水和廢水(1分離技術(shù))

1、 王寶貞，王琳王寶貞，王琳. . 水污染治理新技術(shù)水污染治理新技術(shù). .科學(xué)出版社科學(xué)出版社MM， 20042004，第，第1 1版版. . 高艷玲，馬達(dá)高艷玲，馬達(dá). . 污水生物處理新技術(shù)污水生物處理新技術(shù). .中國(guó)建筑工中國(guó)建筑工 業(yè)出版社業(yè)出版社MM，20062006，第，第1 1版版. . 張統(tǒng)，方小軍，張志仁張統(tǒng)，方小軍，張志仁.SBR.SBR及其變法污水處理與回及其變法污水處理與回 用技術(shù)用技術(shù)M.M.化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.2003. 張大群，王秀朵張大群，王秀朵.DAT-IAT.DAT-IAT污水處理技術(shù)污水處理技術(shù)M.M.化學(xué)工化學(xué)工 業(yè)出版社，業(yè)出版社，

2、2003. 2003. 環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心，三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心，三廢處理工程技術(shù)手冊(cè) （廢水卷）（廢水卷）MM，化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2000.2000. 劉茉娥，蔡邦肖，陳益棠劉茉娥，蔡邦肖，陳益棠. .膜技術(shù)在污水治理及回膜技術(shù)在污水治理及回 用中的應(yīng)用用中的應(yīng)用MM，化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.2005. 呂炳南，陳志強(qiáng)呂炳南，陳志強(qiáng). . 污水生物處理新技術(shù)污水生物處理新技術(shù)M.M.哈爾濱哈爾濱 工業(yè)大學(xué)出版社工業(yè)大學(xué)出版社, 2005., 2005. 葉建鋒葉建鋒. . 廢水生物脫氮處理新技術(shù)廢水生物脫氮處理新技術(shù). .化學(xué)工業(yè)出版

3、化學(xué)工業(yè)出版 社社MM，20062006，第，第1 1版版. . 馬魯銘馬魯銘. . 廢水催化還原處理技術(shù)廢水催化還原處理技術(shù). .科學(xué)出版社科學(xué)出版社MM， 20082008，第，第1 1版版. . 紀(jì)軒紀(jì)軒. .廢水處理技術(shù)問(wèn)答廢水處理技術(shù)問(wèn)答M.M.中國(guó)石化出版社，中國(guó)石化出版社， 2003.2003. 張自杰排水工程張自杰排水工程( (下下)M)M中國(guó)建筑工業(yè)出版社，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1996.1996. 沈耀良，王寶貞廢水生物處理新技術(shù)沈耀良，王寶貞廢水生物處理新技術(shù)理論與理論與 應(yīng)用應(yīng)用MM中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，20012001 近近2020世紀(jì)世紀(jì)7070年

4、代以來(lái)年代以來(lái)，污水處理新技術(shù)、，污水處理新技術(shù)、 新工藝的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得到了迅速發(fā)新工藝的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得到了迅速發(fā) 展，主要原因：展，主要原因： 全球范圍全球范圍水資源的短缺水資源的短缺和日益嚴(yán)重的和日益嚴(yán)重的水水 體污染體污染形勢(shì)的嚴(yán)峻；形勢(shì)的嚴(yán)峻； 計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、自控技術(shù)、自控技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)材料科學(xué)技術(shù) 和和生物技術(shù)生物技術(shù)等的快速發(fā)展。等的快速發(fā)展。 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)各類生產(chǎn)對(duì)水的需求經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)各類生產(chǎn)對(duì)水的需求 增加；我國(guó)部分工業(yè)生產(chǎn)耗水量見(jiàn)下表。增加；我國(guó)部分工業(yè)生產(chǎn)耗水量見(jiàn)下表。 人口增長(zhǎng)、生活水平的提高；人口增長(zhǎng)、生活水平的提高；

5、水體污染的加劇等。水體污染的加劇等。 生產(chǎn)生產(chǎn)1 1公斤稻米需要公斤稻米需要1 1立方米水。立方米水。 行業(yè)行業(yè)我國(guó)平均用水量我國(guó)平均用水量我國(guó)先進(jìn)用水量我國(guó)先進(jìn)用水量國(guó)外先進(jìn)用水量國(guó)外先進(jìn)用水量 鋼鐵鋼鐵3045 m3/t22m3/t45 m3/t 電力電力30 L/度度10L/度度3L/度度 啤酒啤酒60 m3/t20m3/t6 m3/t 紡織紡織40 80 m3/t815m3/t26 m3/t 制漿制漿 造紙?jiān)旒?300m3/t 80100 m3/t 3550 m3/t （以色列（以色列12 m3/t） 根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部2014.6.52014.6.5發(fā)布的發(fā)布的20

6、132013年中年中 國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示，我國(guó)環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻，顯示，我國(guó)環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻， 水環(huán)境質(zhì)量與上年比沒(méi)有明顯好轉(zhuǎn)，有些地段還水環(huán)境質(zhì)量與上年比沒(méi)有明顯好轉(zhuǎn)，有些地段還 有家長(zhǎng)的趨勢(shì)。有家長(zhǎng)的趨勢(shì)。 長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、 浙閩片河流、西南諸河和西北諸河等十大流域的浙閩片河流、西南諸河和西北諸河等十大流域的 國(guó)控?cái)嗝嬷?，?guó)控?cái)嗝嬷?，類、類、類和劣類和劣類水質(zhì)類水質(zhì) 的斷面比例分別為的斷面比例分別為68.9%68.9%、20.9%20.9%和和10.2%10.2%。 在監(jiān)測(cè)的在監(jiān)測(cè)的6060個(gè)湖泊個(gè)湖泊(

