超磁分離水體凈化技術(shù)探討與應用分享

1、超磁分離水體凈化技術(shù)概述

超磁分離水體凈化技術(shù)是通過(guò)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(guò)超磁分離設備產(chǎn)生的高強磁場(chǎng)，在強磁場(chǎng)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)生快速的定向運動(dòng)，吸附在磁盤(pán)的表面，通過(guò)設備的卸渣裝置實(shí)現泥渣與水體的分離，從而達到凈化水質(zhì)的目的。磁性污泥再經(jīng)磁粉回收設備，實(shí)現磁粉與污泥的分離；分離后的磁粉可以繼續回用，參與下一次的絮凝過(guò)程，達到循環(huán)利用。分離后的污泥含水量較低，無(wú)需濃縮可直接送至脫水系統進(jìn)行脫水。

2、技術(shù)優(yōu)勢及應用領(lǐng)域：

磁分離由于獨特的技術(shù)原理，具有占地面積小，停留時(shí)間短，處理效率高的優(yōu)勢。但同時(shí)也有無(wú)法處理一些溶解性污染物的缺點(diǎn)。

根據實(shí)踐，超磁分離水體凈化技術(shù)，在以下領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢。

1）控源截污。

在黑臭水體治理中，把控外源是第一步。由于我國城鎮化高速發(fā)展，基建設施欠賬，導致有很多直排、偷排現象發(fā)生。磁分離在治理直排污水方面有其自身的價(jià)值，能夠在最小的占地面積和停留時(shí)間下，改善水體的外源入水。

對于一些外源和內源都控制好的流域，能夠很好地恢復當地的水生態(tài)環(huán)境。這個(gè)就是在截污和清淤相配合后，當地生態(tài)環(huán)境得到恢復的最好表現。

Eg1：北京清河治理

項目采取建設臨時(shí)治污工程措施，主要是以去除黑臭、提升感官指標為主。通過(guò)采用超磁分離水體凈化技術(shù)，初步改善了城區河道水環(huán)境質(zhì)量。

2）湖體水質(zhì)保持。

由于管理措施的不到位，一些城市湖體的水質(zhì)漸漸發(fā)生惡化，影響了附近居民的正常生活。所以，湖體水質(zhì)保持就會(huì )成為一個(gè)新的社會(huì )需求。

用磁分離對水體做原位修復的原理和工程實(shí)踐也都非常簡(jiǎn)單。主要是通過(guò)抽取湖體水，經(jīng)過(guò)磁分離進(jìn)行過(guò)濾和凈化。去除其中的P、SS、藻類(lèi)等污染物。達到凈化水質(zhì)的效果。

Eg2：成都白馬湖

在成都白馬湖是的一座新建人工湖，也是“2012年成都國際鐵人三項賽”的比賽場(chǎng)地。由于湖體為封閉水體，水體流動(dòng)性差、溶解氧降低，富營(yíng)養化進(jìn)程加快、水質(zhì)易受到污染。

經(jīng)過(guò)磁分離的體外循環(huán)偷襲工程的實(shí)施，有效的改善了水體的質(zhì)量。為運動(dòng)員提供了良好的環(huán)境。

3）黑臭河道水質(zhì)改善。

對于部分涉及到跨境斷面，有斷面考核的河道。有些時(shí)候無(wú)法準確的將外源污染和內源污染去除，可以考慮用攔截壩的形式，在河道邊進(jìn)行磁分離透析，再將處理干凈的水補給回河道。能夠有效地提升斷面的水質(zhì)。減少各種生態(tài)補償的成本和費用。

例如類(lèi)似上圖的河道，除了磁分離透析外，還可以加入一些太陽(yáng)能曝氣、生態(tài)鏈構建、浮島等技術(shù)進(jìn)行輔助。當然任何的技術(shù)都有其在治理中的局限性和特色，要一河一策，正確應對。

4）生活污水。

尤其是分散式的生活污水，可以采用磁分離+生化的集成式工藝進(jìn)行處理。按照國家新型城鎮化規劃要求，到2020年，全國所有縣城和重點(diǎn)鎮具備污水收集處理能力，縣城、城市污水處理率分別達到85%、95%左右。

