磁混凝工藝在污水處理中的應用

 來源：環(huán)鉆環(huán)保

一、引言

為貫徹《中華人民共和國水污染防治法》，加強對城鎮(zhèn)污水處理廠建設和運行的管理，改善城鎮(zhèn)水環(huán)境質量，國家環(huán)境保護總局2006年發(fā)布GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》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家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執(zhí)行一級標準的A標準。同年12月29日，國家相關部門發(fā)布《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006，將水質指標增加至106項。市政給排水更為嚴格的出水水質，往往意味著對更為高效穩(wěn)定水處理工藝的迫切需求。

為達到更為嚴格的出水水質標準，許多水處理廠開始著手提標改造工作，在改造項目，有兩個問題尤為突出：（1）預留可建設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間較長，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m3，混凝+斜管沉淀池占地稍小，需200-245m2/萬m3。而老水廠周邊配套往往十分成熟，預留建設用地非常緊缺。（2）傳統(tǒng)混凝沉淀工藝耐沖擊負荷能力差，前端生化二沉池出水水質/水量發(fā)生波動，則出水SS和TP較難保證。因此，急需一種結構緊湊且更為高效穩(wěn)定的混凝沉淀工藝。磁混凝工藝正是基于以上問題而應運而生。

二、技術特點

磁混凝工藝最大的特點就是大大縮短了混凝沉淀的時間。傳統(tǒng)的混凝沉淀至少需要1h以上，而引用磁混凝工藝進行的混凝沉淀總時間在15min以下，甚至可以在7min以內完成。磁混凝工藝是一種極速沉淀技術，以投加微米級惰性高密度微粒（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合絮體，該復合絮體在極短時間完成沉淀過程，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，提供更好的出水水質。

目前，面對土地資源越來越緊缺，水源水資源污染加重，水廠基建、運行費用高等問題，采用磁混凝工藝能夠很好的解決這些問題。磁混凝工藝主要是利用絮體與磁粉微粒的結合，使絮體密度得到提高。對于相對密度為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m3。

磁混凝工藝能有效解決分散供水現狀，滿足生活用水要求。在經濟不發(fā)達的廣大農村地區(qū)，建設凈水廠不經濟，可采用移動式的磁混凝工藝設備進行供水；對突發(fā)性水質惡化情況，可采用磁混凝工藝設備進行緊急供水；對于野外作業(yè)，可采用磁混凝工藝設備進行供水……

國家對污水排放標準要求越來越高，在污水二級處理不達標的情況下，可采用磁混凝工藝進行三級處理，可有效提高出水水質，減少占地，降低建設和運行成本。

三、技術先進性

磁混凝工藝的主要技術先進性如下：

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

（2）將混凝、絮凝反應池與沉淀池合建，且由于沉淀過程中無上向流擾動，沉淀停留時間可進一步縮短至5-10min，因此，設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，結構緊湊性進一步得到強化，新建項目或改擴建項目的一次性投資成本因此可以大幅降低，而系統(tǒng)運行成本與原工藝相當。

（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，并且出水水質優(yōu)異，生物安全性高，此外，磁混凝優(yōu)異的出水水質使膜系統(tǒng)的污染物負荷顯著降低，減少了沖洗頻次，可以延長膜的使用壽命20%，達5年以上。

（4）將磁混凝/磁性樹脂吸附耦合工藝用于市政供水中，進行常規(guī)混凝沉淀工藝難以去除的有機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產生，提高飲用水水質。

四、推廣前景

1、市場定位

磁混凝工藝的上向流速設計值可達20-80m/h，整個工藝可在30min以內完成，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。磁混凝工藝對水體中固體顆粒物的去除十分高效，SS去除率可達90%，此外，還可去除約50%的COD，8%-85%的水體有機物。磁混凝工藝對低溫低濁和高濁水的處理均十分高效，抗沖擊負荷能力強。將磁混凝與UF膜過程相結合，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發(fā)展前景較好，在水處理行業(yè)中具有較好的推廣價值，市場容量較大，主要市場在：

（1） 生活污水處理：一級A提標改造、污泥濃縮池上清液除磷；

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

（3）黑臭河道：對SS、TP、COD等指標的快速減量；

（4）景觀水治理：對SS、TP、COD等指標的快速減量；

（5）生活飲用水供水處理：初級處理、污泥濃縮上清液/濾池反洗水回收。

2、供需預測

磁混凝工藝緊湊高效，水處理應用面廣，可在市政污水提標改造、污泥回流上清液除磷、濾池反洗水回收、地表水治理等多個環(huán)境領域積極推廣。隨著近期環(huán)保部“水十條”的推出以及更為嚴格出水水質（地表Ⅳ類）標準推出的預期下，磁混凝工藝將具備非常廣闊的市場應用前景。

上海環(huán)鉆環(huán)保科技股份有限公司成立于2012年，并于2016年5月20日掛牌新三板，是國內較早從事以污染場地調查、風險評估和修復工程實施為核心業(yè)務的環(huán)境工程公司。環(huán)鉆環(huán)保在利用磁混凝工藝進行污水深度處理方面具有一定的工程經驗。