固液分離技術(shù)在環(huán)境的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

關(guān)于固液分離技術(shù)在環(huán)境的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢固液分離概括沉淀分離過濾分離浮選分離1234總結(jié)5固液分離技術(shù)在環(huán)境中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)

固液分離(solid-liquidseparation)是一種重要的單元操作，從液相中除去固體一般采用篩或沉淀方法?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)固液分離技術(shù)主要集中在壓濾、過濾、重力沉降等方面，它廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、造紙、環(huán)境保護、食品、發(fā)酵等各大行業(yè)。

全球水資源急劇短缺，生存環(huán)境日益惡化，人們因此對固液分離工藝也提出了更高的要求，世界各國的許多研究者在這方面的也有很多深入的研究。第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天從原理上講

,固液分離過程可以分為三大類

:沉降分離

過濾分離浮選

固液分離設(shè)備也可以相應(yīng)地分為三類。在此基礎(chǔ)，根據(jù)推動力和操作特征進一步細分為若干種固液分離設(shè)備。固液分離技術(shù)第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)重力沉降離心沉降電磁力沉降一、沉降分離

第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)重力沉降重力沉降法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀處理工藝的四種用法

初次沉淀池：較經(jīng)濟的去除懸浮有機物，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機負荷二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費用等。沉砂池：用以去除污水中的無機性易沉物固液分離技術(shù)第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的四種類型固液分離技術(shù)自由沉淀

絮凝沉淀區(qū)域沉淀(成層沉淀)

壓縮沉淀第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的四種類型自由沉淀

絮凝沉淀區(qū)域沉淀(成層沉淀)

壓縮沉淀固液分離技術(shù)SS(懸浮顆粒濃度)不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的四種類型自由沉淀

絮凝沉淀區(qū)域沉淀(成層沉淀)

壓縮沉淀SS不高；沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W絮凝沉淀屬于這種類型。固液分離技術(shù)第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的四種類型自由沉淀

絮凝沉淀區(qū)域沉淀(成層沉淀)

壓縮沉淀固液分離技術(shù)SS較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉將受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天沉淀的四種類型自由沉淀

絮凝沉淀區(qū)域沉淀(成層沉淀)

壓縮沉淀固液分離技術(shù)

SS很高；

顆粒相互之間已擠壓成團狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。

二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天絮凝沉淀法：

定義：使水或液體中懸浮微粒集聚變大，或形成絮團，從而加快粒子的聚沉，達到固-液分離的目的，一般需加入絮凝劑。固液分離技術(shù)絮凝劑：可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑；有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。第13頁,共42頁，2024年2月25日，星期天絮凝劑的發(fā)展:固液分離技術(shù)絮凝劑的發(fā)展是從低分子到高分子、由無機到有機及由單一型到復合型的。以高效、廉價、環(huán)保為目標，開發(fā)低殘留鋁的無機絮凝劑是當前的一個重要發(fā)展方向，降低生產(chǎn)成本是開發(fā)新型合成有機高分子絮凝劑的當務(wù)之急。復合型絮凝劑以其高效廉價的優(yōu)勢迅速發(fā)展。天然高分子絮凝劑則具有高效、無毒、可消除二次污染、絮凝廣泛等獨特的優(yōu)點。另外，多功能復合型絮凝劑的開發(fā)也具有廣闊的前景。第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用實例:1)

茍鵬等分別對長焰煤和無煙煤的煤泥水的性質(zhì)、煤泥顆粒的粒度分布及干煤泥的礦物組成進行分析，對煤泥水采用混凝沉淀法處理進行了對比試驗，最終確定了煤泥水處理用藥劑及最佳試驗條件。研究表明洗選不同原煤所產(chǎn)生的煤泥水都是帶負電的膠體分散體系，通過投加混凝劑降低了煤泥膠體顆粒表面的ξ電位，形成了較小的絮體；高分子絮凝劑聚丙烯酰胺加入后，通過架橋作用絮體體積進一步增大出水效果明顯，有效地降低了煤泥水懸浮物濃度。固液分離技術(shù)第15頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

2)

周芝蘭研究了用殼聚糖與丙烯酰胺接枝共聚物做為絮凝劑對印染廢水的絮凝處理，并與殼聚糖進行了絮凝效果比較，考查pH值、無機絮凝劑、有機絮凝劑等因素對處理效果的影響。實驗結(jié)果表明，在pH值5-8，PAC用量500mg/L，殼聚糖改性絮凝劑用量60mg/L時，染料廢水的脫色率可達95%以上，COD去除率達76%，其絮凝效果明顯好于殼聚糖。第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)

離心沉降是基于固體顆粒和周圍液體密度存在差異，在離心場中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離過程。離心沉降對于濃度較小，粒徑較大，硬度較強的不溶物，可以采用過濾分離。第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)1、分離效率高2、分離速度快3、分離速度快優(yōu)點缺點1、能耗大2、與過濾設(shè)備相比，

設(shè)備投資高；3、離心只能得到一種較為濃縮的懸浮液或漿體第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天斜角式1平拋式2管式3蝶式4離心機分類螺旋式5多式6固液分離技術(shù)第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天離心分離發(fā)展趨勢固液分離技術(shù)主要是技術(shù)的聯(lián)合發(fā)展趨勢改良離心機的材料對分離條件智能化第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

