bAAA工业废水处理.ppt
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1、2019/7/7,1,工 业 废 水 处 理,2019/7/7,2,主要内容,一、工业废水处理概论 二、工业废水的物理处理 三、工业废水的化学处理 四、工业废水的物理化学处理 五、工业废水的生物处理,2019/7/7,3,第一部分、工业废水处理概论,一、工业废水的含义和分类 定义:指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。 包括:生产污水(包括生活污水)和生产废水两大类。,2019/7/7,4,生产污水:指在生产过程中所形成的,被有机或无机性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。 生产废水:指在生产过程中形成的,但未直接参与生产工艺,只起辅助作用,未被污染物污染或污染很
2、轻的水。(如冷却水),2019/7/7,5,二、工业废水的分类、种类、指标,(一)分类 1,按行业的产品加工对象:冶金、造纸、纺织、印染等。 2,按工业废水中主要污染物分: 无机废水(电镀、矿物加工) 有机废水(食品加工) 3,按废水中污染物的主要成分: 酸性、碱性、含酚等,2019/7/7,6,另外还可以根据处理难易程度和危害性分:,(1)易处理危害性小的废水 (2)易生物降解无明显毒性的废水 (3)难生物降解又有毒性的废水。,2019/7/7,7,(二)工业废水造成环境污染的种类: 含无毒物质的有机废水和无机废水的污染; 含有毒物质的有机废水和无机废水的污染; 含有大量不溶性悬浮物废水的污
3、染; 含油废水产生的污染; 含高浊度和高色度废水产生的污染; 酸性和碱性废水产生的污染; 含有多种污染物质废水产生的污染; 含有氮、磷等工业废水产生的污染。,2019/7/7,8,(三).造成水体污染的水质指标 物理因素:总固体含量 悬浮性固体+可溶性固体 ;温度;色度。 化学因素:化学需氧量COD);总需氧量(TOD);总有机碳(TOC);生化需氧量(BOD);ph值;氮的化合物;磷的化合物;硫化合物;其他有毒有害的无机化合物;气体。 生理或生物因素:臭气;微生物。,2019/7/7,9,第二部分、工业废水的物理处理 一、调节池(调节水量和水质的构筑物) 1.调节池的类型 (1)均量池均化水
4、量;实际是一座变水位的贮水池,来水为重力流,出水用泵抽。池中最高水位不高于进水管的设计水位,水深一般为2米左右,最低水位为死水位。 主要设计因素:生产周期(自测或厂方提供); 确定泵的设计流量; 不拘形式。,2019/7/7,10,(2)均质池均化水质;均化池中水流每一质点的流程则由短到长,都不相同,再结合进出水槽的配合布置,使前后时程的水得以相互混合,取得随机均质的效果。,2019/7/7,11,(3)均化池既均量,有均质;在池中设置搅拌装置,出水泵的流量用仪表控制。如采用表面曝气机或鼓风曝气时,除可使悬浮物不致沉淀和出现厌氧情况外,还可以有预曝气的作用,能改进初沉效果,减轻曝气池负荷。 (
5、4)间歇式均化池当废水水量规模较小时,可设间歇式贮水池,即间歇贮水、间歇运行的均化池,池可分为两或三格,交替使用。池中设搅拌装置。这种池型效果最好。 (5)事故池为防止水质出现恶性事故,或发生破坏污水处理厂运行的事故时,设置所谓事故池,贮留事故排水,这是一种变相的均化池。事故池的进水阀门一般是自动控制,否则无法及时发现事故。这种池平时保证泄空备用。,2019/7/7,12,2.调节池的计算 (1)均量池 均量池贮水量通常只占总水量的10%20%左右。,2019/7/7,13,(2)均质池 均质池的均匀混合形式:水泵强制循环;空气搅拌或机械搅拌;穿孔导流槽引水;均质沉淀调节池;折流式调节池。,2
6、019/7/7,14,二、离心分离 1.离心分离原理 定义:利用高速旋转的物体产生的离心力场以分离废水中的悬浮固体的处理方法。 原理:是利用快速旋转所产生的离心力使含有悬浮固体(或乳状油)的废水进行高速旋转,由于悬浮固体和废水的质量不同,因而所受到的离心力也将不同,质量大的悬浮固体,被甩到废水的外侧,质量轻的作向心运动,集中于离心设备最里面。 当离心分离设备中分离颗粒密度大于介质密度时,分离颗粒被沉除在离心设备的最外侧 ;而当颗粒密度小于介质密度时,分离颗粒被“浮上”在离心设备最里面,因此离心设备包括离心沉降和离心浮上两种。,2019/7/7,15,设m和m0分别为废水和固体颗粒的质量,旋转半
