水和废水(1分离技术)

1、 王宝贞，王琳王宝贞，王琳. . 水污染治理新技术水污染治理新技术. .科学出版社科学出版社MM， 20042004，第，第1 1版版. . 高艳玲，马达高艳玲，马达. . 污水生物处理新技术污水生物处理新技术. .中国建筑工中国建筑工 业出版社业出版社MM，20062006，第，第1 1版版. . 张统，方小军，张志仁张统，方小军，张志仁.SBR.SBR及其变法污水处理与回及其变法污水处理与回 用技术用技术M.M.化学工业出版社，化学工业出版社，2003.2003. 张大群，王秀朵张大群，王秀朵.DAT-IAT.DAT-IAT污水处理技术污水处理技术M.M.化学工化学工 业出版社，业出版社，

2、2003. 2003. 环境技术与设备研究中心，三废处理工程技术手册环境技术与设备研究中心，三废处理工程技术手册 （废水卷）（废水卷）MM，化学工业出版社，化学工业出版社，2000.2000. 刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠. .膜技术在污水治理及回膜技术在污水治理及回 用中的应用用中的应用MM，化学工业出版社，化学工业出版社，2005.2005. 吕炳南，陈志强吕炳南，陈志强. . 污水生物处理新技术污水生物处理新技术M.M.哈尔滨哈尔滨 工业大学出版社工业大学出版社, 2005., 2005. 叶建锋叶建锋. . 废水生物脱氮处理新技术废水生物脱氮处理新技术. .化学工业出版

3、化学工业出版 社社MM，20062006，第，第1 1版版. . 马鲁铭马鲁铭. . 废水催化还原处理技术废水催化还原处理技术. .科学出版社科学出版社MM， 20082008，第，第1 1版版. . 纪轩纪轩. .废水处理技术问答废水处理技术问答M.M.中国石化出版社，中国石化出版社， 2003.2003. 张自杰排水工程张自杰排水工程( (下下)M)M中国建筑工业出版社，中国建筑工业出版社， 1996.1996. 沈耀良，王宝贞废水生物处理新技术沈耀良，王宝贞废水生物处理新技术理论与理论与 应用应用MM中国环境科学出版社，中国环境科学出版社，20012001 近近2020世纪世纪7070年

4、代以来年代以来，污水处理新技术、，污水处理新技术、 新工艺的研究、开发和应用得到了迅速发新工艺的研究、开发和应用得到了迅速发 展，主要原因：展，主要原因： 全球范围全球范围水资源的短缺水资源的短缺和日益严重的和日益严重的水水 体污染体污染形势的严峻；形势的严峻； 计算机技术计算机技术、自控技术、自控技术、材料科学技术材料科学技术 和和生物技术生物技术等的快速发展。等的快速发展。 经济的快速发展，工业、农业各类生产对水的需求经济的快速发展，工业、农业各类生产对水的需求 增加；我国部分工业生产耗水量见下表。增加；我国部分工业生产耗水量见下表。 人口增长、生活水平的提高；人口增长、生活水平的提高；

5、水体污染的加剧等。水体污染的加剧等。 生产生产1 1公斤稻米需要公斤稻米需要1 1立方米水。立方米水。 行业行业我国平均用水量我国平均用水量我国先进用水量我国先进用水量国外先进用水量国外先进用水量 钢铁钢铁3045 m3/t22m3/t45 m3/t 电力电力30 L/度度10L/度度3L/度度 啤酒啤酒60 m3/t20m3/t6 m3/t 纺织纺织40 80 m3/t815m3/t26 m3/t 制浆制浆 造纸造纸 300m3/t 80100 m3/t 3550 m3/t （以色列（以色列12 m3/t） 根据国家环境保护部根据国家环境保护部2014.6.52014.6.5发布的发布的20

6、132013年中年中 国环境状况公报国环境状况公报显示，我国环境形势依然严峻，显示，我国环境形势依然严峻， 水环境质量与上年比没有明显好转，有些地段还水环境质量与上年比没有明显好转，有些地段还 有家长的趋势。有家长的趋势。 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、 浙闽片河流、西南诸河和西北诸河等十大流域的浙闽片河流、西南诸河和西北诸河等十大流域的 国控断面中，国控断面中，类、类、类和劣类和劣类水质类水质 的断面比例分别为的断面比例分别为68.9%68.9%、20.9%20.9%和和10.2%10.2%。 在监测的在监测的6060个湖泊个湖泊(

