1、含油廢水的處理-聚結波紋板和粗粒化法新鄉市北方濾器有限公司梁新武一、概述含油廢水的油粒，除重焦油相對密度比水大以外，其余大部分油粒都比水輕。這部分 油粒在廢水中主要存在四種狀態：浮上油油滴粒徑大于100pm（國外有些資認為150pm），通常是浮在水面上 俗稱“浮 油”。分散油：油滴粒徑介于10100pm,這種油粒一般懸浮于水中。乳化油：油滴粒徑小于10pm，能穩定均勻地分散于水中。溶解油：油珠粒徑比乳化油還小，可小到幾納米，是溶液解于水中油粒。由于油粒的比重比水小，在水中都有上浮的趨勢，油粒的上浮臨界粒徑為10pm，其 浮上速度為0.03cm/min,粒徑越大，則浮上速度越大，越容易被從水中分

2、離。因此處理含油 廢水就是要想辦法使油粒徑盡可能變大。含油廢水常用的處理方法有重力分離、氣浮、粗粒 化、藥劑法、生物法等，近些年來，重力分離法和粗?；ㄗ鳛閮煞N簡便的物理除油方法， 無二次污染，運行維護費用低，已成為國內外學者研究的熱點。二、聚結波紋板處理含油廢水2.1重力法和聚結波紋板除油的數學模型重力法除油的基本原理是利用水和油的密度不同，使水中分散懸浮的油滴浮升而將其 分離。對于一定粒徑的油滴其脫除效率式中p-水的密度,kg/m3p0-油的密度,kg/m3g -重力加速度,m/s2di -油滴粒徑,mAT -浮升面積,m2p-水的粘度,Pa.sQ -處理量,m3/s從式（1）可以看出：油

3、滴的脫除效率只與油滴粒徑、油與水的物性、處理量和浮升面積 有關，而與浮升高度無關（即所謂的“淺池原理”）。采用低浮升高度的多層板結構，可以增大 浮升面積，提高油滴脫除效率；而且由于板組當量直徑的減小，可使流體在較大流量下保持 層流狀態，有利于油滴的浮升。采用密置型波紋板可以分離的最小油滴粒徑：式中 可以分離的最小油滴粒徑,m n -密集波紋板層數B -密集波紋板寬度,mL 密集波紋板長度,m從式(2)則可以看出，在密集波紋板結構中，層數越多，板間距越小，在相同處理量下， 可以完全分離的油滴粒徑越小，脫油效率越高；或者層數越多，在相同分離效率下，處理量 可以增加，停留時間相應縮短。2.2聚結波紋

4、板除油機理傳統的平流板式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)和傾斜板式隔油池(CPI)的能除去 油珠的最小粒徑為60pm,而密置型聚結波紋板分離器己將除去油珠的最小粒徑降為25pm, 它是將重力分離法與聚結法相結合，通過選擇合適的波紋板材，并對分離器的內部結構進行 優化設計，從而提高重力分離法的除油效果。聚結波紋板之所以有優異的除油效果，主要來自兩方面的原因：結構特性：波紋板除油原理主要是利用油、水的比重差，使油珠浮集在板的波峰處 而分離去除，借助淺池”沉淀原理，制成波紋板變間距變水流流線，過水斷面是變化的，水 流呈擴散、收縮狀態交替流動，產生了脈動(正弦)水流，使油珠之間增加了碰撞機率

5、，促使 小油珠變大，加快油珠的上浮速度，達到油水分離的目的。材料特性：利用具有親油疏水性的聚結材料作為波紋板材。由于波紋板材質是親油 的，因此首先在波紋板表面形成一層油膜，油膜逐漸加厚，借助油的表面張力形成一定大小 油珠之后，受其油珠本身的重力及水流的沖擊力使油珠脫落，隨水流經波峰處浮油孔上浮， 同時由于波紋板增加了聚結表面積，延長了油水的停流時間，使油粒充分聚結，增強了除油效 果。如圖1,分散在連續相水中的油滴由于浮力作用不斷上浮，當油滴浮升到上層聚結板的 下表面時，通過吸附、潤濕、碰撞和聚結等作用，形成油膜，沿聚結板表面移動、脫落；同 理，連續相的水則在重力作用下沉降，最后到達下層聚結板的