7、径为r,角速度为w, 则 悬浮固体的离心力为:Fc=(m-m0)w2r 悬浮固体的重力为:Fg=(m-m0)g 悬浮固体的离心力与重力之比为: a=Fc/Fg=w2r/g 将w=2n/60代入 则a=Fc/Fgr n2/900 a称为分离因素,其影响因素有: (1)n ,a ,分离效果好; (2)r , a , 分离效果好; (3)密度差(颗粒与水)越大,分离效果越好; (4)颗粒直径与分离效率有关。,2019/7/7,16,2.离心分离设备 (1)离心机 是依靠一个可以随转动的圆筒(又称转鼓),在外借传动设备驱动下产生高速旋转,其中液体也随同旋转,由于其中不同密度的组分产生不同的离心力,从而
8、达到分离的目的。 离心机设备紧凑、效率高,但设备复杂,只适用于处理小批量的废水、污泥脱水、很难用一般过滤法处理的废水和分离回收废水中的有用物质,如从洗羊毛废水中回收羊毛脂。 离心机脱水的一般效果见表4。,2019/7/7,17,表4 离心机脱水的一般效果,2019/7/7,18,(2)水力旋流器 水力旋流器有压力式和重力式两种。 压力式水力旋流器是含悬浮物的废水在水泵或其他外加压力的作用下,以切线方向进入旋流器后发生高速旋转,在离心力作用下,固体颗粒物被抛向器壁,并随旋流下降到锥形底部出口。澄清后的废水或含有较细微粒的废水,则形成螺旋上升的内层旋流,由上端中央溢流管排出。 重力式水力旋流器是水
9、流在分离器内的旋转靠进出口的水位差压力。废水从切线方向进入器内,造成旋流,在离心力和重力作用下,悬浮颗粒甩向器壁并向器底水池集中,随时水得到净化。 主要应用于废水的澄清和浓缩处理,以及高浊度河水的预处理,以代替庞大的预沉池。,2019/7/7,19,3 离心分离设备的应用(北京制呢厂洗毛废水处理流程) 回槽水 回槽水 回槽水 (二道提油) 洗毛水除渣器 分离机 分离机 分离机 羊毛脂 (一道提油) 沉淀箱 溢流回水槽 沉砂,2019/7/7,20,三 除油 1.除油 (1)含油废水的来源 含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业。肉类加工、牛奶加工、洗衣房、
10、汽车修理车间等废水中都含有很高的油、油脂。在一般的生活污水中,油脂占总有机质的10%,每人每天产生的油脂可按0.015kg估算。,2019/7/7,21,(2)废水中的油类的分类 浮油:油珠粒径较大,一般大于100m ,易浮于水面,形成油膜或油层; 分散油:油珠粒径一般为10100m ,以微小油珠悬浮于水中,不稳定,静置一定时间后往往形成浮油; 乳化油:油珠粒径小于10m ;一般为0.12m ,往往因水中含有表面活性剂使油珠成为稳定的乳化液; 溶解油:油珠粒径比乳化油还小,有的可小到几nm,是溶于水的油微粒。,2019/7/7,22,(3)除油装置 隔油池:是利用油类自然上浮法分离、去除含油废
11、水中可浮油。常用的有平流隔油池、平板式隔油池和斜板隔油池。各自的特性见表5。 除油罐:可去除浮油和分散油。含油废水通过进水管配水室的配水支管和配水头流入除油罐内,在罐内废水自上而下缓慢流动,靠油水的密度差进行油水分离,分离出的废油浮至水面,然后流入集油槽,经过出油管流出。废水则经集水头、集水干管、中心柱管和出水总管流出罐外。 气浮除油:废水或一部分沉淀池出水用压缩空气加压到0.344.8MPa,使溶气达到饱和。当此被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备中时,微小的气泡即从溶液中释放出来。油珠即可在这些小气泡作用下上浮,结果使这些物质附着在或包裹在絮状物中。气固混合物上升到池表面,即被
12、撇出。澄清的液体从气浮池的底部流出,其中一部分要循环流回至加压室。,2019/7/7,23,表5 平流式、平板式和倾斜板式隔油池的特性比较,2019/7/7,24,(4)隔油池的计算 按油粒上浮速度计算法: 表6 值与速度比(v/u)的关系 注:V为水流流速;设计上浮速度U可由废水静浮试验确定或按经验公式计算。,2019/7/7,25,斯笃克斯公式:,2019/7/7,26,隔油池的过水断面面积: 隔油池每个格间的有效水深和池宽比(h/b),宜取0.30.4。有效水深一般为1.52.0M。 隔油池的长度L 为: 隔油池每个格间的长宽比L/b,不宜小于4.0。,2019/7/7,27,按废水的停
13、留时间计算法:,2019/7/7,28,(4)污油的脱水 浮油的含油率一般为40%50%。主要的油水分离方式有带式除油机、脱水罐等。 带式除油机有立式、卧式和倾斜式三种,污油含油率可达6080%。 脱水罐有卧式、立式两种,污油含油率可达90%以上。,2019/7/7,29,四、过滤 1过滤的作用 (1).进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质,显著降低出水的悬浮物含量和浊度,能使出水晶莹透明,为出水的安全回用提供保证。 (2).进一步降低出水的BOD、COD值,对重金属、细菌、病毒有很高的去除率。 (3).去除化学絮凝过程产生的铁盐、铝盐、石灰等沉积物。.去除化学法除磷时水中不溶性磷。