7、(水庫(kù)水庫(kù)) )中，富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的湖中，富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的湖 泊泊( (水庫(kù)水庫(kù)) )占占25.0%25.0%，其中，輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和中度，其中，輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和中度 富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的湖泊富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的湖泊( (水庫(kù)水庫(kù)) )比例分別為比例分別為18.3%18.3%和和 6.7%6.7%。 在在198198個(gè)城市個(gè)城市49294929個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，優(yōu)良個(gè)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中，優(yōu)良- -良良 好好- -較好水質(zhì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例為較好水質(zhì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例為42.7%42.7%，較差，較差- -極差水極差水 質(zhì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例為質(zhì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例為57.3%57.3%。 在過(guò)去幾十年內(nèi)，中國(guó)地下水開(kāi)采量以每年在過(guò)去幾十年內(nèi)

8、，中國(guó)地下水開(kāi)采量以每年2525億億 立方米的速度遞增立方米的速度遞增。 太湖水質(zhì)太湖水質(zhì)總體總體類，類，西部沿岸區(qū)為西部沿岸區(qū)為類水質(zhì)，東部沿岸區(qū)和類水質(zhì)，東部沿岸區(qū)和 湖心區(qū)均為湖心區(qū)均為類水質(zhì)。類水質(zhì)。 滇池水質(zhì)滇池水質(zhì)總體總體劣劣類，類，滇池環(huán)湖河流總體重度污染滇池環(huán)湖河流總體重度污染 巢湖水質(zhì)巢湖水質(zhì)總體總體類，類，巢湖環(huán)湖河流總體重度污染巢湖環(huán)湖河流總體重度污染 其它大型淡水湖泊中，其它大型淡水湖泊中，洱海為洱海為類水質(zhì)，類水質(zhì)，鄱陽(yáng)湖、鏡泊湖、鄱陽(yáng)湖、鏡泊湖、 博斯騰湖和洞庭湖為博斯騰湖和洞庭湖為類，類，洪澤湖、白洋淀和南四湖為洪澤湖、白洋淀和南四湖為類類 水質(zhì)，水質(zhì)，達(dá)賚湖為劣

9、達(dá)賚湖為劣類水質(zhì)；類水質(zhì)； 城市內(nèi)湖中：城市內(nèi)湖中： 東湖、東湖、玄武湖玄武湖和昆明湖（北京）為和昆明湖（北京）為類水質(zhì)，類水質(zhì)， 為為類水質(zhì)，類水質(zhì)， 西湖（杭州）和大明湖（濟(jì)南）為類西湖（杭州）和大明湖（濟(jì)南）為類類類水質(zhì)。水質(zhì)。 由于地下水占到全國(guó)水資源總量的由于地下水占到全國(guó)水資源總量的1/31/3。 全國(guó)有近全國(guó)有近70%70%的人口飲用地下水的人口飲用地下水，因此，因此 地下水也是重要的飲用水水源。但水體地下水也是重要的飲用水水源。但水體 污染正加劇中國(guó)的地下水危機(jī)。污染正加劇中國(guó)的地下水危機(jī)。 俄亥俄州立大學(xué)水文學(xué)者弗蘭克說(shuō)俄亥俄州立大學(xué)水文學(xué)者弗蘭克說(shuō)： “水危機(jī)并不只在中國(guó)存

10、在，但中國(guó)比水危機(jī)并不只在中國(guó)存在，但中國(guó)比 世界上其他任何地方的問(wèn)題都更為嚴(yán)世界上其他任何地方的問(wèn)題都更為嚴(yán) 峻。峻?！?水資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前是全世界關(guān)注的焦水資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前是全世界關(guān)注的焦 點(diǎn)問(wèn)題，也是點(diǎn)問(wèn)題，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。 污水的有效處理是解決這一問(wèn)題的有效途徑。污水的有效處理是解決這一問(wèn)題的有效途徑。 7070、8080年代以來(lái)，一些污水處理新工藝的不斷出年代以來(lái)，一些污水處理新工藝的不斷出 現(xiàn)，為污水處理、水資源保護(hù)提供了技術(shù)支持?，F(xiàn)，為污水處理、水資源保護(hù)提供了技術(shù)支持。 這些新工藝如：這些新工藝如：改良型改良型SBRSBR、膜生物處

11、理膜生物處理、超臨界超臨界 高級(jí)氧化高級(jí)氧化、人工濕地人工濕地、等等。、等等。 它們多具有它們多具有高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、多功能高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、多功能等優(yōu)點(diǎn)，顯等優(yōu)點(diǎn)，顯 示出良好的應(yīng)用發(fā)展前景。示出良好的應(yīng)用發(fā)展前景。 水力旋流器水力旋流器(Hydrocyclone(Hydrocyclone) )是一種根據(jù)是一種根據(jù)離心力場(chǎng)遠(yuǎn)大離心力場(chǎng)遠(yuǎn)大 于重力場(chǎng)于重力場(chǎng)的原理來(lái)分離液體混合物的設(shè)備。的原理來(lái)分離液體混合物的設(shè)備。 上世紀(jì)上世紀(jì)5050年代水力旋流器開(kāi)始應(yīng)用于固一液分離，年代水力旋流器開(kāi)始應(yīng)用于固一液分離， 最早在選礦業(yè)，后來(lái)逐步引入污水處理中。最早在選礦業(yè)，后來(lái)逐步引入污水處理中。 水力旋