Eg3：農村分散式生活污水處理

上圖為今年在某新型城鎮建設中所做的農村分散式生活污水處理案例。通過(guò)運用超磁分離水體凈化技術(shù)有效的解決了小水量，分散式的處理難題。

5）彌補產(chǎn)能保障運行。

一些污水處理設施的規劃和建設未能完全與城鎮化進(jìn)程相匹配，造成處理能力嚴重落后于當地的污水產(chǎn)量。 建廠(chǎng)較早的污水處理廠(chǎng)也面臨擴容、提標改造，改造周期較長(cháng)，改造期間，超負荷污水必須采取應急保障處理措施。除了污水廠(chǎng)自身設計、檢修時(shí)候的產(chǎn)能不足之外，還有很重要的原因是突然產(chǎn)生的順時(shí)外來(lái)水量，例如，暴雨時(shí)候，個(gè)別污水塘引水入污水廠(chǎng)等時(shí)候。都會(huì )造成污水廠(chǎng)的產(chǎn)能不足。

為滿(mǎn)足“占地小，周期短，出水好”的需求，采用移動(dòng)式超磁分離水體凈化設備，放置在排污口，有效去除COD、SS、TP等污染物質(zhì)，為污水廠(chǎng)的升級改造提供了有力保障。

Eg4：浙江污水廠(chǎng)改造

在夏季和污水廠(chǎng)改造期間，將放置在污水廠(chǎng)末端的磁分離設備進(jìn)行運行，有效的緩解了污水廠(chǎng)直排的問(wèn)題。

6）石材廢水。

隨著(zhù)我國房地產(chǎn)行業(yè)的爆炸式發(fā)展，石材行業(yè) 特別是建筑石材行業(yè)也得到高速的發(fā)展。伴隨而來(lái)的生產(chǎn)廢水量大增，未經(jīng)處理直排入自然水體，對區域水環(huán)境造成了嚴重的破壞。

由于石材廢水的污染物主要是SS，所以經(jīng)過(guò)磁分離的處理，能明顯快速的澄清水中的SS。此外，類(lèi)似的能力，在玻璃建材行業(yè)也可以有所應用。

7）污水處理廠(chǎng)提標改造。

提標改造也是一個(gè)傳統的行業(yè)話(huà)題。但是，對于不同的污水廠(chǎng)有不同的提標改造需求。對于一些P、SS超標的污水廠(chǎng)，或者改造占地不足的污水廠(chǎng)，可以用磁分離進(jìn)行處理，有效的解決P和SS超標或者占地面積不足的問(wèn)題。

Eg5：浙江某經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區項目

除了占地面積小的優(yōu)勢之外，由于是成套化的設備，也能有效的縮短工期。

8）工業(yè)供水。

工業(yè)用水多采用地表水，但我國多數地表水水質(zhì)條件達不到直接作為工業(yè)用水的要求，所以需經(jīng)過(guò)處理后方能作為工業(yè)供水。對于混濁型的江河水，拿來(lái)做品質(zhì)要求不高的工業(yè)供水，可以用磁分離進(jìn)行處理。

例如這個(gè)工業(yè)供水中的水質(zhì)要求不高的部分，都可以實(shí)現上述生產(chǎn)方式。此外，在一些高爾夫球場(chǎng)也有類(lèi)似需求。

Eg6：黃河某工業(yè)供水項目

該項目將處理后的黃河水做工業(yè)補給水。

9）工業(yè)廢水。

這個(gè)概念提的比較大，但實(shí)際上僅能用于部分SS和P較高的廢水。例如在印染行業(yè)，有一段絮體和懸浮物比較多，用磁分離處理后，就良好的進(jìn)入了后續工藝段。由于都有其自身的局限性，就不更多的展開(kāi)闡述了。

10）冶金濁環(huán)水。

磁分離水體凈化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)已經(jīng)得到廣泛認知，尤其在煉鋼、連鑄和熱軋環(huán)節產(chǎn)生的濁環(huán)水處理領(lǐng)域，其憑借處理水量大、反應時(shí)間短、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，成為該領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)并得到廣泛應用。

Eg7：某鋼廠(chǎng)熱軋板濁環(huán)水的項目

11）煤炭礦井水。

一般礦井水都會(huì )富含煤粉等懸浮污染物。因此通過(guò)磁分離的處理，能有效降低煤粉含量。特別是，經(jīng)過(guò)防爆等技術(shù)處理，可以把設備安裝在井下。實(shí)現很高的節能效果。煤科院有一個(gè)課題專(zhuān)門(mén)研究過(guò)，井下的磁分離水處理技術(shù)，能夠節約提升泵將水提升到地面的能量，為節能減排做貢獻。

