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

固液分離概括沉淀分離過(guò)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(shì)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。現(xiàn)有的傳統(tǒng)固液分離技術(shù)主要集中在壓濾、過(guò)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(hù)、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(duì)固液分離工藝也提出了更高的要求，世界各國(guó)的許多研究者在這方面的也有很多深入的研究。從原理上講

,固液分離過(guò)程可以分為三大類

:沉降分離

過(guò)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(dòng)力和操作特征進(jìn)一步細(xì)分為若干種固液分離設(shè)備。固液分離技術(shù)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

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(dá)到固液分離的一種過(guò)程。沉淀處理工藝的四種用法

初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)的去除懸浮有機(jī)物，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷二次沉淀池：用來(lái)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(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)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(fèi)用等。沉砂池：用以去除污水中的無(wú)機(jī)性易沉物固液分離技術(shù)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(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。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(guò)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(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的?；瘜W(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。固液分離技術(shù)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(duì)位置保持不變，形成一個(gè)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。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(tuán)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(guò)程存在壓縮沉淀。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(tuán)，從而加快粒子的聚沉，達(dá)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(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩類。其中無(wú)機(jī)絮凝劑又包括無(wú)機(jī)凝聚劑和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑；有機(jī)絮凝劑又包括合成有機(jī)高分子絮凝劑、天然有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。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(wú)機(jī)到有機(jī)及由單一型到復(fù)合型的。以高效、廉價(jià)、環(huán)保為目標(biāo)，開(kāi)發(fā)低殘留鋁的無(wú)機(jī)絮凝劑是當(dāng)前的一個(gè)重要發(fā)展方向，降低生產(chǎn)成本是開(kāi)發(fā)新型合成有機(jī)高分子絮凝劑的當(dāng)務(wù)之急。復(fù)合型絮凝劑以其高效廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展。天然高分子絮凝劑則具有高效、無(wú)毒、可消除二次污染、絮凝廣泛等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。另外，多功能復(fù)合型絮凝劑的開(kāi)發(fā)也具有廣闊的前景。應(yīng)用實(shí)例:1)

茍鵬等分別對(duì)長(zhǎng)焰煤和無(wú)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(jìn)行分析，對(duì)煤泥水采用混凝沉淀法處理進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，最終確定了煤泥水處理用藥劑及最佳試驗(yàn)條件。研究表明洗選不同原煤所產(chǎn)生的煤泥水都是帶負(fù)電的膠體分散體系，通過(guò)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(guò)架橋作用絮體體積進(jìn)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)

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(duì)印染廢水的絮凝處理，并與殼聚糖進(jìn)行了絮凝效果比較，考查pH值、無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑等因素對(duì)處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)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(shí)，染料廢水的脫色率可達(dá)95%以上，COD去除率達(dá)76%，其絮凝效果明顯好于殼聚糖。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(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離過(guò)程。離心沉降對(duì)于濃度較小，粒徑較大，硬度較強(qiáng)的不溶物，可以采用過(guò)濾分離。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(diǎn)缺點(diǎn)1、能耗大2、與過(guò)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斜角式1平拋式2管式3蝶式4離心機(jī)分類螺旋式5多式6固液分離技術(shù)離心分離發(fā)展趨勢(shì)固液分離技術(shù)主要是技術(shù)的聯(lián)合發(fā)展趨勢(shì)改良離心機(jī)的材料對(duì)分離條件智能化

將離心脫水和熱烘干技術(shù)集合在一臺(tái)機(jī)器上。上海離心機(jī)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(jī)LW530x2270NY成套設(shè)備，采用國(guó)際先進(jìn)水平的大長(zhǎng)徑比、高轉(zhuǎn)速、液壓小差速系統(tǒng)，差速根據(jù)負(fù)載自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，推料功率自動(dòng)補(bǔ)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)固液分離技術(shù)

將過(guò)濾機(jī)與活塞推料離心機(jī)組合使用，在大幅度降低重物料鹽份、水份的同時(shí)，無(wú)須在過(guò)濾工序添加助濾劑，對(duì)節(jié)能降耗、增產(chǎn)增收帶來(lái)巨大效益，一座年產(chǎn)30萬(wàn)噸的純堿企業(yè)，一年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.35萬(wàn)噸，可減少?gòu)U液排放量1.5萬(wàn)噸。固液分離技術(shù)