12、流分離在液水力旋流分離在液- -液分離方面的應(yīng)用要比固液分離方面的應(yīng)用要比固- -液分離液分離 晚很多，這主要是因?yàn)橐和砗芏?，這主要是因?yàn)橐? -液分離的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液分離的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 固固- -液分離。液分離。 液液- -液分離用水力旋流器起源于英國(guó)，從液分離用水力旋流器起源于英國(guó)，從2020世紀(jì)世紀(jì)6060年年 代開(kāi)始，由英國(guó)南安普頓大學(xué)的代開(kāi)始，由英國(guó)南安普頓大學(xué)的Martin ThewMartin Thew教授領(lǐng)教授領(lǐng) 導(dǎo)的課題組開(kāi)始研究利用其分離油導(dǎo)的課題組開(kāi)始研究利用其分離油- -水兩相介質(zhì)。水兩相介質(zhì)。 他們經(jīng)過(guò)他們經(jīng)過(guò)將近十年的研究，終于獲得成功，將近十年的研究，終于獲得

13、成功，并設(shè)計(jì)并設(shè)計(jì) 出出雙錐雙入口雙錐雙入口F F型型水力旋流器。水力旋流器。 旋流分離技術(shù)與傳統(tǒng)的液旋流分離技術(shù)與傳統(tǒng)的液- -液分離裝置相比較，離液分離裝置相比較，離 心力場(chǎng)強(qiáng)度大約有心力場(chǎng)強(qiáng)度大約有1000100020002000倍重力加速度；倍重力加速度； 兩相分離的時(shí)間約兩秒，僅為常規(guī)設(shè)備所需要時(shí)間兩相分離的時(shí)間約兩秒，僅為常規(guī)設(shè)備所需要時(shí)間 的幾十分之一；的幾十分之一； 該該技術(shù)具有技術(shù)具有分離性能好、穩(wěn)定，分離性能好、穩(wěn)定，速度快速度快，體積小、體積小、 重量輕，重量輕，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)安裝環(huán)境無(wú)特對(duì)安裝環(huán)境無(wú)特 殊要求，安全可靠，殊要求，安全可靠，

14、液液- -液旋流器無(wú)運(yùn)動(dòng)件，維護(hù)液旋流器無(wú)運(yùn)動(dòng)件，維護(hù) 和保養(yǎng)費(fèi)用極低等和保養(yǎng)費(fèi)用極低等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。 旋流分離的多管串聯(lián)和并聯(lián)的模數(shù)化組合設(shè)計(jì)，使旋流分離的多管串聯(lián)和并聯(lián)的模數(shù)化組合設(shè)計(jì)，使 液液- -液旋流分離裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，重量更輕，液旋流分離裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，重量更輕， 與常規(guī)液與常規(guī)液- -液分離裝置相比，模塊化旋流分離裝置液分離裝置相比，模塊化旋流分離裝置 可節(jié)約安裝面積可節(jié)約安裝面積4 45 5、減輕重量、減輕重量9090以上以上。 隨著液液旋流器結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，其隨著液液旋流器結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，其應(yīng)用范圍不應(yīng)用范圍不 斷擴(kuò)大斷擴(kuò)大，除用于含油污水處理外，還可用于油田采，除用于含

15、油污水處理外，還可用于油田采 出液預(yù)分離和原油脫水。出液預(yù)分離和原油脫水。 19851985年，正式在英國(guó)北海油田和澳大利亞巴氏海峽年，正式在英國(guó)北海油田和澳大利亞巴氏海峽 油田的海上石油開(kāi)采平臺(tái)使用，進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。油田的海上石油開(kāi)采平臺(tái)使用，進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。 目前，目前，許多國(guó)家的油田許多國(guó)家的油田，尤其是，尤其是海上石油海上石油開(kāi)采平臺(tái)，開(kāi)采平臺(tái)， 由于空間的限制，由于空間的限制，大量采用水力旋流器大量采用水力旋流器作為原油脫作為原油脫 水或生產(chǎn)用水的水處理的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備水或生產(chǎn)用水的水處理的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 。 旋流分離的原理旋流分離的原理是是離心沉降離心沉降和和密度差分密度差分。 水流在一定

16、的壓力下從分離器進(jìn)口以水流在一定的壓力下從分離器進(jìn)口以切切 向進(jìn)入向進(jìn)入設(shè)備后，在設(shè)備內(nèi)設(shè)備后，在設(shè)備內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)，產(chǎn) 生生離心場(chǎng)離心場(chǎng)， 由于污染物和水的密度不同，在離心力、由于污染物和水的密度不同，在離心力、 向心浮力、等的作用下，向心浮力、等的作用下，密度大的物體密度大的物體 被甩向四周被甩向四周; ; 由于設(shè)備下部為錐體結(jié)構(gòu)，由于設(shè)備下部為錐體結(jié)構(gòu)，密度較大的物體密度較大的物體沿切向轉(zhuǎn)動(dòng)，速沿切向轉(zhuǎn)動(dòng)，速 度隨錐體半徑的不斷縮小而度隨錐體半徑的不斷縮小而越來(lái)越快越來(lái)越快；最后沉積到設(shè)備底部；最后沉積到設(shè)備底部 并隨排污排出；而并隨排污排出；而密度低的液體上升密度低的液體上升，