▷1、磁粉會(huì )流失嗎？需要定期補充嗎？

答：會(huì )流失，不到1%，一般水量不大2-3天補一次。

▷2、作為預處理技術(shù)時(shí)成本優(yōu)勢在哪里？

答：占地面積，施工時(shí)間，停留時(shí)間等都會(huì )形成優(yōu)勢。

▷3、從目前的分享資料看，貴技術(shù)似乎只能在化學(xué)物理處理方式上見(jiàn)長(cháng)，那么對于氨氮，總氮，可溶性有機物質(zhì)將怎么去除？若需配套其他生化處理。那么貴技術(shù)是否可以認為不能作為主體工藝。只能應急或者附屬？

答：對，還是以物化強化處理見(jiàn)長(cháng)。是不是主體，要看任務(wù)和目標，如果生化任務(wù)重，那么就是附屬。

▷4、和絮凝沉淀比有啥優(yōu)勢？磁粉回收磁場(chǎng)更強？

答：是的，磁場(chǎng)更強，穩定性更好，停留時(shí)間更短，斜板不堵。

▷5、磁分離最大規模可以多大？投資成本如何？

答：多大都可以，從500-20000噸/天的集裝箱，如果更大可以隨機組裝，比如10萬(wàn)噸，可以用5個(gè)2萬(wàn)。

▷6、加入磁粉等物質(zhì)處理，以及加藥太多，是否會(huì )對環(huán)境二次污染？

答：不會(huì )的，傳統污水廠(chǎng)也會(huì )加藥，這個(gè)不會(huì )加更多，唯一就是磁粉，流失的都進(jìn)入了污泥，而且量很少，mg級別。

