一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于海水净化领域，特别涉及一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法。
【背景技术】
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[0002]低温低浊海水一直是海水淡化预处理中的一个难点。影响混凝效果原因主要为:低温导致海水的比重升高、粘度变大，水中杂质分子热运动减缓，不利于混凝剂水解，矾花形成困难且难以下沉；而低浊海水中杂质浓度较小，颗粒间碰撞几率降低，不利于絮凝反应。
[0003]在混凝过程中，凝聚核心的形成是其关键的控制步骤之一，凝聚核心可由溶液中粒子自发形成(均相成核)或外界投加微粒晶核(异相成核)。加载絮凝技术属于异相成核，即:往水中投加高密度或磁性不溶颗粒介质，利用介质的重力沉降性、磁性及载体的吸附作用加快絮体形成，促其沉淀。自20世纪90年代以来，加载絮凝技术逐步得到应用，其主要种类:砂加载絮凝(Actiflo)和磁加载絮凝(CoMag)。
[0004]砂加载絮凝技术(Actiflo)由法国威利雅集团开发。其原理是投加混凝剂使悬浮物和胶体脱稳，再投加高分子助凝剂和高密度细砂(粒径为60?140 μ m)，高分子助凝剂的架桥吸附作用及砂粒的网捕作用，使脱稳后的悬浮物和胶体颗粒以载体作为絮体内核，快速生成大密度矾花，从而加快絮体沉降。
[0005]磁加载絮凝技术(CoMag)是基于磁分离技术开发的利用化学絮凝、高效磁聚结沉降和高梯度磁分离的技术原理，在磁种加载和外加磁场的作用下，强化分离效果。具体是向水中投加混凝剂、助凝剂和磁种，使水中杂质絮凝并与磁种结合，产生高密度磁嵌合絮凝体，由于磁种的重力作用达到絮凝体高效沉降。
[0006]低温低浊条件下，海水均相成核过程难以进行。海水中胶粒的双电层已被电解质离子充分压缩，混凝机理主要以吸附架桥、网捕卷扫为主。采用磁铁砂加载絮凝技术可增加凝聚核心，使其在发挥砂加载絮凝优势的同时，进一步利用静电及磁场吸附作用，使海水中的胶粒与含加载磁铁砂的絮体之间，形成更为紧密的复合磁性絮体。通过研究发现，大比重的磁铁砂以适当粒径作为加载物质，对于提高出水水质、降低运行成本效果良好。
【发明内容】
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[0007]本发明的目的就在于提供一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，该方法采用磁铁砂加载絮凝技术来增加凝聚核心，同时，又利用静电及磁场吸附作用形成紧密的复合磁性絮体，从而改善对低温低浊海水的絮凝效果。
[0008]如上构思，本发明的技术方案是:一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，其特征在于；包括如下步骤:
[0009]①混合阶段:在进入混合池的海水中投加混凝剂FeCl3，然后以速度梯度G=620-700s_1 快速搅拌混合 l_2min ；
[0010]②絮凝阶段:含有混凝剂FeCl3的海水进入絮凝池，在絮凝池中投加磁铁砂加载絮凝;
[0011]③沉淀阶段:絮凝后含磁铁砂的海水进入沉淀池进行沉淀，净化后的海水收集出水，而载有磁铁砂的絮体则沉至池底，池底污泥经砂浆泵抽吸进入水力旋流器，较大比重的磁铁砂沿水力旋流器壁滑落，经连接管重新进入絮凝池，比重较轻的污泥则随水流排出，实现絮体与磁铁砂的分离。
[0012]上述磁铁砂浓度为40mg/L，粒径为75-125 μ m。
[0013]上述步骤②絮凝阶段的具体步骤是:含混凝剂FeCl3的海水首先进入絮凝池A，投加磁铁砂，搅拌速度梯度为6=65-70^1,搅拌4-6min，之后分别进入絮凝池B、C，搅拌速度梯度为G=40-45s<和G=18-20s'依次各搅拌5min。
[0014]上述沉淀池采用斜管沉淀池。
[0015]本发明具有如下的优点和积极效果:
[0016]1、在低温低浊状态，磁铁砂加载絮凝对海水中污染物的去除效果优于FeCl3混凝，浊度和SS去除率可提高10-20%、CODfc和UV254的去除率可提高15-20%。
[0017]2、本发明可节省混凝剂药耗20-50%、减少沉降时间50%。混凝剂药耗减少、沉降时间缩短、沉降絮体体积压缩，有利于降低工程投资和运行成本。
[0018]3、本发明由于采用磁铁砂作为加载助凝剂，混凝剂FeCl3药耗减少，海水中的残余Fe3+含量降低；同时避免低温低浊时投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)或水玻璃(Na2S13.9H20)，减轻对后续海水淡化工艺中反渗透膜的胶体污染。
【附图说明】
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[0019]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