7、(水库水库) )中，富营养化状态的湖中，富营养化状态的湖 泊泊( (水库水库) )占占25.0%25.0%，其中，轻度富营养状态和中度，其中，轻度富营养状态和中度 富营养状态的湖泊富营养状态的湖泊( (水库水库) )比例分别为比例分别为18.3%18.3%和和 6.7%6.7%。 在在198198个城市个城市49294929个地下水监测点位中，优良个地下水监测点位中，优良- -良良 好好- -较好水质的监测点比例为较好水质的监测点比例为42.7%42.7%，较差，较差- -极差水极差水 质的监测点比例为质的监测点比例为57.3%57.3%。 在过去几十年内，中国地下水开采量以每年在过去几十年内

8、，中国地下水开采量以每年2525亿亿 立方米的速度递增立方米的速度递增。 太湖水质太湖水质总体总体类，类，西部沿岸区为西部沿岸区为类水质，东部沿岸区和类水质，东部沿岸区和 湖心区均为湖心区均为类水质。类水质。 滇池水质滇池水质总体总体劣劣类，类，滇池环湖河流总体重度污染滇池环湖河流总体重度污染 巢湖水质巢湖水质总体总体类，类，巢湖环湖河流总体重度污染巢湖环湖河流总体重度污染 其它大型淡水湖泊中，其它大型淡水湖泊中，洱海为洱海为类水质，类水质，鄱阳湖、镜泊湖、鄱阳湖、镜泊湖、 博斯腾湖和洞庭湖为博斯腾湖和洞庭湖为类，类，洪泽湖、白洋淀和南四湖为洪泽湖、白洋淀和南四湖为类类 水质，水质，达赉湖为劣

9、达赉湖为劣类水质；类水质； 城市内湖中：城市内湖中： 东湖、东湖、玄武湖玄武湖和昆明湖（北京）为和昆明湖（北京）为类水质，类水质， 为为类水质，类水质， 西湖（杭州）和大明湖（济南）为类西湖（杭州）和大明湖（济南）为类类类水质。水质。 由于地下水占到全国水资源总量的由于地下水占到全国水资源总量的1/31/3。 全国有近全国有近70%70%的人口饮用地下水的人口饮用地下水，因此，因此 地下水也是重要的饮用水水源。但水体地下水也是重要的饮用水水源。但水体 污染正加剧中国的地下水危机。污染正加剧中国的地下水危机。 俄亥俄州立大学水文学者弗兰克说俄亥俄州立大学水文学者弗兰克说： “水危机并不只在中国存

10、在，但中国比水危机并不只在中国存在，但中国比 世界上其他任何地方的问题都更为严世界上其他任何地方的问题都更为严 峻。峻。” 水资源是经济发展的基础，目前是全世界关注的焦水资源是经济发展的基础，目前是全世界关注的焦 点问题，也是点问题，也是中国经济发展的瓶颈中国经济发展的瓶颈。 污水的有效处理是解决这一问题的有效途径。污水的有效处理是解决这一问题的有效途径。 7070、8080年代以来，一些污水处理新工艺的不断出年代以来，一些污水处理新工艺的不断出 现，为污水处理、水资源保护提供了技术支持。现，为污水处理、水资源保护提供了技术支持。 这些新工艺如：这些新工艺如：改良型改良型SBRSBR、膜生物处

11、理膜生物处理、超临界超临界 高级氧化高级氧化、人工湿地人工湿地、等等。、等等。 它们多具有它们多具有高效、稳定、经济、多功能高效、稳定、经济、多功能等优点，显等优点，显 示出良好的应用发展前景。示出良好的应用发展前景。 水力旋流器水力旋流器(Hydrocyclone(Hydrocyclone) )是一种根据是一种根据离心力场远大离心力场远大 于重力场于重力场的原理来分离液体混合物的设备。的原理来分离液体混合物的设备。 上世纪上世纪5050年代水力旋流器开始应用于固一液分离，年代水力旋流器开始应用于固一液分离， 最早在选矿业，后来逐步引入污水处理中。最早在选矿业，后来逐步引入污水处理中。 水力旋

