湖泊富營養(yǎng)化水磁絮凝分離凈化裝置的開發(fā)及應(yīng)用研究.pdf

1、富營養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為全球矚目的環(huán)境問題。近年來,太湖、巢湖、滇池藻華大規(guī)模爆發(fā),引起了社會(huì)各界的關(guān)注。如何有效控制和治理湖泊富營養(yǎng)化已經(jīng)成為我國水環(huán)境保護(hù)的重要問題。
　　本論文在中科院離子束生物工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室絮凝磁分離實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了應(yīng)用基礎(chǔ)研究。根據(jù)磁絮凝和磁分離原理,設(shè)計(jì)出一種高效稀土永磁絮體分離機(jī)。該裝置能快速地將磁性絮體從湖泊水體中分離出來,不僅能

2、有效地去除水體中的藻類等有機(jī)懸浮物,還能從根本上去除湖泊水體中的氮、磷、COD、BOD等。為解決水體的富營養(yǎng)化問題,此項(xiàng)技術(shù)不僅提供了一條有效方法,而且在國內(nèi)外具有創(chuàng)新性。
　　主要研究方法和結(jié)果:
　　1、對(duì)國內(nèi)外水處理中應(yīng)用的磁分離結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,根據(jù)湖泊富營養(yǎng)化水的實(shí)際情況,經(jīng)過鐵氧體和釹鐵硼小磁盤對(duì)比實(shí)驗(yàn),采用了稀土永磁盤分離形式。通過對(duì)比磁性材料性能和價(jià)格,選擇了性價(jià)比高的燒結(jié)釹鐵硼作為磁性材料;經(jīng)過理論和數(shù)值模擬

3、分析后,確定了牌號(hào)為N38的50mm×50mm×25mm方形釹鐵硼磁塊;對(duì)磁盤磁系分布與排列方式進(jìn)行了研究,采用了磁鐵雙向陣列結(jié)構(gòu);并給出了直徑1600mm,厚33mm,間隙60mm五個(gè)磁盤組成的試驗(yàn)分離機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)和圖示。
　　2、將試驗(yàn)稀土永磁分離機(jī)應(yīng)用于巢湖富營養(yǎng)化水處理放大試驗(yàn),驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性、有效性和安全性。最佳試驗(yàn)結(jié)果:總氮、總磷、COD和藻細(xì)胞(以濁度表示)的移出效率分別為71.4％、95.8％、96.8％和

4、99.6％,比設(shè)計(jì)指標(biāo)高10-30個(gè)百分點(diǎn)。處理后的水中重金屬含量均有下降,水處理劑99.9％移出水體,基本上無殘留,符合生態(tài)環(huán)保要求。通過試驗(yàn)研究,得出磁絮凝-磁盤分離法處理巢湖藻水的工藝條件是:中性條件下,改性粉煤灰投加量200mg/L,高分子0.67mg/L,聚合鋁鐵50mg/L,磁粉加入量50mg/L,磁盤轉(zhuǎn)速1.2r/min,水樣流速0.09m/s,實(shí)驗(yàn)水樣總磷、總氮、COD和濁度的去除率可以分別達(dá)94.3﹪、70％、92.3

5、％和98.8％。
　　3、通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬,進(jìn)一步優(yōu)化了磁盤的參數(shù),將磁盤間隙由60mm增至65mm,稀土絮體分離機(jī)磁盤確定為40個(gè),節(jié)約成本5％,磁盤厚度間隙比增大到1:1.97,提高了流量。
　　通過巢湖岸基試,取得一系列技術(shù)參數(shù),為試驗(yàn)移動(dòng)浮船的研制和工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　本文還對(duì)磁絮凝分離技術(shù)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和其適用性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在設(shè)計(jì)處理量基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用,此技術(shù)設(shè)備具有體積和占地