超磁分離處理技術(shù)在水體水質(zhì)改善中的應(yīng)用

趙濤 萊西市公用事業(yè)服務(wù)中心 李永瑞 萊西市建設(shè)工程和人防服務(wù)中心

項目概況：某景人工湖體面積3 萬平方米，深1-1.5 米，水體流動性差，新鮮水源補(bǔ)充不足，加之雨季周邊大量雨水的匯入，導(dǎo)致水體渾濁，雖然沒有臭味，但感官極差，且容易滋生各種藻類，作為景觀娛樂用水，不適合人體直接接觸，根據(jù)相關(guān)文件，經(jīng)檢測，該水體符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，但為進(jìn)一步提高水體透明度，提高感官效果，使其適合直接接觸人體，決定對該水體進(jìn)行水質(zhì)提升。本著方案簡便易行、效果顯著的原則，經(jīng)過多方比選，決定采用超磁分離處理技術(shù)對該水體進(jìn)行水質(zhì)提升。

一、超磁分離技術(shù)介紹

（一）工作原理

超磁分離水體凈化技術(shù)是通過磁粉、混凝劑以及水中污染物質(zhì)的微磁聚凝作用，將污染物質(zhì)與磁粉凝聚成磁性絮體，再通過超磁分離設(shè)備產(chǎn)生的高強(qiáng)磁場，在強(qiáng)磁場力的作用下，使微絮凝體克服流體的阻力和自身的重力，產(chǎn)生快速的定向運(yùn)動，吸附在磁盤的表面，通過設(shè)備的卸渣裝置實現(xiàn)泥渣與水體的分離，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。磁性污泥再經(jīng)磁粉回收設(shè)備，實現(xiàn)磁粉與污泥的分離；分離后的磁粉可以繼續(xù)回用，參與下一次的絮凝過程，達(dá)到循環(huán)利用。分離后的污泥含水量較低，無須濃縮可直接送至脫水系統(tǒng)進(jìn)行脫水。

具體工藝流程（見圖1）：

圖1 超磁分離技術(shù)工藝流程圖

（1）待處理水經(jīng)過預(yù)處理后，進(jìn)入混凝反應(yīng)器，與一定濃度磁性物質(zhì)混合均勻；

（2）含有一定濃度磁性物質(zhì)的水體，在混凝劑和助凝劑作用下，完成磁性物質(zhì)與非磁性懸浮物的結(jié)合，形成微磁絮團(tuán)；

（3）經(jīng)過混凝反應(yīng)后，出水流入超磁分離設(shè)備，在高磁場強(qiáng)度下，形成的磁性微絮團(tuán)由磁盤打撈出水中，實現(xiàn)微磁絮團(tuán)與水體的分離，出水直接排放或回用；

（4）由磁盤分離出來的微磁絮團(tuán)經(jīng)磁回收系統(tǒng)實現(xiàn)磁性物質(zhì)和非磁性污泥的分離，磁性物質(zhì)回收再利用（回收率>98%），污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)。

（5）高濃度泥漿量占處理廢水量的0.3%，比普通沉淀泥漿少一個數(shù)量級，可選高效脫水設(shè)備。

（二）工藝特點

（1）處理時間短，速度快，處理水量大。磁盤瞬間產(chǎn)生大于重力600 多倍的磁力，處理效率高，流程短，總的反應(yīng)處理時間為4～6min；

（2）出水水質(zhì)好，性能穩(wěn)定；

（3）排泥濃度高。磁盤直接強(qiáng)磁吸附污泥，連續(xù)打撈提升出水面，通過卸渣系統(tǒng)得到的污泥濃度高，可直接進(jìn)入脫水機(jī)處理；

（4）運(yùn)行費(fèi)用低。采用微磁絮凝技術(shù)，投加藥量少，且磁種循環(huán)利用率高，運(yùn)行費(fèi)用低；

（5）日常維護(hù)方便。設(shè)備無須反洗，自動化程度高。

（三）技術(shù)比較

具體如表1 所示。

表1 超磁分離技術(shù)與傳統(tǒng)沉淀工藝比較表（以2000m3/d 為例）

二、工程工藝方案

（一）處理規(guī)模

本工程設(shè)計處理規(guī)模為5000m3/d。

（二）進(jìn)、出水水質(zhì)