12、流分离在液水力旋流分离在液- -液分离方面的应用要比固液分离方面的应用要比固- -液分离液分离 晚很多，这主要是因为液晚很多，这主要是因为液- -液分离的难度要远远大于液分离的难度要远远大于 固固- -液分离。液分离。 液液- -液分离用水力旋流器起源于英国，从液分离用水力旋流器起源于英国，从2020世纪世纪6060年年 代开始，由英国南安普顿大学的代开始，由英国南安普顿大学的Martin ThewMartin Thew教授领教授领 导的课题组开始研究利用其分离油导的课题组开始研究利用其分离油- -水两相介质。水两相介质。 他们经过他们经过将近十年的研究，终于获得成功，将近十年的研究，终于获得

13、成功，并设计并设计 出出双锥双入口双锥双入口F F型型水力旋流器。水力旋流器。 旋流分离技术与传统的液旋流分离技术与传统的液- -液分离装置相比较，离液分离装置相比较，离 心力场强度大约有心力场强度大约有1000100020002000倍重力加速度；倍重力加速度； 两相分离的时间约两秒，仅为常规设备所需要时间两相分离的时间约两秒，仅为常规设备所需要时间 的几十分之一；的几十分之一； 该该技术具有技术具有分离性能好、稳定，分离性能好、稳定，速度快速度快，体积小、体积小、 重量轻，重量轻，操作方便，运行费用低，操作方便，运行费用低，对安装环境无特对安装环境无特 殊要求，安全可靠，殊要求，安全可靠，

14、液液- -液旋流器无运动件，维护液旋流器无运动件，维护 和保养费用极低等和保养费用极低等优点优点。 旋流分离的多管串联和并联的模数化组合设计，使旋流分离的多管串联和并联的模数化组合设计，使 液液- -液旋流分离装置的结构更加紧凑，重量更轻，液旋流分离装置的结构更加紧凑，重量更轻， 与常规液与常规液- -液分离装置相比，模块化旋流分离装置液分离装置相比，模块化旋流分离装置 可节约安装面积可节约安装面积4 45 5、减轻重量、减轻重量9090以上以上。 随着液液旋流器结构的不断改进，其随着液液旋流器结构的不断改进，其应用范围不应用范围不 断扩大断扩大，除用于含油污水处理外，还可用于油田采，除用于含

15、油污水处理外，还可用于油田采 出液预分离和原油脱水。出液预分离和原油脱水。 19851985年，正式在英国北海油田和澳大利亚巴氏海峡年，正式在英国北海油田和澳大利亚巴氏海峡 油田的海上石油开采平台使用，进入工业应用阶段。油田的海上石油开采平台使用，进入工业应用阶段。 目前，目前，许多国家的油田许多国家的油田，尤其是，尤其是海上石油海上石油开采平台，开采平台， 由于空间的限制，由于空间的限制，大量采用水力旋流器大量采用水力旋流器作为原油脱作为原油脱 水或生产用水的水处理的标准设备水或生产用水的水处理的标准设备 。 旋流分离的原理旋流分离的原理是是离心沉降离心沉降和和密度差分密度差分。 水流在一定

16、的压力下从分离器进口以水流在一定的压力下从分离器进口以切切 向进入向进入设备后，在设备内设备后，在设备内高速旋转高速旋转，产，产 生生离心场离心场， 由于污染物和水的密度不同，在离心力、由于污染物和水的密度不同，在离心力、 向心浮力、等的作用下，向心浮力、等的作用下，密度大的物体密度大的物体 被甩向四周被甩向四周; ; 由于设备下部为锥体结构，由于设备下部为锥体结构，密度较大的物体密度较大的物体沿切向转动，速沿切向转动，速 度随锥体半径的不断缩小而度随锥体半径的不断缩小而越来越快越来越快；最后沉积到设备底部；最后沉积到设备底部 并随排污排出；而并随排污排出；而密度低的液体上升密度低的液体上升，

