超磁凈化處置污水的工藝設(shè)計

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本文作者：歐陽云生作者單位：環(huán)能德美集團（工程）公司

超磁分離凈化工藝設(shè)計特點

目前，我國對一級強化處理出水尚沒有統(tǒng)一的執(zhí)行標準，給設(shè)計帶來較大的困難。根據(jù)實測值結(jié)合現(xiàn)行標準，確定主要設(shè)計水質(zhì)標準，詳見表2。磷作為地表水體富營養(yǎng)化的污染控制因子，在考慮去除碳源污染物的同時，除磷也成為設(shè)計重點。污水中的磷大多以磷酸根形式存在，化學除磷主要不是靠絮凝，而是靠投加的Al3+與PO43-發(fā)生化學沉淀反應而使沉淀物從水中析出（詳見反應式（1））。在沉淀過程中，沉淀物還能網(wǎng)蒲、吸附有機磷和聚合磷，從而獲得復合除磷效果。Al2(SO4）3+14H2O(液態(tài))+2PO43-→2AlPO4鄔(沉淀)+3SO42-+14H2O（1）由方程式（1）可知，每去除1gPO43-需要6.25gAl2(SO4)3•14H2O。因鋁鹽（Al3+）比鐵鹽（Fe3+）輕，且Al3+有更好的的水解、聚合特性，石灰本身又不能兼有混凝效果，故推薦投加硫酸鋁原液來實現(xiàn)混凝及化學除磷。

1混凝

根據(jù)化學計量關(guān)系，除磷1.5mg/L需投硫酸鋁約9.37mg/L，污水混凝投量136mg/L（約為南方低濁度給水投藥的6.8倍），總設(shè)計投加量150mg/L，藥罐設(shè)計儲藥時間7d。為保證混合的快速劇烈，混凝池內(nèi)設(shè)一套快速攪拌器：槳葉直徑D=0.75m，兩層漿葉、軸長L=2.7m，功率N=5.5kW，轉(zhuǎn)速可調(diào)。混凝時間1min，根據(jù)計算公式（2）可得速度梯度G=670S-1，約為《城鎮(zhèn)給水》設(shè)計手冊所列下限值的。G＝1000NuQt姨（2）式中：G-攪拌速度梯度，S-1；N-攪拌功率，kW；u-水的粘度，pa.s，20攝氏度時取1.02×10-3；

2投加磁種

磁種粒徑N+um，重于水，按5mg/L投量補充系統(tǒng)物料損失，依實際需要斷續(xù)或連續(xù)投加。磁種使凝聚所形成的絮團帶上磁性，加速超磁吸附效果，縮短啟動響應時間，3min即可獲得良好的吸附效果。設(shè)計三套磁種回收循環(huán)利用投加系統(tǒng)，分別含絮團分散機、磁分離磁鼓、磁種攪拌箱和磁種計量投加單元組成。磁種投加到混凝池內(nèi)，與PAC快速混合。

3絮凝

由于有機高分子絮凝劑價格較高，為了減少投藥量，充分發(fā)揮不同絮凝劑間的協(xié)同，與無機混凝劑復配使用，設(shè)計采用PAM，投加量1-2ppm，稀釋到0.1%后投加。絮凝池內(nèi)設(shè)慢速攪拌器一套：漿葉設(shè)計兩層，槳葉直徑分別為D=0.8m、D=1.0m，軸長L=2.8m，功率N=5.5kW。絮凝時間2.0min，GT值4.02×104，保證絮凝過程的充分與完善。

4超磁高效吸附分離

含有前段工序（混凝系統(tǒng)）形成的磁性絮團的廢水通過管道由進水口流入，當其進入工作區(qū)后，立即被由稀土磁盤機構(gòu)吸附在磁盤上。磁盤機構(gòu)通過主軸定向連續(xù)轉(zhuǎn)動，被吸附的絮團也隨磁盤轉(zhuǎn)動，隨磁盤帶出水面到卸渣裝置分段式刮渣條上。通過集渣及輸渣裝置輸送去磁分離磁鼓中。隨著主軸不斷旋轉(zhuǎn)，已除掉磁性絮團的稀土磁盤機構(gòu)再次進入工作區(qū)吸附從進水水槽來的磁性絮團，周而復始地完成上述處理過程。設(shè)備選型：PSMD－10000型超磁分離機3套；單套處理能力：10000m3/d；外形尺寸：長×寬×高＝6000×2960×1900；電機功率：6.2kW；凈化效率：＞90%。

5磁種循環(huán)

磁分離磁鼓用于回收投加進入原水中的磁種，以達到再利用的目的。通過超磁分離機分離出來的渣是磁種和懸浮物所形成的絮團，將這些絮團打散后通過磁分離磁鼓的分選，使磁種和非磁性物質(zhì)分離出來，回收的磁種再次進入原系統(tǒng)作為磁種投加，分離出來的渣和水直接進污泥處理系統(tǒng)。設(shè)備運行穩(wěn)定，回收能力強。設(shè)備選型：HCG－10000磁分離磁鼓3套；單套外形尺寸：長×寬×高＝3300×2000×1450；處理能力：1－5m3/h；電機功率：13.55kW；磁種回收率：>98%。

運行效果分析

該污水處理廠自2010年3月開始設(shè)備調(diào)試。至今已運行了一年多，從這一年多的運行情況來看，出水中各項指標均優(yōu)于招標文件一級強化出水的標準，處理效果見表3。

結(jié)語

（1）超磁分離凈化工藝具有很強高效分離吸附效果，占地少、效能高、功能多，適合處理城市污水一級強化、初雨及合流污水、提標改造深度處理。（2）引進的新工藝有其獨特的原理特點，工程設(shè)計中可在分析推敲后突破國標進行參數(shù)取值。（3）磁分離系統(tǒng)功能測試期間，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。功能測試32天內(nèi)系統(tǒng)共處理水量646072m3/d，進水平均流量為20189.75m3/d，滿足合同要求＞20000m3/d。（4）系統(tǒng)共產(chǎn)生污泥4779m3，產(chǎn)泥率為0.74%。抽樣測試污泥濃度大于7%，含水率小于93%，污泥濃度高。可不經(jīng)過濃縮直接進入脫水設(shè)備，大大節(jié)省污泥濃縮池占地和污泥脫水設(shè)備選型時的大小。經(jīng)過常規(guī)的壓濾脫水后，污泥含水率小于45%，沉泥餅狀，便于裝卸外運。（5）系統(tǒng)共耗電36323.69kWh，噸水電耗為0.056kWh，電耗較低。（6）磁分離系統(tǒng)基本滿足合同＞99%的要求。總體磁種損失率為1.21%，即磁種回收率為98.9%，系調(diào)進水水質(zhì)異常、停機流失、3mm轉(zhuǎn)鼓格柵出水含有較多的漂浮物等造成。