（1）定性指標(biāo)

提高河道水體透明度，降低嗅味，提高感官效果，減輕排入水體的污染負(fù)荷。

（2）設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)具體如表2 所示。

表2 設(shè)計進(jìn)、出水指標(biāo)及處理程度

（三）工藝流程

工藝流程：

湖水→閘門→格柵→集水池→超磁分離系統(tǒng)→清水池→凈化水入湖。

工藝流程說明：

設(shè)引水管將湖水引至格柵集水池，格柵渠內(nèi)設(shè)格柵攔截大的漂浮物、雜物，后經(jīng)提升泵提升至超磁分離水處理成套設(shè)備進(jìn)行凈化處理，通過在混凝系統(tǒng)內(nèi)投加磁種和混凝劑（PAC 和PAM），使懸浮物在較短時間內(nèi)形成以磁種為載體的“微絮團(tuán)”。混凝系統(tǒng)出水進(jìn)入超磁分離機(jī)將微絮團(tuán)吸附打撈，進(jìn)行固液分離凈化，出水自流進(jìn)出水池，再經(jīng)泵提升通過4 處分散的出水口排入湖區(qū)。

超磁分離機(jī)吸附打撈出來的磁性污泥進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)磁分離磁鼓機(jī)，通過磁鼓機(jī)的高速分散裝置進(jìn)行磁種與污泥的分離，分離出的磁種投加至混凝系統(tǒng)前段循環(huán)使用，非磁性污泥經(jīng)污泥泵送入疊螺脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理，干泥輸送至污泥貯罐，由運(yùn)泥車外運(yùn)處置。

（四）平面布置

超磁處理站總占地面積為450m2。

（五）電壓等級及功率

（1）進(jìn)電源AC 380V/220V 50Hz，三相五線制。

（2）本系統(tǒng)總裝機(jī)功率：120.82 kW，總運(yùn)行功率：73.87 kW。

三、土建工程

工程范圍：本項目工程范圍自取水系統(tǒng)格柵渠，至集成式超磁分離水質(zhì)凈化成套系統(tǒng)，超磁出水排至湖區(qū)，系統(tǒng)范圍內(nèi)的工藝設(shè)備、電氣設(shè)備、儀器儀表以及系統(tǒng)內(nèi)的閥門、管道、管件、支架、平臺、附件等。

四、項目運(yùn)行后技術(shù)經(jīng)濟(jì)及效益分析

（一）項目投資

本工程總投資為651.99 萬元，其中建筑安裝工程費(fèi) 78.09 萬元，設(shè)備費(fèi)用 500.61萬元，工程其他費(fèi)用73.29 萬元。

（二）運(yùn)行成本分析

具體如表3 所示。

表3 運(yùn)行成本分析

（1）藥劑價格：PAC：3000 元/噸、PAM（陰離子）：25000 元/噸、PAM（陽離子）：35000 元/噸、磁粉：4000 元/噸；

（2）定員：4 人。

表3 為生產(chǎn)期間處理站一天處理5000立方米水時的運(yùn)行成本記錄，污水處理站的直接運(yùn)行費(fèi)用（不含污泥處理費(fèi)及檢查維護(hù)費(fèi)）為0.636 元/m3，每天的運(yùn)行費(fèi)用為3182.45 元。

項目運(yùn)行后，平均6-7 天即可將湖內(nèi)存水循環(huán)凈化一次，經(jīng)檢測化學(xué)需氧量（CODcr）維持在160mg/L 左右，懸浮物（SS）在50mg/L 左右，水體清澈，水質(zhì)明顯改善，市民更加愿意親近水體。湖水的質(zhì)量提高得到廣大市民的好評。

根據(jù)本項目長期運(yùn)行的效果總結(jié)，超磁處理工藝具有以下特點：速度快，出水水質(zhì)穩(wěn)定，排泥濃度高，運(yùn)行維護(hù)簡單，費(fèi)用較低。對改善水體水質(zhì)具有高效快速的特點，適用于應(yīng)急水質(zhì)處理或地表水水質(zhì)改善工程。