17、由出水口排出，实现，由出水口排出，实现 分离。分离。 旋流分离可有效将旋流分离可有效将砂粒、垢、泥、砂粒、垢、泥、油污油污等污染物，从水流系等污染物，从水流系 统中分离出来并排除掉。统中分离出来并排除掉。 19831983年，米里等设计了年，米里等设计了油油 水分离充气水力旋流器水分离充气水力旋流器 （左图）。（左图）。 设备的主体部分由设备的主体部分由两个同两个同 心的竖直圆管心的竖直圆管组成组成 中心管为多孔柱。通过它中心管为多孔柱。通过它 来通入空气。外面的非孔来通入空气。外面的非孔 隙管用作空气夹套内外隙管用作空气夹套内外 管之间形成的空气腔室能管之间形成的空气腔室能 使通过多孔中心管

18、的空气使通过多孔中心管的空气 均匀分布。均匀分布。 切向进料口在底部，分离切向进料口在底部，分离 后的油相和水相均从顶部后的油相和水相均从顶部 流出，流出， 顶部设有一可调间隙。以顶部设有一可调间隙。以 调节溢流和底流的分流比。调节溢流和底流的分流比。 19931993年年，贝比，贝比等设计等设计 了如图所示的油水分了如图所示的油水分 离充气水力旋流器离充气水力旋流器。 设备顶部是一个常设备顶部是一个常 规的缓冲室规的缓冲室。 泡沫底座用以支撑泡沫底座用以支撑 气泡黏附油滴后形成气泡黏附油滴后形成 的含油泡沫柱。并且的含油泡沫柱。并且 形成了一个环形开口形成了一个环形开口 以排出底流以排出底流

19、。 同时因底座上部设同时因底座上部设 计为锥形。故可以通计为锥形。故可以通 过升降底座来调节与过升降底座来调节与 多孔圆柱间的环隙大多孔圆柱间的环隙大 小，从而改变溢流和小，从而改变溢流和 底流的分流比底流的分流比。 自自2020世纪世纪9090年代以来。我国年代以来。我国石油大学、东北大学、石油大学、东北大学、 上海交大、华理上海交大、华理等单位也开展了类似应用研究。等单位也开展了类似应用研究。 上海交通大学与大庆油田联合设计了一种上海交通大学与大庆油田联合设计了一种双锥型充双锥型充 气水力旋流器气水力旋流器(DcASH(DcASH) )，其结构如图所示。，其结构如图所示。 该设备采用了双锥

20、结构代替了安装在底部的支座。该设备采用了双锥结构代替了安装在底部的支座。 双锥结构的设计有很多优点：双锥结构的设计有很多优点： (1)(1)油滴从水中油滴从水中分离的过程分离的过程不仅可以发生在圆柱段，不仅可以发生在圆柱段， 而且而且可以发生在圆锥段可以发生在圆锥段。残留的油滴和气泡没来得。残留的油滴和气泡没来得 及移动到圆柱体的溢流口，可以聚集在圆锥段形成及移动到圆柱体的溢流口，可以聚集在圆锥段形成 溢流。溢流。 (2)(2)锥形设计可以补偿涡流带来的角动量损失，在水锥形设计可以补偿涡流带来的角动量损失，在水 力旋流器内形成更连贯、力旋流器内形成更连贯、更强大的离心力场更强大的离心力场。 (

21、3)(3)锥形设计可以使锥形设计可以使泡沫柱更加稳定泡沫柱更加稳定。可以有效地处。可以有效地处 理聚合物驱采油废水。理聚合物驱采油废水。 1996 1996年年东北大学东北大学余余 仁焕等设计研发了充仁焕等设计研发了充 气水力旋流器。气水力旋流器。 它的结构特点是：它的结构特点是： 上部呈上部呈双对称配制双对称配制 的切向进料口的切向进料口； 顶部设计了一个顶部设计了一个溢溢 流节流室，流节流室，利用溢流利用溢流 导管把溢流和含油泡导管把溢流和含油泡 沫及时排出。从而有沫及时排出。从而有 利于泡沫柱的稳定。利于泡沫柱的稳定。 (1)(1)除油效率高、出水水质稳定。除油效率高、出水水质稳定。在进

