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

1、富營養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質含量過多所引起的水質污染現(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),引起了社會各界的關注。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)境保護的重要問題。
　　本論文在中科院離子束生物工程學重點實驗室絮凝磁分離實驗室技術的基礎上進行了應用基礎研究。根據(jù)磁絮凝和磁分離原理,設計出一種高效稀土永磁絮體分離機。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,此項技術不僅提供了一條有效方法,而且在國內(nèi)外具有創(chuàng)新性。
　　主要研究方法和結果:
　　1、對國內(nèi)外水處理中應用的磁分離結構進行了研究,根據(jù)湖泊富營養(yǎng)化水的實際情況,經(jīng)過鐵氧體和釹鐵硼小磁盤對比實驗,采用了稀土永磁盤分離形式。通過對比磁性材料性能和價格,選擇了性價比高的燒結釹鐵硼作為磁性材料;經(jīng)過理論和數(shù)值模擬

3、分析后,確定了牌號為N38的50mm×50mm×25mm方形釹鐵硼磁塊;對磁盤磁系分布與排列方式進行了研究,采用了磁鐵雙向陣列結構;并給出了直徑1600mm,厚33mm,間隙60mm五個磁盤組成的試驗分離機機械設計參數(shù)和圖示。
　　2、將試驗稀土永磁分離機應用于巢湖富營養(yǎng)化水處理放大試驗,驗證了該技術的可行性、有效性和安全性。最佳試驗結果:總氮、總磷、COD和藻細胞(以濁度表示)的移出效率分別為71.4％、95.8％、96.8％和

4、99.6％,比設計指標高10-30個百分點。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,磁盤轉速1.2r/min,水樣流速0.09m/s,實驗水樣總磷、總氮、COD和濁度的去除率可以分別達94.3﹪、70％、92.3

5、％和98.8％。
　　3、通過試驗和數(shù)值模擬,進一步優(yōu)化了磁盤的參數(shù),將磁盤間隙由60mm增至65mm,稀土絮體分離機磁盤確定為40個,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,取得一系列技術參數(shù),為試驗移動浮船的研制和工程化應用奠定了基礎。
　　本文還對磁絮凝分離技術設備的經(jīng)濟指標和其適用性進行了分析。結果表明,在設計處理量基礎上,實現(xiàn)了物質的循環(huán)利用,此技術設備具有體積和占地