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磁絮凝與磁分離技術的應用現(xiàn)狀與前景-青島洛克環(huán)?？萍加邢薰?/p>

磁絮凝與磁分離技術的應用現(xiàn)狀與前景霍槐槐（青島洛克環(huán)?？萍加邢薰?，青島266071）摘要磁絮凝技術具有高沉降速度，低水力停留時間與占地面積，以及優(yōu)良的出水效果等優(yōu)點；磁分離技術可使加載磁粉高效回收，并使出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到資源再利用的最佳境界。本文介紹了磁絮凝與磁分離技術的工藝流程和特點，通過對其應用領域的不同廢水處理試驗和實際工程實踐來說明該工藝在水處理行業(yè)中的廣闊應用前景和發(fā)展趨勢。關鍵詞磁絮凝磁分離去除效果應用前景在當今工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護要同步推進的要求下，廢水處理作為節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，是政府或企業(yè)所共同面臨的挑戰(zhàn)。有關工業(yè)廢水處理的工藝技術繁多，但其應用或多或少存在一些缺點［1］。磁絮凝和磁分離技術作為高新水處理技術之一，近幾年來在國內(nèi)外開始發(fā)展并廣泛應用在實際工程中。該技術通過絮凝、吸附、架橋的作用將水中的微小懸浮物或不溶性污染物與粒徑極小的磁性顆粒進行極有效率的結合，來增加絮體的體積和比重。從而加快絮體的沉降速度，有效降低了澄清池的水力停留時間和增大了其表面負荷。同時，加載的磁性顆粒經(jīng)過磁分離系統(tǒng)的回收，實現(xiàn)循環(huán)使用，達到以廢治廢，資源再用的目的。該技術具有高沉降性，占地面積小和處理效果優(yōu)良等特點［2］。目前國內(nèi)已將磁絮凝技術應用于鋼廠鐵磁性污染物廢水的處理，但針對市政污水、含油廢水和其他工業(yè)廢水等非鐵磁性污染物廢水的處理研究相對較少［3］。本文收集了其他工業(yè)廢水以及市政污水應用磁絮凝和磁分離技術的相關實際與測試成果，并分析其應用上的現(xiàn)況與未來的發(fā)展趨勢。1磁絮凝和磁分離1.1傳統(tǒng)絮凝沉淀工藝傳統(tǒng)工業(yè)廢水和市政污水處理工藝，是將廢污水中的懸浮物或其他污染物質(zhì)通過絮凝沉淀來達到水質(zhì)澄清的目的。但傳統(tǒng)工藝存在處理效率較低，藥劑投入量較大和占地面積較大等缺點。尤其是處理含油量較高且污染較重的廢水時，則需添加較多的處理構筑，即使單純的加大藥劑投加量也未必能使出水水質(zhì)達到理想效果，且無形中增加了污泥量和運行費用。1.2磁絮凝與磁分離工藝磁絮凝與磁分離工藝是在傳統(tǒng)絮凝沉淀工藝的基礎上，增加了磁粉加載反應池，高剪切器以及磁分離器等設備，其工藝流程如下圖：圖1磁絮凝與磁分離工藝流程使用該工藝處理廢污水時，根據(jù)其廢水的水質(zhì)特性，進行必要的pH調(diào)整后加入適量絮凝劑進行充分的混合反應，再加入載體磁粉來強化絮凝反應。由于加載的磁粉比重為5.2,，從而有效地增加了絮體的總體比重，加快了絮體在水中的沉降速度，進而提高了澄清池的表面負荷，減小了該工藝技術所需的用地面積。高速沉降的絮體和磁粉形成污泥經(jīng)由磁分離系統(tǒng)將磁粉回收，進行循環(huán)使用。澄清池底部污泥由于受加載磁粉重力影響，得到了有效的濃縮，污泥濃度可達1%。且其穩(wěn)定性極高，不受水流影響，故不會導致污泥上漂溢流出澄清池進而影響出水水質(zhì)。無論是傳統(tǒng)絮凝或磁絮凝工藝，適當?shù)募铀幜?，適度的攪拌混合，以及合理的水力停留時間都是保證