22、水油浓度在进水油浓度3000mg3000mgL L 时，出水油浓度可时，出水油浓度可150mg150mgL L，满足炼油装置污水排放指标；，满足炼油装置污水排放指标； 同时出水不受水中悬浮物因素的影响，无阻塞；同时出水不受水中悬浮物因素的影响，无阻塞； (2)(2) 装置体积小、占地省装置体积小、占地省，仅平流和斜板隔油池占地面积的，仅平流和斜板隔油池占地面积的1/41/4。 ( (与沉降分离效能比较见表与沉降分离效能比较见表1) 1)。 (3)(3)操作简单、工作效率高，操作简单、工作效率高，除油、排泥可以连续自动进行；除油、排泥可以连续自动进行； (4)(4)维修周期长、运行成本低，维修周

23、期长、运行成本低，无机械运动部件和零件更换。无机械运动部件和零件更换。 (5)(5)生产安全性能好，生产安全性能好，密闭运行，油气不泄漏，不会造成二次密闭运行，油气不泄漏，不会造成二次 污染；污染； (6)(6)回收的污油纯度高，回收的污油纯度高，含水低，提高了污水处理系统的污油含水低，提高了污水处理系统的污油 回收利用率；回收利用率； (7)(7) 制造和施工安装周期短，制造和施工安装周期短，在除油脱泥的同时还可以对整个在除油脱泥的同时还可以对整个 水质水量起到均质和调节的作用。水质水量起到均质和调节的作用。 例例1 1 扬子石油化工股份有限公司炼油厂扬子石油化工股份有限公司炼油厂原有两套污

24、原有两套污 水处理系统水处理系统。 采用的是隔油采用的是隔油( (平流、斜板平流、斜板) )加二级气浮的加二级气浮的“老三套老三套” 污水处理工艺污水处理工艺， 装置占地面积大装置占地面积大( (约约4 410104 4 m m2 2 ) )； 能耗物耗高能耗物耗高( (耗电负荷为耗电负荷为265 kW265 kW，处理污水，处理污水1 t1 t成本成本 为为1.431.43元元) )，自动化程度不高自动化程度不高； 污水处理污水处理量量偏低偏低两套污水处理装置最大处理量两套污水处理装置最大处理量 为为600 m600 m3 3 /h /h。 并且隔油、气浮、污水等储存池没有完全密闭，现并且隔

25、油、气浮、污水等储存池没有完全密闭，现 场散发油气和硫化氢等有毒有害气体，形成二次环场散发油气和硫化氢等有毒有害气体，形成二次环 境污染且存在安全隐患境污染且存在安全隐患。 该厂该厂20042004年年3 3月启动污水改造工程。月启动污水改造工程。 改造后的污水装置由旋改造后的污水装置由旋流流分离罐、油水分离器、涡分离罐、油水分离器、涡 凹气浮凹气浮(CAF)(CAF)机组等组成。机组等组成。 该系统实行自动化控制：将所有运行的参数和设备该系统实行自动化控制：将所有运行的参数和设备 状态参数在控制室进行屏幕显示和进行相关的控制状态参数在控制室进行屏幕显示和进行相关的控制 调节调节。 新工艺具有

26、新工艺具有结构简单结构简单、占地面积小占地面积小、能耗物耗低、能耗物耗低 ( (耗电负荷为耗电负荷为173 kW173 kW，处理，处理1 t1 t污水成本为污水成本为0.7390.739元元) )、 操作维修简单、污油去除率高等优点操作维修简单、污油去除率高等优点。 实现了污水处理系统的装置化、小型化、密闭化和实现了污水处理系统的装置化、小型化、密闭化和 自动化。同时自动化。同时系统系统还具有一定抗冲击负荷的能力，还具有一定抗冲击负荷的能力， 污水处理最大负荷由原来的污水处理最大负荷由原来的600 m3 /h600 m3 /h提高到提高到800 800 m3/h m3/h ，运行稳定性好运行

27、稳定性好。 例例2 2河南井楼油田采油二厂采用旋流分离器河南井楼油田采油二厂采用旋流分离器 处理原油脱出污水，旋流分离效果见表。处理原油脱出污水，旋流分离效果见表。 磁分离技术是一种新的污水物理处理技术。磁分离技术是一种新的污水物理处理技术。 国外自国外自7070年代年代开始进行研究以来磁分离技术作开始进行研究以来磁分离技术作 为物理处理技术最早在为物理处理技术最早在高岭土的脱色增白高岭土的脱色增白、煤的脱煤的脱 硫硫、矿石的精选矿石的精选、生物工程生物工程、酶反应工程酶反应工程等领域得等领域得 到广泛的应用。到广泛的应用。 现已现已成功地应用于城市工业废水和生活污水、废料、成功地应用于城市工