17、由出水口排出，實(shí)現(xiàn)，由出水口排出，實(shí)現(xiàn) 分離。分離。 旋流分離可有效將旋流分離可有效將砂粒、垢、泥、砂粒、垢、泥、油污油污等污染物，從水流系等污染物，從水流系 統(tǒng)中分離出來(lái)并排除掉。統(tǒng)中分離出來(lái)并排除掉。 19831983年，米里等設(shè)計(jì)了年，米里等設(shè)計(jì)了油油 水分離充氣水力旋流器水分離充氣水力旋流器 （左圖）。（左圖）。 設(shè)備的主體部分由設(shè)備的主體部分由兩個(gè)同兩個(gè)同 心的豎直圓管心的豎直圓管組成組成 中心管為多孔柱。通過(guò)它中心管為多孔柱。通過(guò)它 來(lái)通入空氣。外面的非孔來(lái)通入空氣。外面的非孔 隙管用作空氣夾套內(nèi)外隙管用作空氣夾套內(nèi)外 管之間形成的空氣腔室能管之間形成的空氣腔室能 使通過(guò)多孔中心管

18、的空氣使通過(guò)多孔中心管的空氣 均勻分布。均勻分布。 切向進(jìn)料口在底部，分離切向進(jìn)料口在底部，分離 后的油相和水相均從頂部后的油相和水相均從頂部 流出，流出， 頂部設(shè)有一可調(diào)間隙。以頂部設(shè)有一可調(diào)間隙。以 調(diào)節(jié)溢流和底流的分流比。調(diào)節(jié)溢流和底流的分流比。 19931993年年，貝比，貝比等設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì) 了如圖所示的油水分了如圖所示的油水分 離充氣水力旋流器離充氣水力旋流器。 設(shè)備頂部是一個(gè)常設(shè)備頂部是一個(gè)常 規(guī)的緩沖室規(guī)的緩沖室。 泡沫底座用以支撐泡沫底座用以支撐 氣泡黏附油滴后形成氣泡黏附油滴后形成 的含油泡沫柱。并且的含油泡沫柱。并且 形成了一個(gè)環(huán)形開(kāi)口形成了一個(gè)環(huán)形開(kāi)口 以排出底流以排出底流

19、。 同時(shí)因底座上部設(shè)同時(shí)因底座上部設(shè) 計(jì)為錐形。故可以通計(jì)為錐形。故可以通 過(guò)升降底座來(lái)調(diào)節(jié)與過(guò)升降底座來(lái)調(diào)節(jié)與 多孔圓柱間的環(huán)隙大多孔圓柱間的環(huán)隙大 小，從而改變溢流和小，從而改變溢流和 底流的分流比底流的分流比。 自自2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代以來(lái)。我國(guó)年代以來(lái)。我國(guó)石油大學(xué)、東北大學(xué)、石油大學(xué)、東北大學(xué)、 上海交大、華理上海交大、華理等單位也開(kāi)展了類似應(yīng)用研究。等單位也開(kāi)展了類似應(yīng)用研究。 上海交通大學(xué)與大慶油田聯(lián)合設(shè)計(jì)了一種上海交通大學(xué)與大慶油田聯(lián)合設(shè)計(jì)了一種雙錐型充雙錐型充 氣水力旋流器氣水力旋流器(DcASH(DcASH) )，其結(jié)構(gòu)如圖所示。，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 該設(shè)備采用了雙錐

20、結(jié)構(gòu)代替了安裝在底部的支座。該設(shè)備采用了雙錐結(jié)構(gòu)代替了安裝在底部的支座。 雙錐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)：雙錐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有很多優(yōu)點(diǎn)： (1)(1)油滴從水中油滴從水中分離的過(guò)程分離的過(guò)程不僅可以發(fā)生在圓柱段，不僅可以發(fā)生在圓柱段， 而且而且可以發(fā)生在圓錐段可以發(fā)生在圓錐段。殘留的油滴和氣泡沒(méi)來(lái)得。殘留的油滴和氣泡沒(méi)來(lái)得 及移動(dòng)到圓柱體的溢流口，可以聚集在圓錐段形成及移動(dòng)到圓柱體的溢流口，可以聚集在圓錐段形成 溢流。溢流。 (2)(2)錐形設(shè)計(jì)可以補(bǔ)償渦流帶來(lái)的角動(dòng)量損失，在水錐形設(shè)計(jì)可以補(bǔ)償渦流帶來(lái)的角動(dòng)量損失，在水 力旋流器內(nèi)形成更連貫、力旋流器內(nèi)形成更連貫、更強(qiáng)大的離心力場(chǎng)更強(qiáng)大的離心力場(chǎng)。 (

21、3)(3)錐形設(shè)計(jì)可以使錐形設(shè)計(jì)可以使泡沫柱更加穩(wěn)定泡沫柱更加穩(wěn)定?？梢杂行У靥帯？梢杂行У靥?理聚合物驅(qū)采油廢水。理聚合物驅(qū)采油廢水。 1996 1996年年?yáng)|北大學(xué)東北大學(xué)余余 仁煥等設(shè)計(jì)研發(fā)了充仁煥等設(shè)計(jì)研發(fā)了充 氣水力旋流器。氣水力旋流器。 它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： 上部呈上部呈雙對(duì)稱配制雙對(duì)稱配制 的切向進(jìn)料口的切向進(jìn)料口； 頂部設(shè)計(jì)了一個(gè)頂部設(shè)計(jì)了一個(gè)溢溢 流節(jié)流室，流節(jié)流室，利用溢流利用溢流 導(dǎo)管把溢流和含油泡導(dǎo)管把溢流和含油泡 沫及時(shí)排出。從而有沫及時(shí)排出。從而有 利于泡沫柱的穩(wěn)定。利于泡沫柱的穩(wěn)定。 (1)(1)除油效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。除油效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。在進(jìn)