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[0020]一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，包括如下步骤:
[0021]1.磁铁砂的选用及投加方式:
[0022](a)碾磨及筛分:
[0023]将比重为4.58g/cm3的磁铁矿洗净、晾干后研磨，用标准筛筛分，得到粒径为75-125 μ m的磁铁砂。用水漂洗浸润，备用。
[0024](b)磁铁砂的投加方式:
[0025]投加磁铁砂时，须采用湿式投加法。运行过程中，可加新磁铁砂,补充回流磁铁砂的不足。
[0026]2.混凝剂投加:
[0027]在海水进入混合池后投加15_25mg/L的FeCl3溶液，以速度梯度6=620-700^快速搅拌混合Imin。
[0028]3.磁铁砂投加:
[0029]含混凝剂FeCl3的海水进入絮凝池A，投加浓度为40mg/L，粒径为75-125 μ m的磁铁砂，搅拌速度梯度为6=65-70^，搅拌5min。之后分别进入絮凝池B、C，搅拌速度梯度为G=40-45s_1 和 G=18-20s4，依次各搅拌 5min。
[0030]4.沉淀及磁铁砂回收:
[0031]絮凝后含磁铁砂的海水进入斜管沉淀池，经上向流斜管沉淀，净化后的海水由穿孔集水管收集出水，而载有磁铁砂的絮体则沉至池底。池底污泥经砂浆泵I抽吸进入水力旋流器2，较大比重的磁铁砂沿水力旋流器壁滑落，经连接管重新进入絮凝池A，比重较轻的污泥则随水流排出，实现絮体与磁铁砂的分离，磁铁砂可重复利用。
[0032]本发明可有效去除海水中的悬浮物和有机物。对低温低浊海水进行絮凝净化时，混凝剂选用FeCl3,助凝剂采用磁铁砂，磁铁砂粒径为75-125 μ m。以先投混凝剂混合，Imin后投加磁铁砂的顺序进行磁铁砂加载絮凝。絮凝中以磁铁砂为内核形成了紧密的磁性复合絮体，产生了静电及磁场吸附作用，发挥了微砂加载絮凝和磁絮凝的双重优势。与FeCl3混凝净化低温低浊海水相比，不仅对浊度、有机物去除处理效果提高，而且混凝剂药耗减少、沉淀时间缩短、沉降絮体体积压缩，可显著增强沉淀效率。沉后污泥采用水力旋流方法将絮体与磁铁砂分离,磁铁砂可重复利用。
【主权项】
1.一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，其特征在于:包括如下步骤: ①混合阶段:在进入混合池的海水中投加混凝剂FeCl3，然后以速度梯度6=620-700(1快速搅拌混合l_2min ； ②絮凝阶段:含有混凝剂FeCl3的海水进入絮凝池，在絮凝池中投加磁铁砂加载絮凝； ③沉淀阶段:絮凝后含磁铁砂的海水进入沉淀池进行沉淀，净化后的海水收集出水，而载有磁铁砂的絮体则沉至池底，池底污泥经砂浆泵抽吸进入水力旋流器，较大比重的磁铁砂沿水力旋流器壁滑落，经连接管重新进入絮凝池，比重较轻的污泥则随水流排出，实现絮体与磁铁砂的分离。
2.根据权利要求1所述的一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，其特征在于:上述磁铁砂浓度为40mg/L，粒径为75-125 μ m。
3.根据权利要求1所述的一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，其特征在于:上述步骤②絮凝阶段的具体步骤是:含混凝剂FeCl3的海水首先进入絮凝池A，投加磁铁砂，搅拌速度梯度为6=65-70^1,搅拌4-6min，之后分别进入絮凝池B、C，搅拌速度梯度为 G=40-45s-1 和 G=18-20s-1，依次各搅拌 5min。
4.根据权利要求1所述的一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，其特征在于:上述沉淀池采用斜管沉淀池。
【专利摘要】一种采用磁铁砂加载絮凝净化低温低浊海水的方法，包括如下步骤：①混合阶段：在进入混合池的海水中投加混凝剂FeCl3，然后以速度梯度G=620-700s-1快速搅拌混合1-2min；②絮凝阶段：含有混凝剂FeCl3的海水进入絮凝池，在絮凝池中投加磁铁砂加载絮凝；③沉淀阶段：絮凝后含磁铁砂的海水进入沉淀池进行沉淀，净化后的海水收集出水，而载有磁铁砂的絮体则沉至池底，池底污泥经砂浆泵抽吸进入水力旋流器，较大比重的磁铁砂沿水力旋流器壁滑落，经连接管重新进入絮凝池，比重较轻的污泥则随水流排出，实现絮体与磁铁砂的分离。该方法采用磁铁砂加载絮凝技术来增加凝聚核心，又利用静电及磁场吸附作用形成紧密的复合磁性絮体，从而改善对低温低浊海水的絮凝效果。
【IPC分类】C02F103-08, C02F1-52, C02F1-48
【公开号】CN104724800
【申请号】CN201310738760
【发明人】程方, 刘振耒, 王帅强, 纪少新, 张海瑶
【申请人】天津城建大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月24日