將臥螺離心機(jī)做成撬裝式集成或車載式移動(dòng)成套系統(tǒng)，集成臥螺離心機(jī)、進(jìn)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(shí)間，節(jié)省工程費(fèi)用，減少設(shè)備占用空間，方便運(yùn)輸，應(yīng)用于分散式脫水處理或者臨時(shí)脫水項(xiàng)目。固液分離技術(shù)管式離心機(jī)使用過(guò)濾納米材料，可以得到很干的濾餅和接近清水的濾液。固液分離技術(shù)反滲透膜濾納濾二、過(guò)濾超濾微濾1、反滲透技術(shù)

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B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(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。固液分離技術(shù)基本原理1利用一種只能透過(guò)水，而不能透過(guò)溶質(zhì)的半透膜，將純水與含溶質(zhì)的水(濃溶液)隔開(kāi)，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(huì)通過(guò)半透膜流向純水側(cè)。使?jié)馊芤航淼乃肿颖环蛛x出來(lái)，而濃溶液本身濃度增大．從而達(dá)到除鹽的目的。這個(gè)過(guò)程去除的是水中的各種雜質(zhì)——各種離子、分子、有機(jī)膠體、細(xì)菌、病毒等。固液分離技術(shù)在室溫條件下，依靠水的壓力作為推動(dòng)力，運(yùn)行費(fèi)用較低；無(wú)大量廢酸堿液排放，不污染環(huán)境；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，自動(dòng)化程度高；對(duì)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(hù)工作量小。反滲透工藝的優(yōu)點(diǎn)2固液分離技術(shù)應(yīng)用實(shí)例33

廣東某印染廠為了節(jié)約生產(chǎn)工藝用水，同時(shí)也為了減少印染廢水的排放量，決定用反滲透技術(shù)對(duì)該廠污水站出水進(jìn)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(dǎo)率≤2000μS/cm，pH為6~9固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)反滲透預(yù)處理工藝

反滲透預(yù)處理的主體工藝以沉淀和機(jī)械過(guò)濾為主，由混合反應(yīng)沉淀池+多介質(zhì)過(guò)濾器+袋式過(guò)濾器+精密過(guò)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(dǎo)率儀、反滲透膜及電氣控制系統(tǒng)等。固液分離技術(shù)固液分離技術(shù)2、膜分離技術(shù)

利用膜的選擇性（孔徑大?。阅さ膬蓚?cè)存在的能量差作為推動(dòng)力，由于溶液中各組分透過(guò)膜的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)。固液分離技術(shù)

膜的分類

按孔徑大小：

微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜

按膜結(jié)構(gòu)：

對(duì)稱性膜、不對(duì)稱膜、復(fù)合膜

按材料分：

有機(jī)高分子膜、無(wú)機(jī)材料膜固液分離技術(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(dòng)力，主要用于截留固體微粒和高分子溶質(zhì)。

微濾用于細(xì)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。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(jià)離子透過(guò)的一種功能性的半透膜。它截留有機(jī)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(duì)單價(jià)陰離子鹽溶液的脫鹽低于高價(jià)陰離子鹽溶液。應(yīng)用：被用于去除地表水的有機(jī)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。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(jìn)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。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(dāng)量或過(guò)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(shí)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。固液分離技術(shù)優(yōu)點(diǎn):①其生產(chǎn)能力很高，所需場(chǎng)地較??；②對(duì)溶液中濃度較低的金屬離子也能有效回收；③具有較高的富集比。缺點(diǎn):捕收劑的用量大。固液分離技術(shù)應(yīng)用：①?gòu)U水中有害離子的去除廢水中需要除去的有害離子主要是一些重金屬離子和具有放射性或毒性的離子②廢水的脫色廢水脫色主要是脫除一些顯色離子。固液分離技術(shù)①薛玉蘭、王淀佐等以黃原酸鹽類和二乙基二硫代氨基甲酸鈉為捕收劑對(duì)鎳鈷冶煉廢水中的鎳鈷進(jìn)行離子浮選試驗(yàn)，可以獲得鎳鈷含量均低于3mg/L的處理液；②I.B.Scorzelli等以十二烷基硫酸鈉作捕收劑，在捕收劑與金屬離子的質(zhì)量比為2：1的條件下進(jìn)