为什么辐流式二沉池水面有油污时沉淀效率会急剧下降?
为什么辐流式二沉池水面有油污时沉淀效率会急剧下降?
核心答案
油污对二沉池的影响是"两路夹击"——水面的油膜改变了池面水流形态和表面张力,削弱了出水堰的均匀布水功能;水下的乳化油滴吸附在活性污泥絮体表面后,絮体从亲水变为疏水,密度降低、沉降速度下降。实测数据表明:水面油污厚度超过0.5mm时,出水堰各点的过水流量不均匀系数从1.2-1.5增加到2.0-3.0,部分堰口处于"抢水"状态;水中油脂含量超过20mg/L时,污泥絮体的SVI从正常的80-120mL/g升到150-200mL/g,沉降速度降低40%-60%。两个效应叠加后,二沉池出水SS在几小时内从<15mg/L跳到30-80mg/L。
详细解析
水面油膜的力学效应:油的表面张力约30-35mN/m,水的表面张力约72mN/m。油膜覆盖水面后,局部表面的表面张力从72降到30-35mN/m。辐流式二沉池的出水堰是环形布置的(直径20-40m),水流从中心进水口向四周堰口推进。正常情况下水面张力均匀,水流均匀分布到各个堰口。油膜不均匀覆盖后——风吹导致油膜偏集在下风侧——下风侧的张力降低区域对水流的"牵引力"小于上风侧的洁净水面,导致水流朝张力较高的方向偏转——也就是朝没有油污的堰口集中。这些堰口过水流量增大、流速增加,更容易把附近的絮体带出堰口。
水下乳化油对絮体的影响:油滴(<10μm)吸附在菌胶团表面,改变了絮体的表面特性。原本亲水的絮体(Zeta电位约-15到-25mV)变成疏水的,絮体之间不再互相排斥,但也失去了与水分子之间的亲和力。疏水絮体在水中更容易聚集——形成大团絮体后浮力增大(因包裹了更多水分),沉降速度反而降低。极端情况下油滴形成一层"油壳"包裹在絮体外面,絮体的等效密度从1050kg/m³降到1020kg/m³甚至接近1000kg/m³——相当于悬浮在水中不沉不浮。
叠加效应的时间线:油污进入二沉池后,前1-2小时内水面油膜先形成并影响出水均匀性,出水SS缓慢上升(从10到15-18mg/L);2-4小时后油滴与污泥絮体充分接触,絮体沉降性恶化(SV30从300升到500mL/L以上),出水SS加速上升到30-50mg/L;4-6小时后二沉池底部已沉降的污泥被新进入的絮团覆盖,泥位上升,出现局部跑泥。
常见误区
有人水面有油就撒吸油棉。吸油棉只能吸走水面浮油,对水下的乳化油滴没有作用。而且撒了吸油棉后需要人工打捞,打捞过程中搅动池水反而让更多的絮体悬浮。
有人加大回流比来冲散油膜。加大回流比让池内流速增加,沉降时间缩短,而且回流污泥把油带回生化池——油在生化池内抑制氧传质(表面活性剂效应),好氧段DO下降。
有人投加PAC来助沉。PAC对含油污泥的助沉效果不如对普通污泥——油阻碍了PAC水解产物的吸附架桥作用。应该先用破乳剂(如聚合氯化铝铁PAFC或专用破乳剂)破除油-絮体的乳化结构。
实践建议
在二沉池进水渠道上安装在线油膜检测仪(紫外荧光法),油浓度超过10mg/L时启动应急响应:在进水端投加破乳剂(投加量5-15mg/L),同时降低进水流量至设计值的70%-80%,延长二沉池停留时间。
二沉池水面油膜的处理——用表面撇油器(浮动式集油器)在油污集中的下风侧收集浮油。撇油器每小时可以收集2-5L浮油,一个班次基本清除水面油污。
回溯油污来源:检查上游预处理段(隔油池、气浮池)是否正常运行,排查是否有工业企业违规排放含油废水进入管网。在进水总管的在线COD仪旁加装油膜传感器进行溯源。