超磁分離處理技術在水體水質改善中的應用

趙濤 萊西市公用事業服務中心 李永瑞 萊西市建設工程和人防服務中心

項目概況：某景人工湖體面積3 萬平方米，深1-1.5 米，水體流動性差，新鮮水源補充不足，加之雨季周邊大量雨水的匯入，導致水體渾濁，雖然沒有臭味，但感官極差，且容易滋生各種藻類，作為景觀娛樂用水，不適合人體直接接觸，根據相關文件，經檢測，該水體符合水質標準要求，但為進一步提高水體透明度，提高感官效果，使其適合直接接觸人體，決定對該水體進行水質提升。本著方案簡便易行、效果顯著的原則，經過多方比選，決定采用超磁分離處理技術對該水體進行水質提升。

一、超磁分離技術介紹

（一）工作原理

超磁分離水體凈化技術是通過磁粉、混凝劑以及水中污染物質的微磁聚凝作用，將污染物質與磁粉凝聚成磁性絮體，再通過超磁分離設備產生的高強磁場，在強磁場力的作用下，使微絮凝體克服流體的阻力和自身的重力，產生快速的定向運動，吸附在磁盤的表面，通過設備的卸渣裝置實現泥渣與水體的分離，從而達到凈化水質的目的。磁性污泥再經磁粉回收設備，實現磁粉與污泥的分離；分離后的磁粉可以繼續回用，參與下一次的絮凝過程，達到循環利用。分離后的污泥含水量較低，無須濃縮可直接送至脫水系統進行脫水。

具體工藝流程（見圖1）：

圖1 超磁分離技術工藝流程圖

（1）待處理水經過預處理后，進入混凝反應器，與一定濃度磁性物質混合均勻；

（2）含有一定濃度磁性物質的水體，在混凝劑和助凝劑作用下，完成磁性物質與非磁性懸浮物的結合，形成微磁絮團；

（3）經過混凝反應后，出水流入超磁分離設備，在高磁場強度下，形成的磁性微絮團由磁盤打撈出水中，實現微磁絮團與水體的分離，出水直接排放或回用；

（4）由磁盤分離出來的微磁絮團經磁回收系統實現磁性物質和非磁性污泥的分離，磁性物質回收再利用（回收率>98%），污泥進入污泥處理系統。

（5）高濃度泥漿量占處理廢水量的0.3%，比普通沉淀泥漿少一個數量級，可選高效脫水設備。

（二）工藝特點

（1）處理時間短，速度快，處理水量大。磁盤瞬間產生大于重力600 多倍的磁力，處理效率高，流程短，總的反應處理時間為4～6min；

（2）出水水質好，性能穩定；

（3）排泥濃度高。磁盤直接強磁吸附污泥，連續打撈提升出水面，通過卸渣系統得到的污泥濃度高，可直接進入脫水機處理；

（4）運行費用低。采用微磁絮凝技術，投加藥量少，且磁種循環利用率高，運行費用低；

（5）日常維護方便。設備無須反洗，自動化程度高。

（三）技術比較

具體如表1 所示。

表1 超磁分離技術與傳統沉淀工藝比較表（以2000m3/d 為例）

二、工程工藝方案

（一）處理規模

本工程設計處理規模為5000m3/d。

（二）進、出水水質

（1）定性指標

提高河道水體透明度，降低嗅味，提高感官效果，減輕排入水體的污染負荷。

（2）設計進出水水質具體如表2 所示。

表2 設計進、出水指標及處理程度

（三）工藝流程

工藝流程：

湖水→閘門→格柵→集水池→超磁分離系統→清水池→凈化水入湖。

工藝流程說明：

設引水管將湖水引至格柵集水池，格柵渠內設格柵攔截大的漂浮物、雜物，后經提升泵提升至超磁分離水處理成套設備進行凈化處理，通過在混凝系統內投加磁種和混凝劑（PAC 和PAM），使懸浮物在較短時間內形成以磁種為載體的“微絮團”。混凝系統出水進入超磁分離機將微絮團吸附打撈，進行固液分離凈化，出水自流進出水池，再經泵提升通過4 處分散的出水口排入湖區。

超磁分離機吸附打撈出來的磁性污泥進入系統內磁分離磁鼓機，通過磁鼓機的高速分散裝置進行磁種與污泥的分離，分離出的磁種投加至混凝系統前段循環使用，非磁性污泥經污泥泵送入疊螺脫水機進行脫水處理，干泥輸送至污泥貯罐，由運泥車外運處置。

（四）平面布置

超磁處理站總占地面積為450m2。

（五）電壓等級及功率

（1）進電源AC 380V/220V 50Hz，三相五線制。

（2）本系統總裝機功率：120.82 kW，總運行功率：73.87 kW。

三、土建工程

工程范圍：本項目工程范圍自取水系統格柵渠，至集成式超磁分離水質凈化成套系統，超磁出水排至湖區，系統范圍內的工藝設備、電氣設備、儀器儀表以及系統內的閥門、管道、管件、支架、平臺、附件等。

四、項目運行后技術經濟及效益分析

（一）項目投資

本工程總投資為651.99 萬元，其中建筑安裝工程費 78.09 萬元，設備費用 500.61萬元，工程其他費用73.29 萬元。

（二）運行成本分析

具體如表3 所示。

表3 運行成本分析

（1）藥劑價格：PAC：3000 元/噸、PAM（陰離子）：25000 元/噸、PAM（陽離子）：35000 元/噸、磁粉：4000 元/噸；

（2）定員：4 人。

表3 為生產期間處理站一天處理5000立方米水時的運行成本記錄，污水處理站的直接運行費用（不含污泥處理費及檢查維護費）為0.636 元/m3，每天的運行費用為3182.45 元。

項目運行后，平均6-7 天即可將湖內存水循環凈化一次，經檢測化學需氧量（CODcr）維持在160mg/L 左右，懸浮物（SS）在50mg/L 左右，水體清澈，水質明顯改善，市民更加愿意親近水體。湖水的質量提高得到廣大市民的好評。

根據本項目長期運行的效果總結，超磁處理工藝具有以下特點：速度快，出水水質穩定，排泥濃度高，運行維護簡單，費用較低。對改善水體水質具有高效快速的特點，適用于應急水質處理或地表水水質改善工程。