磁絮凝與磁分離技術的應用現(xiàn)狀與前景-青島洛克環(huán)?？萍加邢薰境鏊_標的基本要求。磁絮凝工藝除可提高沉降速度，提供優(yōu)質(zhì)出水，減少占地面積外，最重要的一點是，它可優(yōu)化并降低原用藥量達50%。且在適當加藥去除懸浮物的同時，對于總磷的去除更是優(yōu)越。美國麻省Concord市污水處理廠自2007年采用磁絮凝與磁分離工藝作為它二級出水后的深度處理系統(tǒng)以來，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到SS<5mg/L，總磷<0.2mg/L，且磁粉回收率高達99.5%4。2磁絮凝與磁分離工藝的應用2.1磁絮凝與磁分離工藝可應用領域磁絮凝與磁分離工藝不僅可應用于所有的傳統(tǒng)絮凝沉淀的應用范圍，而且可以加強其絮凝效果，提高沉降速度，以及優(yōu)化其加藥量等。目前國內(nèi)在市政污水以及鋼鐵，印染，造紙等工業(yè)廢水行業(yè)中去除懸浮物、總磷以及重金屬方面都已經(jīng)投入研究或工程實踐，并取得可觀的效果。2.2磁絮凝與磁分離工藝的應用和成果2.2.12.2磁絮凝與磁分離工藝的應用和成果2.2.1市政污水市政污水多以生化處理系統(tǒng)為主，物化處理一般只作為深度處理或者一級強化處理進行。針對不同地區(qū)的污水處理廠的進水和二沉池出水，進行磁絮凝和磁分離測試，SS的去除效果極佳（見表1）。項目進水SS/mg/L出水SS/mg/L浙江某污水處理廠14?182?7.3云南某污水處理廠一級強化105?2116?8云南某污水處理廠深度處理20?36<5表1市政污水處理廠試驗進出水數(shù)據(jù)由表可知，磁絮凝與磁分離技術對市政污水中懸浮物的去除有著穩(wěn)定且極優(yōu)效果。其技術現(xiàn)已分別在北京和西安等地的市政污水處理廠投入使用或正在進行工程施工。2.2.2含磷廢水很多現(xiàn)行污水處理廠出水無法達到國家規(guī)定的磷的排放標準，而其采用生化處理也很難實現(xiàn)除磷的技術突破，相反，物化處理在磷的去除方面有著很好的優(yōu)勢，但其絮體一般較為松散，沉降性差，工程占地面積大，且出水效果也較不穩(wěn)定。采用磁絮凝與磁分離技術是在除磷工藝上的技術突破，不僅改善了常規(guī)物化除磷的弊端，而且通過該技術的特有工藝方式達到了對總磷的進一步深度去除，效果如下：表2含磷廢水處理進出水數(shù)據(jù)項目進水SS/mg/L出水SS/mg/L進水TP/mg/L出水TP/mg/L溫榆河污水處理廠26?346?91.5?2.90.16?0.34昆明某公司廢水處理站30?36<51.6?2.10.10?0.67磁絮凝與磁分離技術一方面通過pH的調(diào)節(jié)以及精準的加藥系統(tǒng)實現(xiàn)對總磷的去除，另一方面利用污泥回流進一步加強反應達到去除總磷的效果。此外，磁粉的特殊作用在一定程度上加強了系統(tǒng)對總磷的去除效果。2.2.3采油廢水磁絮凝與磁分離技術現(xiàn)已應用于油田采油回注水處理，并分別在勝利油田，江漢油田實施了工程建設和運行，現(xiàn)已投入運行1年以上。大慶油田也在應用該技術進行處理規(guī)模為1000噸/天的24小時連續(xù)運行測試，效果可穩(wěn)定達到油田回注水要求的8,3,2[5]的標準，取得了較佳的出水效果，測試數(shù)據(jù)如下。水出采樣樣品圖2大慶油田連續(xù)運行測試進出水SS數(shù)據(jù)1602.012080400圖3水出采樣樣品圖2大慶油田連續(xù)運行測試進出水SS數(shù)據(jù)1602.012080400圖3大慶油田連續(xù)運行測試進出水含油量數(shù)據(jù)611.5m/量1.0油含0.5出出16 21 26 31采樣樣品0.0從圖中可以看出，磁分離和次絮凝技術不但上圖為大慶油田采油回注水24h連續(xù)運行測試的數(shù)據(jù)圖，從圖中可以看出，磁分離和次絮凝技術不但磁絮凝與磁分離技術的應用現(xiàn)狀與前景-青島洛克環(huán)?？