22、水油濃度在進(jìn)水油濃度3000mg3000mgL L 時(shí)，出水油濃度可時(shí)，出水油濃度可150mg150mgL L，滿足煉油裝置污水排放指標(biāo)；，滿足煉油裝置污水排放指標(biāo)； 同時(shí)出水不受水中懸浮物因素的影響，無(wú)阻塞；同時(shí)出水不受水中懸浮物因素的影響，無(wú)阻塞； (2)(2) 裝置體積小、占地省裝置體積小、占地省，僅平流和斜板隔油池占地面積的，僅平流和斜板隔油池占地面積的1/41/4。 ( (與沉降分離效能比較見(jiàn)表與沉降分離效能比較見(jiàn)表1) 1)。 (3)(3)操作簡(jiǎn)單、工作效率高，操作簡(jiǎn)單、工作效率高，除油、排泥可以連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行；除油、排泥可以連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行； (4)(4)維修周期長(zhǎng)、運(yùn)行成本低，維修周

23、期長(zhǎng)、運(yùn)行成本低，無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件和零件更換。無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件和零件更換。 (5)(5)生產(chǎn)安全性能好，生產(chǎn)安全性能好，密閉運(yùn)行，油氣不泄漏，不會(huì)造成二次密閉運(yùn)行，油氣不泄漏，不會(huì)造成二次 污染；污染； (6)(6)回收的污油純度高，回收的污油純度高，含水低，提高了污水處理系統(tǒng)的污油含水低，提高了污水處理系統(tǒng)的污油 回收利用率；回收利用率； (7)(7) 制造和施工安裝周期短，制造和施工安裝周期短，在除油脫泥的同時(shí)還可以對(duì)整個(gè)在除油脫泥的同時(shí)還可以對(duì)整個(gè) 水質(zhì)水量起到均質(zhì)和調(diào)節(jié)的作用。水質(zhì)水量起到均質(zhì)和調(diào)節(jié)的作用。 例例1 1 揚(yáng)子石油化工股份有限公司煉油廠揚(yáng)子石油化工股份有限公司煉油廠原有兩套污

24、原有兩套污 水處理系統(tǒng)水處理系統(tǒng)。 采用的是隔油采用的是隔油( (平流、斜板平流、斜板) )加二級(jí)氣浮的加二級(jí)氣浮的“老三套老三套” 污水處理工藝污水處理工藝， 裝置占地面積大裝置占地面積大( (約約4 410104 4 m m2 2 ) )； 能耗物耗高能耗物耗高( (耗電負(fù)荷為耗電負(fù)荷為265 kW265 kW，處理污水，處理污水1 t1 t成本成本 為為1.431.43元元) )，自動(dòng)化程度不高自動(dòng)化程度不高； 污水處理污水處理量量偏低偏低兩套污水處理裝置最大處理量?jī)商孜鬯幚硌b置最大處理量 為為600 m600 m3 3 /h /h。 并且隔油、氣浮、污水等儲(chǔ)存池沒(méi)有完全密閉，現(xiàn)并且隔

25、油、氣浮、污水等儲(chǔ)存池沒(méi)有完全密閉，現(xiàn) 場(chǎng)散發(fā)油氣和硫化氫等有毒有害氣體，形成二次環(huán)場(chǎng)散發(fā)油氣和硫化氫等有毒有害氣體，形成二次環(huán) 境污染且存在安全隱患境污染且存在安全隱患。 該廠該廠20042004年年3 3月啟動(dòng)污水改造工程。月啟動(dòng)污水改造工程。 改造后的污水裝置由旋改造后的污水裝置由旋流流分離罐、油水分離器、渦分離罐、油水分離器、渦 凹?xì)飧“細(xì)飧?CAF)(CAF)機(jī)組等組成。機(jī)組等組成。 該系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)化控制：將所有運(yùn)行的參數(shù)和設(shè)備該系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)化控制：將所有運(yùn)行的參數(shù)和設(shè)備 狀態(tài)參數(shù)在控制室進(jìn)行屏幕顯示和進(jìn)行相關(guān)的控制狀態(tài)參數(shù)在控制室進(jìn)行屏幕顯示和進(jìn)行相關(guān)的控制 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。 新工藝具有

26、新工藝具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小占地面積小、能耗物耗低、能耗物耗低 ( (耗電負(fù)荷為耗電負(fù)荷為173 kW173 kW，處理，處理1 t1 t污水成本為污水成本為0.7390.739元元) )、 操作維修簡(jiǎn)單、污油去除率高等優(yōu)點(diǎn)操作維修簡(jiǎn)單、污油去除率高等優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)了污水處理系統(tǒng)的裝置化、小型化、密閉化和實(shí)現(xiàn)了污水處理系統(tǒng)的裝置化、小型化、密閉化和 自動(dòng)化。同時(shí)自動(dòng)化。同時(shí)系統(tǒng)系統(tǒng)還具有一定抗沖擊負(fù)荷的能力，還具有一定抗沖擊負(fù)荷的能力， 污水處理最大負(fù)荷由原來(lái)的污水處理最大負(fù)荷由原來(lái)的600 m3 /h600 m3 /h提高到提高到800 800 m3/h m3/h ，運(yùn)行穩(wěn)定性好運(yùn)行