28、业废水和生活污水、废料、 污染的河水、湖水以及饮用水的处理。污染的河水、湖水以及饮用水的处理。 上世纪上世纪8O8O年代以来我国开始了这一领域的研究年代以来我国开始了这一领域的研究 磁分离技术具有磁分离技术具有分离效率高分离效率高、分离、分离速度快速度快、分离物、分离物 系的系的粒度可达到很小粒度可达到很小等优点。等优点。 可以使某些传统分离法较难或不能分离的物质顺利可以使某些传统分离法较难或不能分离的物质顺利 分离。分离。 在每个活性污泥处理系统中，污泥膨胀现象非常普在每个活性污泥处理系统中，污泥膨胀现象非常普 遍，欧洲遍，欧洲5O5O 、美国、美国6O6O的污水处理厂每年都会的污水处理厂每

29、年都会 发生，影响了污水处理的效果，耗费了大量的人力发生，影响了污水处理的效果，耗费了大量的人力 与物力。与物力。 由于磁场强度是重力场强度的几百至几千倍，因此由于磁场强度是重力场强度的几百至几千倍，因此 磁分离技术分离效率远远高于重力分离。磁分离技术分离效率远远高于重力分离。磁分离技磁分离技 术的出现，为解决污泥膨胀提供了一个新的思路。术的出现，为解决污泥膨胀提供了一个新的思路。 磁分离的基本原理磁分离的基本原理: :通过通过外加磁场产生磁力外加磁场产生磁力，把废，把废 水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离。水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离。 达到去除或回收的目的。达到去除或

30、回收的目的。 废水中的污染物种类很多对于废水中的污染物种类很多对于具有较强磁性的污具有较强磁性的污 染物染物，可，可直接用高梯度磁分离直接用高梯度磁分离技术分离；技术分离； 对于磁性较弱的污染物可先对于磁性较弱的污染物可先投加磁种投加磁种（如铁粉、磁（如铁粉、磁 铁矿、赤铁矿微粒等铁矿、赤铁矿微粒等) )和和混凝剂混凝剂，使磁种与污染物，使磁种与污染物 结合，结合，然后用高梯度磁分离技术除去。然后用高梯度磁分离技术除去。 磁种：磁种：在一定条件下，加入废水中的可提高其磁性在一定条件下，加入废水中的可提高其磁性 的的微细分散的强磁性物质微细分散的强磁性物质。将其粘附于目的颗粒上，。将其粘附于目的

31、颗粒上， 可提高目的颗粒的磁性。可提高目的颗粒的磁性。 磁分离设备主要有磁分离设备主要有圆盘磁分离器圆盘磁分离器和和高梯度磁分离器高梯度磁分离器 （1 1）圆盘磁分离器）圆盘磁分离器 圆盘磁分离设备的工作原理是在非磁性的圆板上嵌圆盘磁分离设备的工作原理是在非磁性的圆板上嵌 进永久磁铁，将数块同样的圆板以一定的间隔装在进永久磁铁，将数块同样的圆板以一定的间隔装在 同一轴上。当废水进入装置时。废水中的磁性粒子同一轴上。当废水进入装置时。废水中的磁性粒子 被圆盘板边上的磁铁所吸附而被捕。随着圆盘的旋被圆盘板边上的磁铁所吸附而被捕。随着圆盘的旋 转。被捕集的磁性粒子从水中进入空间，再由刮板转。被捕集的

32、磁性粒子从水中进入空间，再由刮板 刮下来。刮下来。 圆盘磁分离器装置简单，所需要的电力仅仅是圆板圆盘磁分离器装置简单，所需要的电力仅仅是圆板 旋转的动力，具有旋转的动力，具有耗电小耗电小的优点。的优点。 缺点是缺点是磁场弱磁场弱、磁场梯度小，磁场梯度小，因而分离弱磁性的或因而分离弱磁性的或 直径为微米级的颗粒较困难。直径为微米级的颗粒较困难。 园盘磁分离器与高梯度磁分离器相比在添加强磁性园盘磁分离器与高梯度磁分离器相比在添加强磁性 粒子作为磁种时，必须添加更多的磁性粒子。粒子作为磁种时，必须添加更多的磁性粒子。 （2 2）高梯度磁分离器）高梯度磁分离器 高梯度磁分离技术适用于具有高梯度磁分离技