▷7、國內也有幾家磁分離技術(shù)的公司了，環(huán)能的超磁獨特的地方在哪里？

答：很多細節，比如磁的穩定性、磁的回收率、磁的強度、及整體的解決和服務(wù)能力等。

▷8、所謂磁的穩定性，這個(gè)怎么理解？

答：就是比如磁粉的回收率要接近100%，就是穩定性的表現，不能漏磁粉。

▷9、對于無(wú)法回收的部分，是否會(huì )影響到污泥的后續處理，從而導致新的問(wèn)題？

答：痕量級別，沒(méi)有新問(wèn)題產(chǎn)生。

▷10、能否介紹下磁分離設備的控制參數？5萬(wàn)噸規模磁粉使用量？補充量，投資和運營(yíng)成本？

答：PAC30mg/L，PAM1mg/L磁粉補充量5mg/L。在COD200mg/L的情況下，投資成本和運營(yíng)成本要綜合土建等因素報價(jià)。

▷11、磁分離產(chǎn)生的污泥沉淀壓縮性是否會(huì )變好？對污泥壓濾有幫助嗎？

答：略微有提升，因為都是費溶解性污染物形成的污泥，對壓濾沒(méi)有特別大的貢獻。

▷12、噸水COD的加藥量大概多少？

答：這個(gè)和來(lái)水污染程度有關(guān)。

▷13、對于濃度很高的工業(yè)污水是否有效果？

答：太高不行，需要稀釋下。

▷14、此技術(shù)如果要加入分污水廠(chǎng)提標改造當中，請問(wèn)將如何處理現有提標技術(shù)共同的問(wèn)題，總氮總磷？

答：總氮不行，總磷可以。

▷15、期間提到的某鋼廠(chǎng)熱軋板濁環(huán)水的項目，是處理的排污水還是類(lèi)似旁濾的功能？

答：都可以，旁濾的磁分離就可以了。污水的話(huà)，要根據情況再磁分離+其他技術(shù)。

▷16、如果磁粉作為絮凝核心，在回收的過(guò)程是否會(huì )破壞形成的污泥絮體？

答：不會(huì )。

▷17、磁混凝能去除濁度的原理是什么？

答：通過(guò)SS去除帶走。

▷18、磁分離回收系統使用壽命？耗材？

答：壽命在10年，耗材就是PAC、磁粉等。

▷19、因為不清楚磁分離的結構，所以我想問(wèn)的是磁分離裝置運行一定時(shí)間是否需要更換備件，并不是指藥劑。

答：有些軸承、泵的更換，這和供貨商有關(guān)。

▷20、運行費用具體包含了哪些？

答：包含藥劑、電費、人工、都很傳統的成本構成。

▷21、超負荷的流程里面，是分出支流單獨處理的，還是直接在原來(lái)的流程里面加進(jìn)去？

答：超負荷的流程里面，直接在原來(lái)的流程里面加進(jìn)去。

▷22、按照補充量5mg/L，1萬(wàn)噸水，每天補充50kg，按照1%損耗，一次性需要加5噸，對嗎？

答：按照補充量5mg/l，1萬(wàn)噸水，每天補充50kg。磁粉循環(huán)量和ss量一致，1:1。

▷23、回收系統是否有衰減的情況？

答：磁回收系統10年衰減5%。

▷24、市政出水如果在10-30mg/L懸浮物，后面還得走過(guò)濾器。那么有沒(méi)有和氣浮比較過(guò)運行成本？

答：沉淀和氣浮對進(jìn)水污染物的要求不同，不便直接比較。

▷25、污泥量如何，假設污泥回流以回用磁粉，回用率如何得來(lái)？

答：系統僅磁粉回用，污泥直接外排，不做回流；排泥濃度高，污泥量少。

▷26、磁粉在處理過(guò)程中有何作用，如果作為凝聚核作用，消耗率遠遠不止1%？

答：投加磁粉主要為了形成帶磁性的絮團，以便吸附打撈；經(jīng)高速分散及磁種回收設備，回收率高達99%。

▷27、采用磁分離技術(shù)和高密沉淀優(yōu)勢在哪里？加藥量會(huì )減少嗎？

答：與高密沉淀相比較，磁分離技術(shù)占地面積小、建設周期短，加藥量少。

▷28、該技術(shù)能否用于凈水廠(chǎng)的處理上，取代混凝沉淀工段？

答：磁分離技術(shù)可以用于給水廠(chǎng)，取代混凝沉淀工藝段。

▷29、可否將該技術(shù)與目前國內現有的磁混凝技術(shù)做一些性能等方面的對比，更加突出該技術(shù)的優(yōu)勢？

答：磁分離技術(shù)藥劑投加量低，占地面積小，去除效率高。

▷30、不知該技術(shù)對重金屬微污染水處理效果如何？

答：已有應用，處理效果需根據具體進(jìn)水水質(zhì)確定。

▷31、回收系統效率降低速率這樣給運行費的貢獻有多大？

答：回收率高達99%，噸水磁粉損失費用約為：0.01~0.02元。

▷32、好像除了去濁度，其他溶解性的污染物如何解決？

答：COD、TP隨SS一起去除，如果與其他指標要求，可結合其他工藝。

▷33、磁分離技術(shù)，可以類(lèi)比為在混凝沉淀投助凝劑？

答：磁分離技術(shù)可以替代混凝沉淀，且在停留時(shí)間、占地面積、處理效率上有更大優(yōu)勢。

▷34、該系統電耗和能耗有什么優(yōu)勢？

答：從混凝到超磁出水為自流，設備耗電量低；

▷35、主體工藝如何對氮磷做有效的去除？

答：采用加藥化學(xué)除磷。

首先非常感謝環(huán)能科技，感謝王哲曉王總本期的微水會(huì )分享。

本期微水會(huì )中，王總給我們帶來(lái)了可應用于供排水、水體修復等多領(lǐng)域的超磁分離技術(shù)的介紹。先就超磁分離技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)做了簡(jiǎn)單介紹，后結合實(shí)例針對其在水行業(yè)不同領(lǐng)域的應用展開(kāi)分享。答疑環(huán)節，水友對這一技術(shù)均很感興趣，其中就磁回收、投資運行成本、磁分離去除濁度原理、磁的穩定性、污泥產(chǎn)生量、處理噸水COD加藥量、該技術(shù)與其他混凝沉淀技術(shù)相比的優(yōu)勢、系統壽命等諸多提出疑問(wèn)，王總均給予了相應回答。

超磁分離水質(zhì)凈化技術(shù)，在占地面積、停留時(shí)間及處理效率方面均具優(yōu)勢，但也不可避免的存在一些不足。將其放置于大的水環(huán)境系統角度來(lái)看，合理使用，可成為諸多處理中的最終方案；隨著(zhù)水質(zhì)改善，也可能演變?yōu)樗�處理過(guò)程的一個(gè)中間環(huán)節。任何一項水處理技術(shù)均在不斷完善和革新中，并以實(shí)現水環(huán)境質(zhì)量提升為目標。