27、穩(wěn)定性好。 例例2 2河南井樓油田采油二廠采用旋流分離器河南井樓油田采油二廠采用旋流分離器 處理原油脫出污水，旋流分離效果見(jiàn)表。處理原油脫出污水，旋流分離效果見(jiàn)表。 磁分離技術(shù)是一種新的污水物理處理技術(shù)。磁分離技術(shù)是一種新的污水物理處理技術(shù)。 國(guó)外自國(guó)外自7070年代年代開(kāi)始進(jìn)行研究以來(lái)磁分離技術(shù)作開(kāi)始進(jìn)行研究以來(lái)磁分離技術(shù)作 為物理處理技術(shù)最早在為物理處理技術(shù)最早在高嶺土的脫色增白高嶺土的脫色增白、煤的脫煤的脫 硫硫、礦石的精選礦石的精選、生物工程生物工程、酶反應(yīng)工程酶反應(yīng)工程等領(lǐng)域得等領(lǐng)域得 到廣泛的應(yīng)用。到廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)已現(xiàn)已成功地應(yīng)用于城市工業(yè)廢水和生活污水、廢料、成功地應(yīng)用于城市工

28、業(yè)廢水和生活污水、廢料、 污染的河水、湖水以及飲用水的處理。污染的河水、湖水以及飲用水的處理。 上世紀(jì)上世紀(jì)8O8O年代以來(lái)我國(guó)開(kāi)始了這一領(lǐng)域的研究年代以來(lái)我國(guó)開(kāi)始了這一領(lǐng)域的研究 磁分離技術(shù)具有磁分離技術(shù)具有分離效率高分離效率高、分離、分離速度快速度快、分離物、分離物 系的系的粒度可達(dá)到很小粒度可達(dá)到很小等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。 可以使某些傳統(tǒng)分離法較難或不能分離的物質(zhì)順利可以使某些傳統(tǒng)分離法較難或不能分離的物質(zhì)順利 分離。分離。 在每個(gè)活性污泥處理系統(tǒng)中，污泥膨脹現(xiàn)象非常普在每個(gè)活性污泥處理系統(tǒng)中，污泥膨脹現(xiàn)象非常普 遍，歐洲遍，歐洲5O5O 、美國(guó)、美國(guó)6O6O的污水處理廠每年都會(huì)的污水處理廠每

29、年都會(huì) 發(fā)生，影響了污水處理的效果，耗費(fèi)了大量的人力發(fā)生，影響了污水處理的效果，耗費(fèi)了大量的人力 與物力。與物力。 由于磁場(chǎng)強(qiáng)度是重力場(chǎng)強(qiáng)度的幾百至幾千倍，因此由于磁場(chǎng)強(qiáng)度是重力場(chǎng)強(qiáng)度的幾百至幾千倍，因此 磁分離技術(shù)分離效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重力分離。磁分離技術(shù)分離效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重力分離。磁分離技磁分離技 術(shù)的出現(xiàn)，為解決污泥膨脹提供了一個(gè)新的思路。術(shù)的出現(xiàn)，為解決污泥膨脹提供了一個(gè)新的思路。 磁分離的基本原理磁分離的基本原理: :通過(guò)通過(guò)外加磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力外加磁場(chǎng)產(chǎn)生磁力，把廢，把廢 水中具有磁性的懸浮顆粒吸出，使之與廢水分離。水中具有磁性的懸浮顆粒吸出，使之與廢水分離。 達(dá)到去除或回收的目的。達(dá)到去除或

30、回收的目的。 廢水中的污染物種類很多對(duì)于廢水中的污染物種類很多對(duì)于具有較強(qiáng)磁性的污具有較強(qiáng)磁性的污 染物染物，可，可直接用高梯度磁分離直接用高梯度磁分離技術(shù)分離；技術(shù)分離； 對(duì)于磁性較弱的污染物可先對(duì)于磁性較弱的污染物可先投加磁種投加磁種（如鐵粉、磁（如鐵粉、磁 鐵礦、赤鐵礦微粒等鐵礦、赤鐵礦微粒等) )和和混凝劑混凝劑，使磁種與污染物，使磁種與污染物 結(jié)合，結(jié)合，然后用高梯度磁分離技術(shù)除去。然后用高梯度磁分離技術(shù)除去。 磁種：磁種：在一定條件下，加入廢水中的可提高其磁性在一定條件下，加入廢水中的可提高其磁性 的的微細(xì)分散的強(qiáng)磁性物質(zhì)微細(xì)分散的強(qiáng)磁性物質(zhì)。將其粘附于目的顆粒上，。將其粘附于目的

31、顆粒上， 可提高目的顆粒的磁性。可提高目的顆粒的磁性。 磁分離設(shè)備主要有磁分離設(shè)備主要有圓盤磁分離器圓盤磁分離器和和高梯度磁分離器高梯度磁分離器 （1 1）圓盤磁分離器）圓盤磁分離器 圓盤磁分離設(shè)備的工作原理是在非磁性的圓板上嵌圓盤磁分離設(shè)備的工作原理是在非磁性的圓板上嵌 進(jìn)永久磁鐵，將數(shù)塊同樣的圓板以一定的間隔裝在進(jìn)永久磁鐵，將數(shù)塊同樣的圓板以一定的間隔裝在 同一軸上。當(dāng)廢水進(jìn)入裝置時(shí)。廢水中的磁性粒子同一軸上。當(dāng)廢水進(jìn)入裝置時(shí)。廢水中的磁性粒子 被圓盤板邊上的磁鐵所吸附而被捕。隨著圓盤的旋被圓盤板邊上的磁鐵所吸附而被捕。隨著圓盤的旋 轉(zhuǎn)。被捕集的磁性粒子從水中進(jìn)入空間，再由刮板轉(zhuǎn)。被捕集的