33、术适用于具有 一定一定粒度和磁性的固体颗粒的粒度和磁性的固体颗粒的 分离分离。被分离的颗粒在磁场中。被分离的颗粒在磁场中 受到它本身的受到它本身的重力重力、磁场力磁场力、 流体粘滞力流体粘滞力、流体惯性力流体惯性力以及以及 浮力浮力等的作用。等的作用。 除了磁场力对分离有利外，其除了磁场力对分离有利外，其 它几个力对分离起反作用。它几个力对分离起反作用。 因此，要使颗粒在磁场中顺利因此，要使颗粒在磁场中顺利 地被捕获分离，其所受到的磁地被捕获分离，其所受到的磁 场力要大于其它几个力的合力。场力要大于其它几个力的合力。 即颗粒受到的磁场力越大，则即颗粒受到的磁场力越大，则 被磁分离器抓住分离的可

34、能性被磁分离器抓住分离的可能性 也就会越大，分离效率也就越也就会越大，分离效率也就越 高。高。 颗粒在不均匀磁场中受到的磁场力大小为：颗粒在不均匀磁场中受到的磁场力大小为： 式中：式中：XmXm：磁化率，：磁化率， H H：磁场强度，：磁场强度， V V：颗粒体：颗粒体 积，积，(dH(dHdXdX) )：磁场强度梯度。：磁场强度梯度。 分析分析可知，影响磁场捕获磁粒的主要因素有可知，影响磁场捕获磁粒的主要因素有磁场强磁场强 度度、悬浮颗粒的磁化率悬浮颗粒的磁化率、悬浮颗粒粒径悬浮颗粒粒径、水流速度水流速度 与与接触面积接触面积等。等。 mm dH Fx VH dx 磁分离技术应用于废水处理有

35、磁分离技术应用于废水处理有3 3种种方法：方法：直接磁分离直接磁分离 法法、间接磁分离法间接磁分离法和和微生物磁分离法微生物磁分离法。 利用磁分离技术处理废水主要是利用污染物的利用磁分离技术处理废水主要是利用污染物的凝聚凝聚 性性和对污染物的和对污染物的加种性加种性。 凝聚性凝聚性是指具有铁磁性或顺磁性的污染物在磁场作是指具有铁磁性或顺磁性的污染物在磁场作 用下，由于磁力作用凝聚成表面直径增大的粒子而用下，由于磁力作用凝聚成表面直径增大的粒子而 后除去；后除去； 加种性是指借助于加种性是指借助于外加磁性种子外加磁性种子以增强弱顺磁性或以增强弱顺磁性或 非磁性污染物的磁性而便于用磁分离法除去；非

36、磁性污染物的磁性而便于用磁分离法除去； 或借助或借助外加微生物外加微生物来吸附废水中顺磁性离子，再用来吸附废水中顺磁性离子，再用 磁分离法除去离子态顺磁性污染物。磁分离法除去离子态顺磁性污染物。 磁种磁种一般是将一般是将FeOFeO 磁粉磁粉进行特殊处理和活化制得。进行特殊处理和活化制得。 磁分离器外形 （）（） 处理效率高处理效率高 该技术处理废水该技术处理废水速度快、处理能力大，速度快、处理能力大，且不受自然且不受自然 温度的影响，对其它分离方法难以除去的极细悬浮温度的影响，对其它分离方法难以除去的极细悬浮 物及低浓度的废水具有很强的分离能力。特别是高物及低浓度的废水具有很强的分离能力。特

