什么是磁混凝？

1、什么是磁混凝？

所謂磁混凝沉淀技術(shù)就是在普通的混凝沉淀工藝中同步加入磁粉，使之與污染物絮凝結(jié)合成一體，以加強(qiáng)混凝、絮凝的效果，使生成的絮體密度更大、更結(jié)實(shí)，從而達(dá)到高速沉降的目的。磁粉可以通過(guò)磁鼓回收循環(huán)使用。

整個(gè)工藝的停留時(shí)間很短，因此對(duì)包括TP 在內(nèi)的大部分污染物，出現(xiàn)反溶解過(guò)程的機(jī)率非常小，另外系統(tǒng)中投加的磁粉和絮凝劑對(duì)細(xì)菌、病毒、油及多種微小粒子都有很好的吸附作用，因此對(duì)該類(lèi)污染物的去除效果比傳統(tǒng)工藝要好。同時(shí)由于其高速沉淀的性能，使其與傳統(tǒng)工藝相比，具有速度快、效率高、占地面積小、投資小等諸多優(yōu)點(diǎn)。

以前，磁混凝沉淀技術(shù)在水處理工程中實(shí)際應(yīng)用極少，原因是磁粉的回收問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好地解決。現(xiàn)在這一技術(shù)難題已被成功解決，磁粉回收率可達(dá)99%以上，這樣，磁混凝沉淀工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)就得到了充分體現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)外得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。目前，美國(guó)有15000 t/d 的市政污水處理項(xiàng)目采用了磁混凝沉淀技術(shù)。我國(guó)在城市污水處理、中水回用、自來(lái)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(duì)該技術(shù)的中試已經(jīng)完成，均取得了較好的結(jié)果。

2、磁混凝作用機(jī)理

根據(jù)混凝機(jī)理，加入混凝劑主要是通過(guò)改變膠體或懸浮顆粒的表面性質(zhì)，使膠體或絮團(tuán)的吸引能大于排斥能而促進(jìn)凝聚，而加入絮凝劑的作用主要是通過(guò)架橋作用使顆粒聚集增大的。

含磁絮團(tuán)的形成與不含磁絮團(tuán)的形成過(guò)程一樣，都是在混凝劑的作用下完成的。對(duì)磁粉的ζ電位的測(cè)試結(jié)果表明，磁粉表面呈負(fù)電性(ζ=-10.5 mV)。由此可以推斷，含磁絮團(tuán)的形成經(jīng)歷如下：首先，混凝劑水解產(chǎn)生的正離子由于吸附電中和作用聚集于帶負(fù)電荷的膠體顆粒和磁粉顆粒周?chē)?然后，由于靜電斥力的消失，膠體顆粒與磁粉顆粒之間以及它們自身之間通過(guò)范得華引力長(zhǎng)大;***，通過(guò)絮凝劑的架橋作用，進(jìn)一步將凝聚體絮凝成大絮團(tuán)而沉淀。由此可見(jiàn)，有磁粉參與的磁絮凝反應(yīng)與沒(méi)有磁粉參與的絮凝反應(yīng)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，磁粉與其他的細(xì)微懸浮顆粒一樣，混凝劑的作用機(jī)理對(duì)它同樣起作用，已有的混凝理論對(duì)磁絮凝反應(yīng)同樣具有指導(dǎo)意義，所有的強(qiáng)化混凝措施都將促進(jìn)磁絮凝反應(yīng)的進(jìn)行。

3、磁粉的回收

傳統(tǒng)的磁粉回收裝置有格柵型、鼓型、帶型等，最常用的為轉(zhuǎn)鼓式。它的主要部分由固定的磁系和在磁系外面轉(zhuǎn)動(dòng)的非磁性圓筒構(gòu)成。磁系的磁極極性沿圓周方向交替排列，沿軸向極性單一，磁系包角106～135 °，圓桶是用來(lái)運(yùn)載黏附在其表面上的磁性物質(zhì)，其工作原理如圖1 所示。