32、磁性粒子從水中進(jìn)入空間，再由刮板 刮下來(lái)。刮下來(lái)。 圓盤磁分離器裝置簡(jiǎn)單，所需要的電力僅僅是圓板圓盤磁分離器裝置簡(jiǎn)單，所需要的電力僅僅是圓板 旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，具有旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，具有耗電小耗電小的優(yōu)點(diǎn)。的優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是磁場(chǎng)弱磁場(chǎng)弱、磁場(chǎng)梯度小，磁場(chǎng)梯度小，因而分離弱磁性的或因而分離弱磁性的或 直徑為微米級(jí)的顆粒較困難。直徑為微米級(jí)的顆粒較困難。 園盤磁分離器與高梯度磁分離器相比在添加強(qiáng)磁性園盤磁分離器與高梯度磁分離器相比在添加強(qiáng)磁性 粒子作為磁種時(shí)，必須添加更多的磁性粒子。粒子作為磁種時(shí)，必須添加更多的磁性粒子。 （2 2）高梯度磁分離器）高梯度磁分離器 高梯度磁分離技術(shù)適用于具有高梯度磁分離技

33、術(shù)適用于具有 一定一定粒度和磁性的固體顆粒的粒度和磁性的固體顆粒的 分離分離。被分離的顆粒在磁場(chǎng)中。被分離的顆粒在磁場(chǎng)中 受到它本身的受到它本身的重力重力、磁場(chǎng)力磁場(chǎng)力、 流體粘滯力流體粘滯力、流體慣性力流體慣性力以及以及 浮力浮力等的作用。等的作用。 除了磁場(chǎng)力對(duì)分離有利外，其除了磁場(chǎng)力對(duì)分離有利外，其 它幾個(gè)力對(duì)分離起反作用。它幾個(gè)力對(duì)分離起反作用。 因此，要使顆粒在磁場(chǎng)中順利因此，要使顆粒在磁場(chǎng)中順利 地被捕獲分離，其所受到的磁地被捕獲分離，其所受到的磁 場(chǎng)力要大于其它幾個(gè)力的合力。場(chǎng)力要大于其它幾個(gè)力的合力。 即顆粒受到的磁場(chǎng)力越大，則即顆粒受到的磁場(chǎng)力越大，則 被磁分離器抓住分離的可

34、能性被磁分離器抓住分離的可能性 也就會(huì)越大，分離效率也就越也就會(huì)越大，分離效率也就越 高。高。 顆粒在不均勻磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力大小為：顆粒在不均勻磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力大小為： 式中：式中：XmXm：磁化率，：磁化率， H H：磁場(chǎng)強(qiáng)度，：磁場(chǎng)強(qiáng)度， V V：顆粒體：顆粒體 積，積，(dH(dHdXdX) )：磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度。：磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度。 分析分析可知，影響磁場(chǎng)捕獲磁粒的主要因素有可知，影響磁場(chǎng)捕獲磁粒的主要因素有磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng) 度度、懸浮顆粒的磁化率懸浮顆粒的磁化率、懸浮顆粒粒徑懸浮顆粒粒徑、水流速度水流速度 與與接觸面積接觸面積等。等。 mm dH Fx VH dx 磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理有

35、磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理有3 3種種方法：方法：直接磁分離直接磁分離 法法、間接磁分離法間接磁分離法和和微生物磁分離法微生物磁分離法。 利用磁分離技術(shù)處理廢水主要是利用污染物的利用磁分離技術(shù)處理廢水主要是利用污染物的凝聚凝聚 性性和對(duì)污染物的和對(duì)污染物的加種性加種性。 凝聚性凝聚性是指具有鐵磁性或順磁性的污染物在磁場(chǎng)作是指具有鐵磁性或順磁性的污染物在磁場(chǎng)作 用下，由于磁力作用凝聚成表面直徑增大的粒子而用下，由于磁力作用凝聚成表面直徑增大的粒子而 后除去；后除去； 加種性是指借助于加種性是指借助于外加磁性種子外加磁性種子以增強(qiáng)弱順磁性或以增強(qiáng)弱順磁性或 非磁性污染物的磁性而便于用磁分離法除去；非

36、磁性污染物的磁性而便于用磁分離法除去； 或借助或借助外加微生物外加微生物來(lái)吸附廢水中順磁性離子，再用來(lái)吸附廢水中順磁性離子，再用 磁分離法除去離子態(tài)順磁性污染物。磁分離法除去離子態(tài)順磁性污染物。 磁種磁種一般是將一般是將FeOFeO 磁粉磁粉進(jìn)行特殊處理和活化制得。進(jìn)行特殊處理和活化制得。 磁分離器外形 （）（） 處理效率高處理效率高 該技術(shù)處理廢水該技術(shù)處理廢水速度快、處理能力大，速度快、處理能力大，且不受自然且不受自然 溫度的影響，對(duì)其它分離方法難以除去的極細(xì)懸浮溫度的影響，對(duì)其它分離方法難以除去的極細(xì)懸浮 物及低濃度的廢水具有很強(qiáng)的分離能力。特別是高物及低濃度的廢水具有很強(qiáng)的分離能力。特

