磁混凝工藝在污水處理中的應(yīng)用

水處理網(wǎng)訊:一、引言

為貫徹《中華人民共和國(guó)水污染防治法》，加強(qiáng)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行的管理，改善城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局2006年發(fā)布GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》修改單，將其中的4.1.2.2修改為：城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國(guó)家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫(kù)等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。同年12月29日，國(guó)家相關(guān)部門(mén)發(fā)布《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006，將水質(zhì)指標(biāo)增加至106項(xiàng)。市政給排水更為嚴(yán)格的出水水質(zhì)，往往意味著對(duì)更為高效穩(wěn)定水處理工藝的迫切需求。

為達(dá)到更為嚴(yán)格的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，許多水處理廠開(kāi)始著手提標(biāo)改造工作，在改造項(xiàng)目，有兩個(gè)問(wèn)題尤為突出：（1）預(yù)留可建設(shè)用地與工藝需求的主要矛盾：由于傳統(tǒng)混凝沉淀工藝停留時(shí)間較長(zhǎng)，一般需1-2.5h，占地面積大。以混凝+平流沉淀池工藝為例，占地約為300-330m2/萬(wàn)m3，混凝+斜管沉淀池占地稍小，需200-245m2/萬(wàn)m3。而老水廠周邊配套往往十分成熟，預(yù)留建設(shè)用地非常緊缺。（2）傳統(tǒng)混凝沉淀工藝耐沖擊負(fù)荷能力差，前端生化二沉池出水水質(zhì)/水量發(fā)生波動(dòng)，則出水SS和TP較難保證。因此，急需一種結(jié)構(gòu)緊湊且更為高效穩(wěn)定的混凝沉淀工藝。磁混凝工藝正是基于以上問(wèn)題而應(yīng)運(yùn)而生。

二、技術(shù)特點(diǎn)

磁混凝工藝最大的特點(diǎn)就是大大縮短了混凝沉淀的時(shí)間。傳統(tǒng)的混凝沉淀至少需要1h以上，而引用磁混凝工藝進(jìn)行的混凝沉淀總時(shí)間在15min以下，甚至可以在7min以?xún)?nèi)完成。磁混凝工藝是一種極速沉淀技術(shù)，以投加微米級(jí)惰性高密度微粒（微砂、Fe3O4）作為絮凝核，在較優(yōu)水力條件下形成高濃度和大密度復(fù)合絮體，該復(fù)合絮體在極短時(shí)間完成沉淀過(guò)程，使水體迅速得到凈化，能夠有效去除COD、總磷、氨氮等污染物質(zhì)，提供更好的出水水質(zhì)。

目前，面對(duì)土地資源越來(lái)越緊缺，水源水資源污染加重，水廠基建、運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題，采用磁混凝工藝能夠很好的解決這些問(wèn)題。磁混凝工藝主要是利用絮體與磁粉微粒的結(jié)合，使絮體密度得到提高。對(duì)于相對(duì)密度為2.65g/cm3的磁粉絮體1.05g/cm3的常規(guī)絮體，前者的沉淀速率約為后者的5-10倍，從而可以顯著減少絮凝反應(yīng)沉淀池的占地面積，采用磁混凝池單位占地面積僅為80-120 m2/萬(wàn)m3。

磁混凝工藝能有效解決分散供水現(xiàn)狀，滿足生活用水要求。在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的廣大農(nóng)村地區(qū)，建設(shè)凈水廠不經(jīng)濟(jì)，可采用移動(dòng)式的磁混凝工藝設(shè)備進(jìn)行供水；對(duì)突發(fā)性水質(zhì)惡化情況，可采用磁混凝工藝設(shè)備進(jìn)行緊急供水；對(duì)于野外作業(yè)，可采用磁混凝工藝設(shè)備進(jìn)行供水……

國(guó)家對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高，在污水二級(jí)處理不達(dá)標(biāo)的情況下，可采用磁混凝工藝進(jìn)行三級(jí)處理，可有效提高出水水質(zhì)，減少占地，降低建設(shè)和運(yùn)行成本。