37、别是高 梯度磁滤分离器的过滤速度是一般处理用的高速过梯度磁滤分离器的过滤速度是一般处理用的高速过 滤机的滤机的10-3010-30倍倍，相当于沉淀池的，相当于沉淀池的100100倍倍。 （）（） 设备体积小、占地少、结构简单、维护容易、设备体积小、占地少、结构简单、维护容易、 费用低费用低 如高梯度磁分离设备，容易实现自动化；维如高梯度磁分离设备，容易实现自动化；维 修量适中，占地少；以普通快滤池为例，磁滤器占修量适中，占地少；以普通快滤池为例，磁滤器占 地面积仅为其地面积仅为其1 16 6，土建量也很少，可以大大缩短，土建量也很少，可以大大缩短 建设周期。因此，磁滤器建设周期。因此，磁滤器特

38、别适合中小型特别适合中小型水厂及土水厂及土 地资源比较紧张的城镇采用。地资源比较紧张的城镇采用。 （）（）利用高梯度磁滤法，可去除那些耐药性和毒利用高梯度磁滤法，可去除那些耐药性和毒 性很强的病原微生物、细菌以及一些难降解的有机性很强的病原微生物、细菌以及一些难降解的有机 物等。物等。有研究表明，磁场力可使病原微生物、细菌有研究表明，磁场力可使病原微生物、细菌 等细胞内的水和酶钝化或失活，通过磁滤达到去除等细胞内的水和酶钝化或失活，通过磁滤达到去除 的目的。而且不产生有害的副产品。与用氯或氯制的目的。而且不产生有害的副产品。与用氯或氯制 剂消毒相比，该磁分离技术不会产生废水，有机物剂消毒相比，

39、该磁分离技术不会产生废水，有机物 与氯反应产生三卤甲烷和其他卤代烃化合物，这些与氯反应产生三卤甲烷和其他卤代烃化合物，这些 化合物是多种疾病的致病因子。化合物是多种疾病的致病因子。 （）（）运行费用运行费用 对于中小型水厂而言，采用磁滤处对于中小型水厂而言，采用磁滤处 理装置理装置( (过滤部分过滤部分) )与传统工艺与传统工艺( (滤池部分滤池部分) )相比，增加相比，增加 的运行费用的运行费用( (运行时按投加铁粉考虑，回收率按运行时按投加铁粉考虑，回收率按8080 计算计算) )为为.49.49元元m3m3，但磁滤器对水中有机物的去，但磁滤器对水中有机物的去 除效果远高于传统工艺，且能去

40、除藻类，出水水质除效果远高于传统工艺，且能去除藻类，出水水质 优于砂滤池出水。优于砂滤池出水。 （1 1）食品废水处理）食品废水处理 大多数的食品厂在加工过程中都要排放大量废水，大多数的食品厂在加工过程中都要排放大量废水， 如酒精、啤酒、味精、制糖、乳制品及罐头食品和如酒精、啤酒、味精、制糖、乳制品及罐头食品和 肉类加工业等产生的废水等，并且排出的废水的水肉类加工业等产生的废水等，并且排出的废水的水 质差异很大。质差异很大。 食品废水一般属于高浓度有机废水，食品废水一般属于高浓度有机废水， 主要污染物包主要污染物包 括：悬浮固体物质以及油脂、蛋白质、淀粉、胶体括：悬浮固体物质以及油脂、蛋白质、

41、淀粉、胶体 等；溶解在废水中的糖、酸、碱、盐等及来自原料等；溶解在废水中的糖、酸、碱、盐等及来自原料 可能夹带的泥沙以及可能存在的病毒、病菌等。可能夹带的泥沙以及可能存在的病毒、病菌等。 因此，因此，食品工业废水的特点食品工业废水的特点是：是：有机物和悬浮物含有机物和悬浮物含 量高量高，CODCOD值高，易腐败，可促使水底沉积的有机值高，易腐败，可促使水底沉积的有机 物质在厌氧条件下分解，产生臭气，污染环境。物质在厌氧条件下分解，产生臭气，污染环境。 食品工业废水中主要的悬浮固体和高浓度有机物都食品工业废水中主要的悬浮固体和高浓度有机物都 只具有只具有微弱磁性或抗磁性微弱磁性或抗磁性，所以，必须在废水中，所以，必须在废水中投投 入磁种入磁种，通过共价键和分子间的相互作用，使废水，通过共价键和分子间的相互作用，使废水 中的杂质如蛋白质、脂肪、胶体物质、悬浮物等被中