萍加邢薰舅畼舆M水COD/mg/L出水COD/mg/L Cr 123041422?1766230042076?2200320201508?1596422801736?1808表3紙漿水處理進出水COD數(shù)據(jù)可以有效去除水中的表3紙漿水處理進出水COD數(shù)據(jù)紙漿廢水含有大量木質(zhì)素，呈深棕色，COD、，SS、濁度值一般都較高，生化性較差。制漿廢水一般采用絮凝沉淀作為預處理工藝，后接生化系統(tǒng)和其他處理工藝進行處理后達標排放。對于海南某制漿廠的制漿廢水進行了磁絮凝與磁分離技術的處理測試，結果如下：根據(jù)該制漿廠現(xiàn)有處理數(shù)據(jù)可知：傳統(tǒng)混凝沉淀對COD去除率僅為10%左右。而應用磁絮凝與磁分離技術處理之后，COD去除效果顯著增加，可達30%左右。2.2.5電廠用水和廢水補充用水或煤泥水處理，磁絮凝與磁分離技術都具項目進水SS/mg/L出水補充用水或煤泥水處理，磁絮凝與磁分離技術都具項目進水SS/mg/L出水SS/mg/L去除率/%有良好的處理效果，且具有占地面積小，施工簡單電廠冷卻循環(huán)水46?787?1180?86等優(yōu)點，尤其適用于電廠現(xiàn)有水處理系統(tǒng)的改造。煤泥水1>7506?13>982.2.6重金屬廢水煤泥水225?506?1076?80表4電廠冷卻循環(huán)補充水和煤泥水處理進出水數(shù)據(jù)項目進水Cu2+/mg/L出水Cu2+/mg/L電鍍廢水1.030?2.0430.125?0.661PCB綜合廢水24.22?30.030.183?0.214PCB絡合廢水246?2751.524?1.920表5含銅廢水處理進出水銅離子數(shù)據(jù)重金屬行業(yè)產(chǎn)生的廢水對于環(huán)境的污染極為嚴表5含銅廢水處理進出水銅離子數(shù)據(jù)重，是工業(yè)廢水處理的一大難點［6］。其中，重金屬廢水中對于銅離子的去除一般多采用傳統(tǒng)絮凝沉淀工藝，但其用藥量較大，絮凝沉降效果較差。通過對含銅廢水的磁絮凝與磁分離技術的處理測試，證明了其處理的可行性與優(yōu)越性，結果如下：對于低濃度的含銅廢水，直接采用磁絮凝與磁分離技術，出水銅離子濃度可達到0.4mg/L的排放標準，但高濃度的含銅廢水，經(jīng)過二級除銅也可達到同樣優(yōu)良的出水效果。2.2.7印染廢水對于印染廢水，采用磁絮凝與磁分離技術在寧波北侖地區(qū)某印染廠內(nèi)進行印染廢水處理實驗，效果顯著，數(shù)據(jù)如下：出水進水180604020180260220140100采樣樣品6 11 16 21 26 3136200180160140120100出水進水7060A50出水進水180604020180260220140100采樣樣品6 11 16 21 26 3136200180160140120100出水進水7060A5040301 4 7 10 13 16 19 22 25 28采樣樣品圖4印染廢水二沉池出水測試進出水SS數(shù)據(jù) 圖5印染廢水二沉池出水測試進出水COD數(shù)據(jù)上圖明顯說明測試結果的出水COD和SS值均控制在50mg/L左右，完全達到了當?shù)嘏欧艠藴?SS<70mg/L,COD<80mg/L)的要求，且對于出水色度、濁度等都有較好的處理效果。