6、上表面，實現水和油的分離。圖1液滴在聚結板式油水分離器內的分離過程2.3聚結波紋板材料選擇與板組結構形式聚結法的關鍵是聚結材料的選擇，油、水在材料表面形成的接觸角大小，將直接影響到 聚結波紋板的除油效果。油與材料的表面的接觸角越小，材料的親油性越好，水與材料的表 面的接觸角越大，材料的疏水性越好，則波紋板的聚結效果越好。國內某科研單位最新研制出 了復合式聚結波紋板，它是在保持現有聚丙板下表面親油性的的礎上，通過化學處理,增大水 與聚丙板上表面的接觸角，使上表面具有很強的親水性，從而強化了油水分離過程，使聚結波 紋板除油效率提高了 25%，水中含油量小于30mg/L。表1油、水與待選擇的幾種材料

7、的接觸角波紋板材 料油與其接觸 角水與其接觸 角鍍鋅板3977.5 PVC板21.556 聚丙烯板40.5 92 聚乙烯板3988波紋板板組的排列構成有圖2和圖3兩種結構。圖2是“峰峰對置”型結構，這種在波峰處開有益油孔，波谷處開有漏渣孔，孔徑約12mm, 波紋板間距一般在4060mm之間,將若干塊波紋板按固定板間距堆放在一起并固定即構成 聚結波紋板組。圖3是“峰谷對置”型結構，波紋板間交錯疊放（90或45）,并相互固粘接在一起，不需要波 紋板內部支撐，這種波紋板組通常又稱孔板波紋規整填料，波紋板表面按規律分布著孔，孔 徑約12mm。圖2峰峰對置圖3峰谷對置2.4聚結波紋板油水分離器結構參數的

8、優化選擇聚結波紋板長度在液流量一定的情況下，聚結板越長，則液體在聚結板內的停留時間越長，油水分離 效果越好。但隨著聚結板長度的增加，設備的體積增大，投資增加，而且當長度增加到一定 值時，除油效率并不能明顯隨之升高，試驗研究表明，波紋板長度的最佳取值為700 800mm。聚結波紋板峰高聚結波紋板峰高的大小決定液滴浮升或沉降距離的長短及聚結板比表面積的大小，對 分離效果有重要的影響。峰高越小，則液滴浮升或沉降的距離越短、聚結板比表面積越大， 對分離越有利。但太小時，聚結板的油膜會占據大量的流通截面，導致液體流速過高，反而 對除油效果產生負面影響。理想的峰高是10mm，依據水中含油及懸浮物的多少，可

9、以加以 調整。傾角液滴在聚結板上的聚結易受流體中微量表面活性劑的影響，增大聚結板放置傾角，可 加速液膜表面“更新”，同時增加液滴的相對運動速度，縮短聚結時間，提高分離效果。但當 太大時，聚結板上的液膜容易斷流對分離過程起負面作用。最適宜的傾角范圍是1530。 流量流量越大，聚結分離效果越差，最大的液流速度為18m/h。2.5典型聚結波紋板油水分離器原理圖圖4 “波峰對波峰”式油水分離器原理圖圖5 “波峰對波谷”式油水分離器原理圖三、粗?；ㄌ幚砗蛷U水粗?；ㄒ卜Q聚結法，主要利用疏水親油型材料，如聚丙烯纖維或玻璃纖維制的成粗 ?；蛛x水中的油。當含油廢水流經一些疏水親油物質時，油珠在潤濕、聚結、碰撞聚 結、截留、附著等聯合作用下聚集成較大的油珠，因而有利于油的分離。粗?；ǖ年P鍵是 選擇或制備適當的粗粒化材料目前粗?；ㄌ幚砗蟮乃泻坑土啃∮?mg/L，對乳化 油有著非常好的分離效果。粗?；ǖ膬烖c是：設備小，占地面積小，能耗低。缺點是粗粒 化元件易堵塞，壽命短，使用維護成本高。還有一點需值得注意的就是粗粒化材料會受水中 的微量活性劑的影響，分離水中油的效果顯著下降或是不越作用。四、總結 通過上面對聚結波紋板和粗粒法化的分別介紹，作為物理法處理含油廢 水，它們有著各自的優勢，但又各有其不足的地方，如聚結波紋板分離