮油层积到一定厚度时,将集油管的开口转入水面下,让浮油进入管内,导出
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