3應用前景磁絮凝與磁分離技術不僅已經(jīng)在上述市政、含磷、采油、紙漿等廢水處理領域中進行了應用和實踐，而且在化工，機械加工，自來水、景觀水等行業(yè)也開始涉足，均取得了很好的效果。磁絮凝與磁分離工藝技術具有污染物去除效果好，用藥量低，集成度高，設備一體化強，便于自動化操作和管理等優(yōu)點。同時，該工藝占地面積極小，對于用地緊張但需要擴建或改造者來說，能夠節(jié)省大量磁絮凝與磁分離技術的應用現(xiàn)狀與前景-青島洛克環(huán)保科技有限公司的土建和占地面積衛(wèi)。其可以在原有絮凝沉淀的基礎上，通過增加磁絮凝和磁分離專有設備，可有效提高污水處理量5?10倍，甚至更高[4]。此外，該工藝特別適用于現(xiàn)有污水處理廠的一級A提標改造、污泥脫水液及污泥消化液除磷，以及污水一級強化、應急工程和移動式污水處理。高效快速的磁分離技術不僅有著優(yōu)良的廢水處理效果，而且其高效節(jié)能所帶來的巨大經(jīng)濟回報，必將使得磁絮凝與磁分離技術在水處理工程領域擁有廣闊的應用前景。由于磁絮凝技術加載磁粉，對于設備材質(zhì)選用的要求更為嚴格以避免機具不必要的磨損或損害，另外，磁粉的質(zhì)量要求和供貨也是必須審慎考慮的因素。因此，如何減少前期投資，確定藥劑的質(zhì)與量和加載磁粉的合適配比，維持設備長期運行的穩(wěn)定性是該工藝技術目前所面臨的主要問題，值得進一步深入研究和探討。參考文獻鄭必勝，郭祀遠，李琳，等.應用高梯度磁分離技術處理糖蜜酒精廢水.環(huán)境科學學報，1999,19(3):252-255韋朝海，謝波，徐雪青等.廢水處理中磁分離技術的發(fā)展趨勢.廣州環(huán)境科學,2000,15(2):25-28周勉，歐陽云生，等.水處理工程中磁分離技術應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.冶金環(huán)境保護,2008(6):11-21HughTozer,P.E.,StudyofFivePhosphorusRemovalProcessesSelectCoMagTMtoMeetConcord,Massachusetts'StringentNewLimits;ProceedingsoftheWaterEnvironmentFederationNutrientRemoval2007Conference,Baltimore,Maryland,USA，March2007：2-5SY/T5329-94碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析方法梅光泉.重金屬廢水的危害及治理.微量元素與健康研究,2004,21(4):54-56ElenaProakisEllisandAlanH.Cathcart:Selection,Installation,StartupandTestingoftheWorld'sFirstFull-ScaleCoMagPhosphorusReductionTertiaryTreatmentSystem;ProceedingsoftheWaterEnvironmentFederationTechnicalConferenceheldinSanDiego,California,USA，October2008，5-6電話：(0532)66883382,1611122457,，E-mail：ApplicationandProspectsofMagneticCoagulationandSeparationTechnology

Huang,Chi-rong，Huo,Huai-huai1(1.QingdaoLow-carbonEnvironmentalTechnologyCo.,Ltd,Beijing100026)[Abstract]Magneticfloccul