磁分离
磁场 : 采用电磁感应场 ,通过调节整流器激磁电流 ,来改 变磁场的大小 。采用 220 V 直流电源 ,电流与磁场强度的关
进料 : 由恒流泵或高位水箱 ,将废水接入进料口 。 出料 : 出料开关可控制解决能力 。 物料 ( 废水) 从进料口进入磁场区的分离盒 ,非磁性部分
集在钢毛上 ,以此来实现了物料分离 ( 废水净化 ) 。断磁后 , 用 水将钢毛上的固体物冲洗下来 ,即为磁性部分 ( 污泥) 。
在含磷废水中加入磁粉和混凝剂 , 经搅拌后 , 将废水输 入高梯度磁分离器 , 获得清洁水和污泥 。工艺流程见图 2 。 废水净化处理采用连续作业方式来进行 ,根据磁种用量确定清洗钢 毛介质的周期 。用 NaOH 溶液调节污泥的 pH 值至 11 , 采用 磁分离方法使磁种与污泥分离 ,实现磁种再生回收 。
环 境 污 染 治 理 技 术 与 设 备 表2 不同流速的除 P 率 表4 不同浓度废水的除 P 率
由表 2 可知 ,高梯度磁分离器在流速 2. 5 cmΠ s ( 即处理能
我国城市污水含磷量在 5 — 18 mgΠ L ,而且大部分以正磷 酸盐形式存在 ,偏酸性 。本实验以含磷量与城市污水相近的 模拟废水为对象 ,用 KH2 PO4 配制 。模拟废水含磷量选用 2 、
从表 1 可知 ,当场强 400 kAΠ m 时 ,除 P 率达 96 % ,而且 不受磁场强度的影响 。废水中通过加磁种和混凝剂 ,形成的 磁性磷酸盐沉淀凝聚体 ,在磁场中受到的磁场作用力与磁场 强度成正比 ,也与磁场梯度成正比 ,如下式所示 。
较小 ,即 H 较小 ,磁性颗粒受到的磁场作用力也较大 。当磁 场作用力大于重力 、 水流阻力 、 惯性力等诸多作用力的联合 作用时 ,磁性颗粒被捕集在介质上 。高梯度磁分离器的最大 性能特点是采用较小的磁场强度同样能使磁性颗粒受到 较大的磁场作用力 ,从而节省电能 。
“磁种 - 磁分离” 是一种选矿方法 [1 ] ,作为水处理技术首 先是澳大利亚国立工业研究组织 ( CSIRO) 研究和开发的 , 并 商业注册为 “Sirofloc” 。该工艺首先用于城镇给水 ,用磁铁矿 粉作磁种 ,磁分离去除饮用水中的色度和浊度 [2 ,3 ] 。随着磁 分离设备的发展 ,特别是高梯度设备的开发和应用 , 该工艺 在城镇给水 、 排水和工业废水净化处理的研究和应用 , 国内外都 有较大的发展 。宋金璞等 [4 ,5 ] 用 “磁种 - 磁分离” 方法去除饮 用水中的有毒物质和病菌 ; 该工艺也用于去除各种工业废水 中的重金属离子 [6 ] 、 油脂 [7 ,8 ] 、 有机物 [9 ,10 ] 和其他有害于人体健康的物质 。 磷和氮是造成水体富营养化的主要元素 ,而磷又是最关 键的 。水体中磷超过一定量 ,就会造成藻类过度繁殖 , 导致 水体严重缺氧 ,水生生物死亡 ,水质恶化 。近年来 ,水体富营 养化污染事故在我国多处发生 ,国家对此很看重 。1998 年 (G 1 月 1 日开始执行的 《污水综合排放标准》 B8978 - 1996) 规 定 ,城 市 污 水 厂 磷 酸 盐 ( 以 P 计 ) 一 级 排 放 标 准 为 [11 ] 0. 5 mgΠ L 。 除 磷 的 方 法 很 多 , 常 用 的 有 化 学 沉 淀 法 [12 ] 、 吸附 [13 ,14 ] [15 ] [12 ,16 ,17 ] [18 ,19 ] 法 、 膜技术法 、 微生物法 和水生生物法 等 等 。磷酸盐通过沉淀与水分离 ,需要很长的沉淀时间 , 因而 沉淀设施的面积很大 ,对于大水量 ( 如城市污水 ) 的处理 , 就 存在比较大困难 。本研究用硫酸铝作混凝剂 , 采用 “磁种 - 高 梯度磁分离” 这一分离速度快 、 效率高的方法 ,对水中磷酸盐 进行处理 。
高梯度磁分离器是本实验最主要设备 , 实验室型 ( 自 制) ,最大解决能力 50 LΠ h ,其结构见图 1 。
摘 要 通过添加磁种和混凝剂 ,用高梯度磁分离方法去除污水中正磷酸盐污染物 ,并对工艺参数进行了探讨 。 关键词 除磷 磁种 混凝剂 高梯度磁分离 污水处理
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