含有磁粉和污泥的污水從轉(zhuǎn)鼓的一端進(jìn)入分離裝置，固定磁極將磁性顆粒吸出并附著在滾筒表面，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，被帶至磁系邊緣的低磁區(qū)，并從磁性物質(zhì)出口卸下，非磁性物質(zhì)則在重力的作用下，沿分離槽流至非磁性物質(zhì)出口排出，完成磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)的分離過(guò)程。

4、磁混凝技術(shù)路線

磁混凝水處理技術(shù)的兩個(gè)主要工藝技術(shù)路線，即超磁分離技術(shù)和磁加載沉淀技術(shù)，都具有停留時(shí)間短，占地面積小，對(duì)懸浮物（SS）、磷、COD具有高1效去除的技術(shù)特點(diǎn)。

一個(gè)是超磁分離(稀土磁盤(pán)吸附分離、磁微濾磁環(huán)分離)技術(shù)

在來(lái)水中加入絮凝劑、助凝劑和磁種,發(fā)生磁混凝反應(yīng)，污水中不帶磁性的懸浮物或膠體與磁種裹挾在一起而形成帶有磁粉凝結(jié)核的微磁絮團(tuán)。隨后流經(jīng)持續(xù)旋轉(zhuǎn)的永磁磁盤(pán),懸浮物被吸附在磁盤(pán)上并被隔磁刮條刮下,實(shí)現(xiàn)固液分離。清水作為處理出水,可繼續(xù)進(jìn)一步處理(如生態(tài)處理、消毒等),或排放進(jìn)入水體。含磁污泥則經(jīng)過(guò)磁粉回收系統(tǒng)循環(huán)利用,剩余污泥進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行脫水和外運(yùn)。該項(xiàng)技術(shù)水力停時(shí)間僅約3～6分鐘。處理速度快，進(jìn)排泥含水率93%；占地面積小，傳統(tǒng)工藝1/6~1/8（500m3/h規(guī)模，井下巷道體量40×5×3.5m）；運(yùn)行成本低，運(yùn)行成本低0.3元/噸（根據(jù)不同水質(zhì)、工藝，有所不同）；運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備年故障時(shí)間低于2小時(shí)去除效果好，SS去除率97-99%~COD去除率80-90%~TP去除率85-95%；可實(shí)現(xiàn)集裝箱式、移動(dòng)車(chē)載式、船載式等，集成化程度高等特點(diǎn)！

另一個(gè)是磁加載沉淀分離技術(shù)

即向來(lái)水中加入混凝劑和磁種之后,進(jìn)入沉淀池讓?xiě)腋∥锿瓿沙恋沓吻暹^(guò)程,上清液就是處理后出水,底層是含有磁種的混合污泥,也需要進(jìn)行磁種回收循環(huán)利用,剩余污泥需進(jìn)一步脫水處理處置。該工藝技術(shù)水力停留時(shí)間在15-20分鐘,比超磁分離的要長(zhǎng),但是運(yùn)行更穩(wěn)定,處理出水SS可低至5mg/L以下,具有高1效、穩(wěn)定運(yùn)行的突出特點(diǎn)。

5、磁混凝的應(yīng)用

磁混凝工藝與常規(guī)混凝沉淀工藝相比可節(jié)省土地面積50%以上，對(duì)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(duì)水體中固體顆粒物的去除十分高1效，SS去除率可達(dá)90%，此外，還可去除約50%的COD，8%-85%的水體有機(jī)物。磁混凝工藝對(duì)低溫低濁和高濁水的處理均十分高1效，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。將磁混凝與UF膜過(guò)程相結(jié)合，將使水處理工藝流程更為穩(wěn)定高1效，水廠處理單元將更為緊湊。因此磁混凝工藝市場(chǎng)發(fā)展前景較好，在水處理行業(yè)中具有較好的推廣價(jià)值，市場(chǎng)容量較大，主要市場(chǎng)在：

1） 生活污水處理：一級(jí)A提標(biāo)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(jí)處理及生化出水深度處理，礦井水處理；

3）黑臭河道：對(duì)SS、TP、COD等指標(biāo)的快速減量；

4）景觀水治理：對(duì)SS、TP、COD等指標(biāo)的快速減量；

5）生活飲用水供水處理：初級(jí)處理、污泥濃縮上清液/濾池反洗水回收。