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含油废水的处理---聚结波纹板和粗粒化法 新乡市北方滤器有限公司?? 梁新武 一、概述 含油废水的油粒，除重焦油相对密度比水大以外，其余大部分油粒都比水轻。这部分油粒在废水中主要存在四种状态： 浮上油：油滴粒径大于100μm(国外有些资认为150μm),通常是浮在水面上，俗称“浮油”。 分散油：油滴粒径介于10～100μm,这种油粒一般悬浮于水中。 乳化油：油滴粒径小于10μm，能稳定均匀地分散于水中。 溶解油：油珠粒径比乳化油还小，可小到几纳米，是溶液解于水中油粒。 由于油粒的比重比水小，在水中都有上浮的趋势，油粒的上浮临界粒径为10μm，其浮上速度为0.03cm/min,粒径越大，则浮上速度越大，越容易被从水中分离。因此处理含油废水就是要想办法使油粒径尽可能变大。含油废水常用的处理方法有重力分离、气浮、粗粒化、药剂法、生物法等，近些年来，重力分离法和粗粒化法作为两种简便的物理除油方法，无二次污染，运行维护费用低，已成为国内外学者研究的热点。 二、聚结波纹板处理含油废水 2.1 重力法和聚结波纹板除油的数学模型 重力法除油的基本原理是利用水和油的密度不同，使水中分散悬浮的油滴浮升而将其分离。对于一定粒径的油滴其脱除效率 式中? ρ---- 水的密度,kg/m3 ρ0---- 油的密度,kg/m3 g ---- 重力加速度,m/s2 di ---- 油滴粒径,m AT ---- 浮升面积,m2 μ---- 水的粘度,Pa.s Q ---- 处理量,m3/s 从式(1)可以看出：油滴的脱除效率只与油滴粒径、油与水的物性、处理量和浮升面积有关，而与浮升高度无关(即所谓的“浅池原理”)。采用低浮升高度的多层板结构，可以增大浮升面积，提高油滴脱除效率；而且由于板组当量直径的减小，可使流体在较大流量下保持层流状态，有利于油滴的浮升。 采用密置型波纹板可以分离的最小油滴粒径： 式中 ? ---- 可以分离的最小油滴粒径,m n ---- 密集波纹板层数 B ---- 密集波纹板宽度,m L ---- 密集波纹板长度,m 从式(2)则可以看出，在密集波纹板结构中，层数越多，板间距越小，在相同处理量下，可以完全分离的油滴粒径越小，脱油效率越高；或者层数越多，在相同分离效率下，处理量可以增加，停留时间相应缩短。 2.2 聚结波纹板除油机理 传统的平流板式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)和倾斜板式隔油池(CPI)的能除去油珠的最小粒径为60μm, 而密置型聚结波纹板分离器己将除去油珠的最小粒径降为25μm,它是将重力分离法与聚结法相结合，通过选择合适的波纹板材，并对分离器的内部结构进行优化设计，从而提高重力分离法的除油效果。 聚结波纹板之所以有优异的除油效果，主要来自两方面的原因： 结构特性：波纹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处而分离去除，借助″浅池″沉淀原理，制成波纹板变间距变水流流线，过水断面是变化的，水流呈扩散、收缩状态交替流动，产生了脉动(正弦)水流，使油珠之间增加了碰撞机率，促使小油珠变大，加快油珠的上浮速度，达到油水分离的目的。 材料特性：利用具有亲油疏水性的聚结材料作为波纹板材。由于波纹板材质是亲油的，因此首先在波纹板表面形成一层油膜，油膜逐渐加厚，借助油的表面张力形成一定大小油珠之后，受其油珠本身的重力及水流的冲击力使油珠脱落，随水流经波峰处浮油孔上浮，同时由于波纹板增加了聚结表面积，延长了油水的停流时间,使油粒充分聚结,增强了除油效果。 如图1,分散在连续相水中的油滴由于浮力作用不断上浮，当油滴浮升到上层聚结板的下表面时，通过吸附、润湿、碰撞和聚结等作用，形成油膜，沿聚结板表面移动、脱落；同理，连续相的水则在重力作用下沉降，最后到达下层聚结板的上表面，实现水和油的分离。 图1 液滴在聚结板式油水分离器内的分离过程 2.3 聚结波纹板材料选择与板组结构形式 聚结法的关键是聚结材料的选择,油、水在材料表面形成的接触角大小，将直接影响到聚结波纹板的除油效果。 油与材料的表面的接触角越小,材料的亲油性越好,水与材料的表面的接触角越大,材料的疏水性越好,则波纹板的聚结效果越好。国内某科研单位必威体育精装版研制出了复合式聚结波纹板,它是在保持现有聚丙板下表面亲油性的的础上,通过化学处理,增大水与聚丙板上表面的接触角，使上表面具有很强的亲水性,从而强化了油水分离过程,使聚结波纹板除油效率提高了25%,水中含油量小于30mg/L。 表1 油、水与待选择的几种材料的接触角 波纹板材料 油与其接触角 水与其接触角 镀锌板 39o 77.5 o PVC板 21.5o 56 o 聚丙烯板 40.5 o 92 o 聚乙烯板 39o 88o 波纹板板组的排列构成有图2和图3两种结构。 图2是“峰峰对置”型结