超磁凈化處置污水的工藝設(shè)計(jì)

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本文作者：歐陽(yáng)云生作者單位：環(huán)能德美集團(tuán)（工程）公司

超磁分離凈化工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

目前，我國(guó)對(duì)一級(jí)強(qiáng)化處理出水尚沒(méi)有統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，給設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的困難。根據(jù)實(shí)測(cè)值結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，確定主要設(shè)計(jì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表2。磷作為地表水體富營(yíng)養(yǎng)化的污染控制因子，在考慮去除碳源污染物的同時(shí)，除磷也成為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。污水中的磷大多以磷酸根形式存在，化學(xué)除磷主要不是靠絮凝，而是靠投加的Al3+與PO43-發(fā)生化學(xué)沉淀反應(yīng)而使沉淀物從水中析出（詳見(jiàn)反應(yīng)式（1））。在沉淀過(guò)程中，沉淀物還能網(wǎng)蒲、吸附有機(jī)磷和聚合磷，從而獲得復(fù)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(lái)實(shí)現(xiàn)混凝及化學(xué)除磷。

1混凝

根據(jù)化學(xué)計(jì)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(jì)投加量150mg/L，藥罐設(shè)計(jì)儲(chǔ)藥時(shí)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(zhǎng)L=2.7m，功率N=5.5kW，轉(zhuǎn)速可調(diào)。混凝時(shí)間1min，根據(jù)計(jì)算公式（2）可得速度梯度G=670S-1，約為《城鎮(zhèn)給水》設(shè)計(jì)手冊(cè)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(shí)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(bǔ)充系統(tǒng)物料損失，依實(shí)際需要斷續(xù)或連續(xù)投加。磁種使凝聚所形成的絮團(tuán)帶上磁性，加速超磁吸附效果，縮短啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，3min即可獲得良好的吸附效果。設(shè)計(jì)三套磁種回收循環(huán)利用投加系統(tǒng)，分別含絮團(tuán)分散機(jī)、磁分離磁鼓、磁種攪拌箱和磁種計(jì)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(jī)高分子絮凝劑價(jià)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(wú)機(jī)混凝劑復(fù)配使用，設(shè)計(jì)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(jì)兩層，槳葉直徑分別為D=0.8m、D=1.0m，軸長(zhǎng)L=2.8m，功率N=5.5kW。絮凝時(shí)間2.0min，GT值4.02×104，保證絮凝過(guò)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(tuán)的廢水通過(guò)管道由進(jìn)水口流入，當(dāng)其進(jìn)入工作區(qū)后，立即被由稀土磁盤機(jī)構(gòu)吸附在磁盤上。磁盤機(jī)構(gòu)通過(guò)主軸定向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，被吸附的絮團(tuán)也隨磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，隨磁盤帶出水面到卸渣裝置分段式刮渣條上。通過(guò)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(tuán)的稀土磁盤機(jī)構(gòu)再次進(jìn)入工作區(qū)吸附從進(jìn)水水槽來(lái)的磁性絮團(tuán)，周而復(fù)始地完成上述處理過(guò)程。設(shè)備選型：PSMD－10000型超磁分離機(jī)3套；單套處理能力：10000m3/d；外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝6000×2960×1900；電機(jī)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(jìn)入原水中的磁種，以達(dá)到再利用的目的。通過(guò)超磁分離機(jī)分離出來(lái)的渣是磁種和懸浮物所形成的絮團(tuán)，將這些絮團(tuán)打散后通過(guò)磁分離磁鼓的分選，使磁種和非磁性物質(zhì)分離出來(lái)，回收的磁種再次進(jìn)入原系統(tǒng)作為磁種投加，分離出來(lái)的渣和水直接進(jìn)污泥處理系統(tǒng)。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，回收能力強(qiáng)。設(shè)備選型：HCG－10000磁分離磁鼓3套；單套外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝3300×2000×1450；處理能力：1－5m3/h；電機(jī)功率：13.55kW；磁種回收率：>98%。

運(yùn)行效果分析

該污水處理廠自2010年3月開(kāi)始設(shè)備調(diào)試。至今已運(yùn)行了一年多，從這一年多的運(yùn)行情況來(lái)看，出水中各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于招標(biāo)文件一級(jí)強(qiáng)化出水的標(biāo)準(zhǔn)，處理效果見(jiàn)表3。

結(jié)語(yǔ)

（1）超磁分離凈化工藝具有很強(qiáng)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(jí)強(qiáng)化、初雨及合流污水、提標(biāo)改造深度處理。（2）引進(jìn)的新工藝有其獨(dú)特的原理特點(diǎn)，工程設(shè)計(jì)中可在分析推敲后突破國(guó)標(biāo)進(jìn)行參數(shù)取值。（3）磁分離系統(tǒng)功能測(cè)試期間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。功能測(cè)試32天內(nèi)系統(tǒng)共處理水量646072m3/d，進(jìn)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(cè)試污泥濃度大于7%，含水率小于93%，污泥濃度高。可不經(jīng)過(guò)濃縮直接進(jìn)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(shí)的大小。經(jīng)過(guò)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(yùn)。（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(jìn)水水質(zhì)異常、停機(jī)流失、3mm轉(zhuǎn)鼓格柵出水含有較多的漂浮物等造成。