14、(4).在活性炭吸附或离子交换之前,作为预处理设施,可提高后续处理装置的安全性和处理效率。 (5).在深度处理厂中,过滤能克服生物和化学处理的不规则性,从而提高回用的连续性和可靠性。 (6).通过进一步去除废水中污染物质,可以减少后续的消毒费用。,2019/7/7,30,2废水过滤机理 .隔滤: 机械隔滤, 偶然接触; .沉淀: .碰撞: .截获: .粘附: .化学吸附:键吸附,化学的相互作用; .物理吸附:静电作用,动电作用,范德华力作用; .絮凝: .生物繁殖:,2019/7/7,31,3 滤料与承托层 滤料 .要求:具有吸附SS的表面积和一定的级配;机械强度;化学稳定性。 .种类:石英砂
15、、无烟煤、大理石、石榴石、白云石、聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料。 .粒径与级配: .滤料层规格 .滤料的选择: 承托层 作用:阻挡滤料进入配水系统;均匀配水(反冲洗时);主要配合大阻力配水系统而使用。要求承托层是一种反滤料层结构。,2019/7/7,32,4滤池分类 .按水流方向分为降流式滤池、升流式滤池、升流和降流结合滤池、水平流式滤池。 .按滤料分单层滤料滤池、双层滤料滤池、混合滤料滤池。 .按滤料冲洗状态分固定床式和移动床滤池。 .按驱动力分为重力式滤池和压力式滤池。 .按滤料的不同分为颗粒材料过滤和多孔材料过滤。,2019/7/7,33,五、吹脱技术 1、原理 废水中有大量的无用的溶解
16、气体(CO2,H2S,HCN,CS2)等,既有损于身体健康,也对管道设备有腐蚀作用,因此必须去除。 定义:指当废水中有毒、有害气体在水中的浓度大于与空气相平衡时所具有的浓度时,采取向水中通入空气,使废水中的有毒、有害气体从液相向气相转移,以达到去除目的。,2019/7/7,34,2、影响吹脱的因素 (1)温度 温度高,蒸发快,有利于吹脱。 (2)气液比 气量要适宜,气液比要接近液泛极限,设计时取80%。 (3)pH值 不同pH值,挥发物质存在状态不一样,如游离H2S在硫化物中的含量百分比见下表:,2019/7/7,35,表 1 H2S和pH的关系,2019/7/7,36,(4)油类物质 油类物
17、质的存在不利于吹脱,气泡会粘附在上,应预先除去。,2019/7/7,37,3、吹脱出气体的回收处理,(1)用碱性溶液吸收 NaOH: HCN;H2S等 (2)用活性碳吸附 (3)采用燃烧法 H2S燃烧制取硫酸。,2019/7/7,38,4、吹脱技术的装置,(1)吹脱池 直接曝气 (2)塔式填料装置 吹脱塔 吹脱效率高,也便于回收挥发性的气体物质。,2019/7/7,39,六、高梯度磁分离技术,1、原理 借助于磁场作用分离不同性质的物质。 作用在磁性颗粒上的磁力,不仅正比于磁场强度,也正比磁场梯度,而高磁场强度和高磁场梯度两者的组合能产生最大的作用磁力,这个磁力必须大于各种斥力之和(重力、阻力、
18、摩擦力、分子间力等),2019/7/7,40,2、磁性分离设备及其发展,(1)永磁性分离器 磁场是由永磁铁产生的。 (2)电磁式分离器 可以产生强磁场和高梯度。 (3)超导式磁分离器 超导体可以达到极高的电流密度,从而形成高梯度,轻便、省电、省料、不必冷却、运行费用低操作简便。,2019/7/7,41,第三部分、工业废水的化学处理,一 中 和 1.酸碱废水的概述 (1)来源 酸性废水:化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几金属酸洗车间等; 碱性废水:印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等。 (2)处置 当酸或碱废水的浓度很高时,如在3%5%以上时,应考虑回用和综合利用的可能性;当浓度不高,如小于3%
19、时,才考虑中和处理。,2019/7/7,42,2. 在工业废水处理中,中和法应用以下情况 (1)在废水排入水体之前,因为水生生物对pH值的变化极其敏感,当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时,会产生不良影响; (2)在废水排入城市排水管道之前,由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用,一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定; (3)在废水需要进行化学或生物处理之前,对于化学处理(如混凝、除磷等),要求废水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理,废水的pH值通常应维持在6.58.5范围内,以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。,2019/7/7,43,3.中和药剂 (1
