一、技術概述
DT高效磁混凝沉淀技術就是在常規混凝沉淀工藝中同步加入磁粉,磁粉作為絮凝過程中的晶核(~100μm),使之與污染物絮凝結合成一體,以加強混凝、絮凝效果,使生成的絮體密度更大、更結實,從而達到高速沉降的目的。磁粉可以通過高剪機和磁分離機回收循環使用。
整個工藝的停留時間很短,因此對包括TP在內的大部分污染物,出現反溶解過程的機率非常小,另外系統中投加的磁粉和絮凝劑對水體中的細菌、病毒、油和多種微小粒子都有很好的吸附作用,因此對該類污染物的去除效果比傳統工藝要好,特別是除磷效果尤其顯著。
磁混凝技術起源于美國,以前因為磁粉回收問題一直沒有很好的解決,導致其在水處理工程中實際應用極少?,F在這一技術難題已被成功解決,磁粉回收率可達99%以上,其技術優勢和經濟優勢就得到了充分體現,在國內外得到了越來越廣泛地應用。目前我國在城市污水處理、中水回用、自來水處理、河道水處理、高磷廢水處理、造紙廢水處理、油田廢水處理等方面對該技術的工程應用已逐步展開,均取得了較好的結果。
二、作用機理
根據混凝機理,加入混凝劑主要是通過改變膠體或懸浮物顆粒的表面性質,使膠體或絮團的吸引能大于排斥能從而促進凝聚,而加入助凝劑的作用主要是通過架橋作用使顆粒聚集增大。比重4.8-5.1的磁粉的加入,相當于提供了更多的晶核,再加之吸附作用,使生成的絮體密度更大、更結實,從而快速沉降。
傳統混凝機理
高速磁澄清反應原理
三、技術特點
混凝和沉淀時間短,總計HRT可低至20min;
沉降速度快,可達40m/h的高沉降速度;
占地省,是斜管沉淀池的1/5;是傳統沉淀池的1/20,工程造價低;
高效除磷,出水TP可低至0.2mg/L;
出水透明度高,濁度<1NTU;
SS去除率高,出水SS<5mg/L;
磁粉回收率高,達99%以上,磁粉損耗低;
污泥濃度高,可達3%以上,減少后續污泥處理構筑物;
藥劑省,運行費用低,情況可節省15%的加藥量;
系統內部具有5g/L以上的磁粉,耐受水量、水質變化沖擊,出水指標穩定;
系統緊湊(可以做成移動式處理裝置),可實現自動化控制,操作簡便。
四、工藝流程及說明
污水經初步分離后,進入處理裝置的混凝池,同時向混凝池投加混凝劑PAC,二者充分混合后進入磁混池,在此與回收的磁粉和回流污泥混合絮凝,然后進入助凝池,與加入的助凝劑PAM進行反應,生成較大的絮體顆粒,最后進入沉淀池快速沉降,出水進入下一道處理工序。
經沉淀池沉淀下來的污泥,部分污泥回流泵回流到磁混池繼續參加反應,另一部分則經高剪機進行污泥剝離,并進入磁分離機進行磁粉回收,回收的磁粉再次進入磁混池繼續參加反應。剩余污泥則進入后續污泥處理系統。
加藥間調配好的PAC和PAM溶液由加藥泵輸送至各加藥點。PAC投加到混凝池,PAM投加到助凝池。
五、設計參數
參數名稱 | 參數取值 |
混凝反應時間,min | 1-2 |
磁粉反應時間,min | 1-2 |
絮凝反應時間,min | 3-4 |
斜管區上升流速, m/h | 15-40 |
污泥回流量,% | 4-8% |
剩余污泥量,% | 2% |
六、工藝對比
序號 | 指標 | 加砂澄清池 | 高密度沉淀池 | DTC高效磁混凝沉淀池 |
1 | 基本原理 | 投加微砂,絮凝沉降 | 池內增加斜管,污泥回流 | 投加磁粉,絮凝沉降 |
2 | 沉降速度 | 速度快 | 速度較慢 | 速度更快 |
3 | 回收利用 | 微砂 | 不需要 | 磁粉 |
4 | 適用水質 | SS<1000mg/L | SS<1500mg/L | SS<2000mg/L |
5 | 表面負荷 | 10~25m3/m2.h | 10~25m3/m2.h | 15~40m3/m2.h |
6 | 總停留時間 | 25~35min | 30~45min | 20~30min |
7 | 主要功能 | 去除SS,無機TP | 去除SS,無機TP | 去除SS、無機總磷、COD |
8 | 出水SS | ~10mg/L | ~10mg/L | <5mg/L |
9 | 出水TP | 無機TP≤0.5mg/L | 無機TP<0.8mg/L | TP<0.5mg/L(含有機磷) |
10 | COD去除 | 10~20% | ~10% | 30~40% |
11 | 用于一級A提標 | 需后續過濾 | 需后續過濾 | 無需后續過濾 |
12 | 工程造價 (5萬m3/d) | 設備150~200元/m3;土建35~50元/m3 | 設備150~200元/m3;土建40~50元/m3 | 設備70~150元/m3;土建30~40元/m3 |
13 | 綜合評價 | 達到一級A排放標準,成本稍高 | 整體效果差,成本較低 | 優于一級A標準,對于TP、SS、COD去除 |
七、應用領域
污水廠處理TP和懸浮物不達標:
高效磁混凝沉淀可以有效去除TP、懸浮物,可保證出水TP低于0.5mg/L,SS低于10mg/L的一級A標準,同時還可以去除部分COD。
現有污水廠絮凝沉降效果差,沉降不:
結合了比重為4.8-5.1的磁粉,具有超高的沉降速度,其速度可達40m/h以上,沉降效率改善原有系統;
用地局限,無法擴建:
高達20m/h以上的表面負荷,極大減小占地面積,其沉淀池為傳統沉淀池的1/20,甚至更??;
臨時應急,點源污染治理(河道、坑道、景觀污水):
因其占地面積小,可模塊化撬裝,能靈活移動,提高設備利用率,節省資源。
自來水領域除磷、除藻。
八、設備安裝
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