三、技術(shù)先進(jìn)性

磁混凝工藝的主要技術(shù)先進(jìn)性如下：

（1）該工藝總停留時(shí)間在30min以?xún)?nèi)，占地面積為常規(guī)混凝沉淀池的60%左右。處理效率高，對(duì)SS和TP的去除率達(dá)90%，出水值分別可達(dá)<5mg/L和0.3mg/L。在市政污水提標(biāo)改造、工業(yè)廢水除磷等領(lǐng)域極具優(yōu)勢(shì)。

（2）將混凝、絮凝反應(yīng)池與沉淀池合建，且由于沉淀過(guò)程中無(wú)上向流擾動(dòng)，沉淀停留時(shí)間可進(jìn)一步縮短至5-10min，因此，設(shè)備占地面積可做到連續(xù)流磁混凝池的50%左右，常規(guī)混凝沉淀池的20%左右，結(jié)構(gòu)緊湊性進(jìn)一步得到強(qiáng)化，新建項(xiàng)目或改擴(kuò)建項(xiàng)目的一次性投資成本因此可以大幅降低，而系統(tǒng)運(yùn)行成本與原工藝相當(dāng)。

（3）將磁混凝/超濾耦合工藝用于市政供水處理，該耦合工藝將大大提高處理效率，減少水廠占地面積，并且出水水質(zhì)優(yōu)異，生物安全性高，此外，磁混凝優(yōu)異的出水水質(zhì)使膜系統(tǒng)的污染物負(fù)荷顯著降低，減少了沖洗頻次，可以延長(zhǎng)膜的使用壽命20%，達(dá)5年以上。

（4）將磁混凝/磁性樹(shù)脂吸附耦合工藝用于市政供水中，進(jìn)行常規(guī)混凝沉淀工藝難以去除的有機(jī)污染物和重金屬離子的處理，該工藝可減少消毒環(huán)節(jié)DBPs產(chǎn)生，提高飲用水水質(zhì)。

四、推廣前景

1、市場(chǎng)定位

磁混凝工藝的上向流速設(shè)計(jì)值可達(dá)20-80m/h，整個(gè)工藝可在30min以?xún)?nèi)完成，與常規(guī)混凝沉淀工藝相比可節(jié)省土地面積50%以上，對(duì)老水廠改造或新建水廠的空間使用將十分有利。磁混凝工藝對(duì)水體中固體顆粒物的去除十分高效，SS去除率可達(dá)90%，此外，還可去除約50%的COD，8%-85%的水體有機(jī)物。磁混凝工藝對(duì)低溫低濁和高濁水的處理均十分高效，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。將磁混凝與UF膜過(guò)程相結(jié)合，將使水處理工藝流程更為穩(wěn)定高效，水廠處理單元將更為緊湊。因此磁混凝工藝市場(chǎng)發(fā)展前景較好，在水處理行業(yè)中具有較好的推廣價(jià)值，市場(chǎng)容量較大，主要市場(chǎng)在：

（1） 生活污水處理：一級(jí)A提標(biāo)改造、污泥濃縮池上清液除磷；

（2） 工業(yè)污水處理：高磷、高SS初級(jí)處理及生化出水深度處理，礦井水處理；

（3）黑臭河道：對(duì)SS、TP、COD等指標(biāo)的快速減量；

（4）景觀水治理：對(duì)SS、TP、COD等指標(biāo)的快速減量；

（5）生活飲用水供水處理：初級(jí)處理、污泥濃縮上清液/濾池反洗水回收。

2、供需預(yù)測(cè)

磁混凝工藝緊湊高效，水處理應(yīng)用面廣，可在市政污水提標(biāo)改造、污泥回流上清液除磷、濾池反洗水回收、地表水治理等多個(gè)環(huán)境領(lǐng)域積極推廣。隨著近期環(huán)保部“水十條”的推出以及更為嚴(yán)格出水水質(zhì)（地表Ⅳ類(lèi)）標(biāo)準(zhǔn)推出的預(yù)期下，磁混凝工藝將具備非常廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

上海環(huán)鉆環(huán)?？萍脊煞萦邢薰境闪⒂?012年，并于2016年5月20日掛牌新三板，是國(guó)內(nèi)較早從事以污染場(chǎng)地調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和修復(fù)工程實(shí)施為核心業(yè)務(wù)的環(huán)境工程公司。環(huán)鉆環(huán)保在利用磁混凝工藝進(jìn)行污水深度處理方面具有一定的工程經(jīng)驗(yàn)。