37、別是高 梯度磁濾分離器的過(guò)濾速度是一般處理用的高速過(guò)梯度磁濾分離器的過(guò)濾速度是一般處理用的高速過(guò) 濾機(jī)的濾機(jī)的10-3010-30倍倍，相當(dāng)于沉淀池的，相當(dāng)于沉淀池的100100倍倍。 （）（） 設(shè)備體積小、占地少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、設(shè)備體積小、占地少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、 費(fèi)用低費(fèi)用低 如高梯度磁分離設(shè)備，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；維如高梯度磁分離設(shè)備，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；維 修量適中，占地少；以普通快濾池為例，磁濾器占修量適中，占地少；以普通快濾池為例，磁濾器占 地面積僅為其地面積僅為其1 16 6，土建量也很少，可以大大縮短，土建量也很少，可以大大縮短 建設(shè)周期。因此，磁濾器建設(shè)周期。因此，磁濾器特

38、別適合中小型特別適合中小型水廠及土水廠及土 地資源比較緊張的城鎮(zhèn)采用。地資源比較緊張的城鎮(zhèn)采用。 （）（）利用高梯度磁濾法，可去除那些耐藥性和毒利用高梯度磁濾法，可去除那些耐藥性和毒 性很強(qiáng)的病原微生物、細(xì)菌以及一些難降解的有機(jī)性很強(qiáng)的病原微生物、細(xì)菌以及一些難降解的有機(jī) 物等。物等。有研究表明，磁場(chǎng)力可使病原微生物、細(xì)菌有研究表明，磁場(chǎng)力可使病原微生物、細(xì)菌 等細(xì)胞內(nèi)的水和酶鈍化或失活，通過(guò)磁濾達(dá)到去除等細(xì)胞內(nèi)的水和酶鈍化或失活，通過(guò)磁濾達(dá)到去除 的目的。而且不產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品。與用氯或氯制的目的。而且不產(chǎn)生有害的副產(chǎn)品。與用氯或氯制 劑消毒相比，該磁分離技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生廢水，有機(jī)物劑消毒相比，

39、該磁分離技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生廢水，有機(jī)物 與氯反應(yīng)產(chǎn)生三鹵甲烷和其他鹵代烴化合物，這些與氯反應(yīng)產(chǎn)生三鹵甲烷和其他鹵代烴化合物，這些 化合物是多種疾病的致病因子?；衔锸嵌喾N疾病的致病因子。 （）（）運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用 對(duì)于中小型水廠而言，采用磁濾處對(duì)于中小型水廠而言，采用磁濾處 理裝置理裝置( (過(guò)濾部分過(guò)濾部分) )與傳統(tǒng)工藝與傳統(tǒng)工藝( (濾池部分濾池部分) )相比，增加相比，增加 的運(yùn)行費(fèi)用的運(yùn)行費(fèi)用( (運(yùn)行時(shí)按投加鐵粉考慮，回收率按運(yùn)行時(shí)按投加鐵粉考慮，回收率按8080 計(jì)算計(jì)算) )為為.49.49元元m3m3，但磁濾器對(duì)水中有機(jī)物的去，但磁濾器對(duì)水中有機(jī)物的去 除效果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)工藝，且能去

40、除藻類，出水水質(zhì)除效果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)工藝，且能去除藻類，出水水質(zhì) 優(yōu)于砂濾池出水。優(yōu)于砂濾池出水。 （1 1）食品廢水處理）食品廢水處理 大多數(shù)的食品廠在加工過(guò)程中都要排放大量廢水，大多數(shù)的食品廠在加工過(guò)程中都要排放大量廢水， 如酒精、啤酒、味精、制糖、乳制品及罐頭食品和如酒精、啤酒、味精、制糖、乳制品及罐頭食品和 肉類加工業(yè)等產(chǎn)生的廢水等，并且排出的廢水的水肉類加工業(yè)等產(chǎn)生的廢水等，并且排出的廢水的水 質(zhì)差異很大。質(zhì)差異很大。 食品廢水一般屬于高濃度有機(jī)廢水，食品廢水一般屬于高濃度有機(jī)廢水， 主要污染物包主要污染物包 括：懸浮固體物質(zhì)以及油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體括：懸浮固體物質(zhì)以及油脂、蛋白質(zhì)、

41、淀粉、膠體 等；溶解在廢水中的糖、酸、堿、鹽等及來(lái)自原料等；溶解在廢水中的糖、酸、堿、鹽等及來(lái)自原料 可能夾帶的泥沙以及可能存在的病毒、病菌等?？赡軍A帶的泥沙以及可能存在的病毒、病菌等。 因此，因此，食品工業(yè)廢水的特點(diǎn)食品工業(yè)廢水的特點(diǎn)是：是：有機(jī)物和懸浮物含有機(jī)物和懸浮物含 量高量高，CODCOD值高，易腐敗，可促使水底沉積的有機(jī)值高，易腐敗，可促使水底沉積的有機(jī) 物質(zhì)在厭氧條件下分解，產(chǎn)生臭氣，污染環(huán)境。物質(zhì)在厭氧條件下分解，產(chǎn)生臭氣，污染環(huán)境。 食品工業(yè)廢水中主要的懸浮固體和高濃度有機(jī)物都食品工業(yè)廢水中主要的懸浮固體和高濃度有機(jī)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，必須在廢水中，所以，必須在廢水中投投 入磁種入磁種，通過(guò)共價(jià)鍵和分子間的相互作用，使廢水，通過(guò)共價(jià)鍵和分子間的相互作用，使廢水 中的雜質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂肪、膠體物質(zhì)、懸浮物等被中