悬浮冷冻法是利用固液相之间的平衡原理实现污染物浓缩和废水脱盐的水处理技术,然而该方法存在因冰液分离效率差而产生污染物夹带现象,导致冰晶纯度不高,处理效果下降。针对该问题,本论文以氯化钠模拟废水为研究对象,探究了重力法、真空过滤法、离心法三种固液分离技术对悬浮冷冻过程中冰晶的纯化效果及影响因素,并对冰晶纯化机理进行了初步探讨。首先,本文探究了重力法对冰晶的纯化效果,主要研究的影响因素包括过滤时间、冰层厚度和环境温度。研究结果表明,延长过滤时间、减小冰层厚度、升高环境温度,C1-和电导率去除率、脱水率均呈现上升的趋势,且去除率与脱水率之间为正相关的线性关系,拟合系数R2可达0.9以上。当冰层厚度7.5 cm、环境温度25℃时,冰晶在重力作用下过滤50 min后,C1-和电导率去除率分别达到80.4%和78.5%,脱水率为40.3%,处理1 L冰晶的总电功率为4.82 × 10-4kW·h。机理研究显示,重力法使冰晶表面浓盐水在冰融水冲洗作用下脱除,缝隙间的浓盐水在重力作用下沿着盐水通道被排出,冰晶的尺寸逐渐增大,形成明显的奥斯特瓦尔德熟化现象。其次,为进一步提高重力法对冰晶和污染物的分离效果,本文探究了真空过滤法对冰晶的纯化效果。结果表明,增加抽滤时间、减小冰层厚度、升高环境温度均有利于冰晶纯化,对于冰层厚度为7.5 cm的冰晶在环境温度为25℃条件下通过真空过滤法处理30 min后,Cl-和电导率去除率高达93.7%和89.2%,脱水率为61.5%。同时,研究结果显示,真空过滤法通过挤压力和熟化作用,将冰晶表面和破碎后的内部浓盐水及时排出,比重力法对冰晶的纯化效果更好、耗时更短。最后,本文研究离心法对悬浮冷冻过程中冰晶的纯化效果。实验探究了离心时间、离心转速、冰层厚度、离心力对冰晶纯度的影响。结果表明,提高离心时间和转速,Cl-和电导率去除率、脱水率均随之增加,冰晶在3000 r/min转速条件下离心5 min后,Cl-和电导率去除率高达83.3%和81.7%,脱水率为67.1%。机理研究表明,随着离心转速的增加,冰晶中的液体依次以自由水、毛细水和内部水的形式被去除。理论计算结果显示,在500 r/min转速条件下纯化冰晶时,单位离心力的Cl-去除率处于较高水平,最高达到2.082%。与重力法和真空过滤法相比,离心法冰晶纯化效率最高,单位时间内对Cl-和电导率去除率可以达到39.9%和39.2%。