將離心脫水和熱烘干技術(shù)集合在一臺機器上。上海離心機械研究所研制了新一代污泥脫水(濃縮脫水一體)高干度離心機LW530x2270NY成套設(shè)備，采用國際先進水平的大長徑比、高轉(zhuǎn)速、液壓小差速系統(tǒng)，差速根據(jù)負載自動反饋調(diào)節(jié)，推料功率自動補償使污泥得到雙向擠壓從而得到更高的干度。固液分離技術(shù)第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)

將過濾機與活塞推料離心機組合使用，在大幅度降低重物料鹽份、水份的同時，無須在過濾工序添加助濾劑，對節(jié)能降耗、增產(chǎn)增收帶來巨大效益，一座年產(chǎn)30萬噸的純堿企業(yè)，一年可節(jié)約標準煤1.35萬噸，可減少廢液排放量1.5萬噸。第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)

將臥螺離心機做成撬裝式集成或車載式移動成套系統(tǒng)，集成臥螺離心機、進料泵、絮凝劑制備及稀釋系統(tǒng)、干泥輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電線和管道等脫水處理需要的所有設(shè)備，減少安裝時間，節(jié)省工程費用，減少設(shè)備占用空間，方便運輸，應(yīng)用于分散式脫水處理或者臨時脫水項目。第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)管式離心機使用過濾納米材料，可以得到很干的濾餅和接近清水的濾液。第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)反滲透膜濾納濾二、過濾超濾微濾第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1、反滲透技術(shù)

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。固液分離技術(shù)第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天基本原理1利用一種只能透過水，而不能透過溶質(zhì)的半透膜，將純水與含溶質(zhì)的水(濃溶液)隔開，并在濃溶液一側(cè)施加足夠大的壓力，則濃溶液中的水就會通過半透膜流向純水側(cè)。使?jié)馊芤航淼乃肿颖环蛛x出來，而濃溶液本身濃度增大．從而達到除鹽的目的。這個過程去除的是水中的各種雜質(zhì)——各種離子、分子、有機膠體、細菌、病毒等。固液分離技術(shù)第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天在室溫條件下，依靠水的壓力作為推動力，運行費用較低；無大量廢酸堿液排放，不污染環(huán)境；系統(tǒng)簡單，操作方便，自動化程度高；對原水水質(zhì)有較大的適應(yīng)范圍，出水水質(zhì)穩(wěn)定；設(shè)備占地面積小，檢修維護工作量小。反滲透工藝的優(yōu)點2固液分離技術(shù)第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用實例33

廣東某印染廠為了節(jié)約生產(chǎn)工藝用水，同時也為了減少印染廢水的排放量，決定用反滲透技術(shù)對該廠污水站出水進行深度處理，并將反滲透的產(chǎn)水回用到該廠的印染工藝中。其水質(zhì)：

COD≤90mg／L，BOD5≤20mg／L，SS≤60mg／L，色度≤40度，電導率≤2000μS/cm，pH為6~9固液分離技術(shù)第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天反滲透預處理工藝

反滲透預處理的主體工藝以沉淀和機械過濾為主，由混合反應(yīng)沉淀池+多介質(zhì)過濾器+袋式過濾器+精密過濾器組成。反滲透處理工藝

反滲透系統(tǒng)的主要作用是脫除水中的鹽分，保證出水的含鹽量符合回用要求。反滲透系統(tǒng)主要包括：RO高壓泵、RO清洗水泵、膜殼、電導率儀、反滲透膜及電氣控制系統(tǒng)等。固液分離技術(shù)第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)2、膜分離技術(shù)

利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動力，由于溶液中各組分透過膜的遷移率不同而實現(xiàn)分離的一種技術(shù)。第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)

膜的分類

按孔徑大?。?/p>

微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜

按膜結(jié)構(gòu)：

對稱性膜、不對稱膜、復合膜

按材料分：

有機高分子膜、無機材料膜第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)3、微濾和超濾

微濾和超濾都是利用膜的篩分性質(zhì)，以壓差為傳質(zhì)推動力，主要用于截留固體微粒和高分子溶質(zhì)。

微濾用于細胞、菌體等的分離和濃縮，操作壓力通常為0.05-0.5MPa。

超濾適用于1-50nm的生物大分子的分離，如蛋白質(zhì)、病毒等。操作壓力常為0.1-1.0MPa。第34頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)4、納濾

定義：是允許溶劑分子或某些低分子量溶質(zhì)或低價離子透過的一種功能性的半透膜。它截留有機物的分子量大約為150－500左右，截留溶解性鹽的能力為2~98%之間，對單價陰離子鹽溶液的脫鹽低于高價陰離子鹽溶液。應(yīng)用：被用于去除地表水的有機物和色度，脫除地下水的硬度，部分去除溶解性鹽，濃縮果汁以及分離藥品中的有用物質(zhì)等。第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)5、電滲析

電滲析是利用分子的荷電性質(zhì)和分子大小的差別進行分離的膜分離法，可用于小分子電解質(zhì)的分離和溶液的脫鹽。第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)三、離子浮選定義：

離子浮選是一種使離子與等當量或過量的表面活性劑反應(yīng)生成沉淀物或絡(luò)合物等，再用泡沫浮選法回收的分選方法，其實質(zhì)是利用表面活性劑在液－氣界面上所產(chǎn)生的吸附現(xiàn)象，使離子與表面活性物質(zhì)形成可溶性絡(luò)合物或者難溶沉淀物附著于氣泡上。第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天固液分離技術(shù)優(yōu)點:①其生產(chǎn)能力很高，所需場地較?。虎趯θ芤褐袧舛容^低的金屬離子也能有效回收；③具有較高的富集比。缺點:捕收劑的用量大。第38頁,