磁混凝工艺在污水处理中的应用

时间:2019-12-02 09:42:52

来源:环钻环保

作者:佚名

    慧聪水工业网 一、引言

为贯彻《中华人民共和国水污染防治法》,加强对城镇污水处理厂建设和运行的管理,改善城镇水环境质量,国家环境保护总局2006年发布GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》修改单,将其中的4.1.2.2修改为:城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时,执行一级标准的A标准。同年12月29日,国家相关部门发布《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006,将水质指标增加至106项。市政给排水更为严格的出水水质,往往意味着对更为高效稳定水处理工艺的迫切需求。

为达到更为严格的出水水质标准,许多水处理厂开始着手提标改造工作,在改造项目,有两个问题尤为突出:(1)预留可建设用地与工艺需求的主要矛盾:由于传统混凝沉淀工艺停留时间较长,一般需1-2.5h,占地面积大。以混凝+平流沉淀池工艺为例,占地约为300-330m2/万m3,混凝+斜管沉淀池占地稍小,需200-245m2/万m3。而老水厂周边配套往往十分成熟,预留建设用地非常紧缺。(2)传统混凝沉淀工艺耐冲击负荷能力差,前端生化二沉池出水水质/水量发生波动,则出水SS和TP较难保证。因此,急需一种结构紧凑且更为高效稳定的混凝沉淀工艺。磁混凝工艺正是基于以上问题而应运而生。

二、技术特点

磁混凝工艺最大的特点就是大大缩短了混凝沉淀的时间。传统的混凝沉淀至少需要1h以上,而引用磁混凝工艺进行的混凝沉淀总时间在15min以下,甚至可以在7min以内完成。磁混凝工艺是一种极速沉淀技术,以投加微米级惰性高密度微粒(微砂、Fe3O4)作为絮凝核,在较优水力条件下形成高浓度和大密度复合絮体,该复合絮体在极短时间完成沉淀过程,使水体迅速得到净化,能够有效去除COD、总磷、氨氮等污染物质,提供更好的出水水质。

目前,面对土地资源越来越紧缺,水源水资源污染加重,水厂基建、运行费用高等问题,采用磁混凝工艺能够很好的解决这些问题。磁混凝工艺主要是利用絮体与磁粉微粒的结合,使絮体密度得到提高。对于相对密度为2.65g/cm3的磁粉絮体1.05g/cm3的常规絮体,前者的沉淀速率约为后者的5-10倍,从而可以显著减少絮凝反应沉淀池的占地面积,采用磁混凝池单位占地面积仅为80-120 m2/万m3。

磁混凝工艺能有效解决分散供水现状,满足生活用水要求。在经济不发达的广大农村地区,建设净水厂不经济,可采用移动式的磁混凝工艺设备进行供水;对突发性水质恶化情况,可采用磁混凝工艺设备进行紧急供水;对于野外作业,可采用磁混凝工艺设备进行供水……

国家对污水排放标准要求越来越高,在污水二级处理不达标的情况下,可采用磁混凝工艺进行三级处理,可有效提高出水水质,减少占地,降低建设和运行成本。

三、技术先进性

磁混凝工艺的主要技术先进性如下:

(1)该工艺总停留时间在30min以内,占地面积为常规混凝沉淀池的60%左右。处理效率高,对SS和TP的去除率达90%,出水值分别可达<5mg/L和0.3mg/L。在市政污水提标改造、工业废水除磷等领域极具优势。

(2)将混凝、絮凝反应池与沉淀池合建,且由于沉淀过程中无上向流扰动,沉淀停留时间可进一步缩短至5-10min,因此,设备占地面积可做到连续流磁混凝池的50%左右,常规混凝沉淀池的20%左右,结构紧凑性进一步得到强化,新建项目或改扩建项目的一次性投资成本因此可以大幅降低,而系统运行成本与原工艺相当。

(3)将磁混凝/超滤耦合工艺用于市政供水处理,该耦合工艺将大大提高处理效率,减少水厂占地面积,并且出水水质优异,生物安全性高,此外,磁混凝优异的出水水质使膜系统的污染物负荷显著降低,减少了冲洗频次,可以延长膜的使用寿命20%,达5年以上。

(4)将磁混凝/磁性树脂吸附耦合工艺用于市政供水中,进行常规混凝沉淀工艺难以去除的有机污染物和重金属离子的处理,该工艺可减少消毒环节DBPs产生,提高饮用水水质。

四、推广前景

1、市场定位

磁混凝工艺的上向流速设计值可达20-80m/h,整个工艺可在30min以内完成,与常规混凝沉淀工艺相比可节省土地面积50%以上,对老水厂改造或新建水厂的空间使用将十分有利。磁混凝工艺对水体中固体颗粒物的去除十分高效,SS去除率可达90%,此外,还可去除约50%的COD,8%-85%的水体有机物。磁混凝工艺对低温低浊和高浊水的处理均十分高效,抗冲击负荷能力强。将磁混凝与UF膜过程相结合,将使水处理工艺流程更为稳定高效,水厂处理单元将更为紧凑。因此磁混凝工艺市场发展前景较好,在水处理行业中具有较好的推广价值,市场容量较大,主要市场在:

(1) 生活污水处理:一级A提标改造、污泥浓缩池上清液除磷;

(2) 工业污水处理:高磷、高SS初级处理及生化出水深度处理,矿井水处理;

(3)黑臭河道:对SS、TP、COD等指标的快速减量;

(4)景观水治理:对SS、TP、COD等指标的快速减量;

(5)生活饮用水供水处理:初级处理、污泥浓缩上清液/滤池反洗水回收。

2、供需预测

磁混凝工艺紧凑高效,水处理应用面广,可在市政污水提标改造、污泥回流上清液除磷、滤池反洗水回收、地表水治理等多个环境领域积极推广。随着近期环保部“水十条”的推出以及更为严格出水水质(地表Ⅳ类)标准推出的预期下,磁混凝工艺将具备非常广阔的市场应用前景。

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