20、)酸性废水中和处理采用的中和药剂:石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等;碱性废水中和处理采用的中和药剂:盐酸和硫酸。 (2)碱性中和剂的单位消耗量 酸性中和剂的单位消耗量,2019/7/7,44,表 7 碱性中和剂的单位消耗量 表 8 酸性中和剂的单位消耗量,2019/7/7,45,4.中和方法 (1)酸性废水的中和方法有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和和过滤中和3种方法;碱性废水的中和方法有碱性废水与酸性废水相互中和、投酸中和和烟道气中和3种方法。 (2)中和方法的选择应考虑: 含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律; 首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料,并尽可能加
21、以利用; 本地区中和药剂和滤料(如石灰石、白云石等)的供应情况; 接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件,后续处理(如生物处理)对pH值的要求等。,2019/7/7,46,5.酸、碱性废水中和法 是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中,并在池内进行混合搅拌。中和结果,应该使废水呈中性或弱碱性。 根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量,并且使实际需要量略大于计算量。 当酸、碱废水的流量和浓度经常变化,而且波动很大时,应该设调节池加以调节,中和反应则在中和池 进行,其容积应按1.52.0h的废水量考虑。,2019/7/7,47,6.药剂中和法 石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水;
22、氢氧化钙对废水杂质具有混凝作用,适用于含杂质多的酸性废水。 最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸,同时还可以与废水中的金属盐类(如铁盐、铅盐、锌盐、铜盐等)生成沉淀。 计算中和药剂的投量时,应增加与重金属化合产生沉淀的含量。,2019/7/7,48,7.过滤中和法 仅适用于含硫酸浓度不大于23g/L和生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。滤料常采用石灰石、白云石、大理石等。 过滤中和时,废水中不宜有浓度过高的重金属离子或惰性物质,要求重金属离子含量小于50mg/L,以免在滤料表面生成覆盖物,使滤料失效。 含HF的废水中和过滤时,因CaF2溶解度很小,要求HF浓度小于300mg/L。如浓度超过
23、限值,宜采用石灰乳进行中和。 过滤中和法的优点是操作管理简单,出水pH值较稳定,不影响环境卫生,沉渣少,一般少于废水体积的0.1%;缺点是进水酸的浓度受到限制。,2019/7/7,49,8.碱性废水的中和处理 (1)药剂中和,通常采用93%96%的工业浓硫酸。若处理水量较小时,可用盐酸中和。在投加酸之前,一般先将酸稀释成10%左右,然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀释时应考虑腐蚀。 (2)烟道气中和。烟道气中含有CO2和SO2,溶于水中形成H2CO3、H2SO3,可中和碱性废水。用烟道气中和的方法有两种,一是将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水,另一种是使烟道气通过碱性废水。 优点:处理
24、效果良好;以废治废;经济 缺点:会使处理后的废水中悬浮物含量增加,硫化物和色度增加。,2019/7/7,50,9.中和设备和装置 (1)酸碱废水相互中和的设施 当水质水量变化较小,或废水缓冲能力较大时,可不单独设中和池,而在集水井或管道内进行连续流式混合; 当水质水量变化不大,废水也有一定缓冲能力时,应单设连续流式中和池; 当水质水量变化较大,且水量较小时,应采用间歇流式中和池。每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量计算。一般至少设两座,以便交替使用。 (2)药剂中和处理设备设施 中和剂制备设施,投药有干投、湿投两种方法。,2019/7/7,51,(3)过滤中和法的设备设施 普通中和滤池:由
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