磁分離凈水技術在BDO脫離子廢水及炭黑廢水預處理中的應用

馮文煜，袁智慧，閆娟麗(延長石油油田氣化工科技公司，陜西 延長 717100)

1 工程試驗背景

延長石油某化工科技公司污水處理裝置接收上游裝置BDO脫離子廢水和炭黑廢水。BDO脫離子廢水COD含量高達10 000 mg/L以上(大多數是由于廢水中BYD含量高)，經過氣浮裝置曝氣機產生大量的泡沫，浮渣經過離心脫水機其上清液中含有大量的泡沫，由于泡沫的存在致使氣浮設備無法正常運轉；同時含有BYD的廢水可生化性較差，時常對生化單元造成沖擊，造成污水監測池出水COD指標不達標，極大地影響生產。炭黑廢水雖然COD不高，但其中含有的炭黑無法通過氣浮完全去除，致使炭黑進入預水解、厭氧反應器、水解酸化池影響其中的填料微生物著床，降低預水解、厭氧反應器、水解酸化池的處理效果，這一點從現場生化池活性污泥顏色可以看出[1]。

鑒于上述情況，磁分離凈水技術作為一種污水預處理的常規技術有試驗的必要性。

2 磁分離凈水技術原理

2.1 磁分離凈水技術流程簡介

如圖1所示，磁分離凈水技術主要包括磁分離凈水機和疊螺脫水機兩部分，水處理過程中，首先通過在污水中投加混凝劑、凝聚劑和磁粉，使污水形成絮凝團并產生磁性，在永磁磁場作用下被強制吸附在磁盤上，實現第一步泥水分離；吸附在磁盤上的污泥由輸送泵輸入疊螺機進行脫水，脫水后的污泥形成泥餅外運或裝袋，從磁分離機出來的清水進入清水池后進入后續污水處理系統。

圖1 磁分離凈水技術流程示意圖

2.2 磁分離凈水技術的特點

(1)對來水水質沒有要求、不需沉降直接處理，可以直接處理污水，去除COD和懸浮物均有良好的效果。

(2)通過磁盤吸附及化學藥劑雙重作用，可有效降低鈣、鎂、鐵等陽離子(沉淀后磁盤吸附)，鈉、氯離子增加(離子穩定、不易形成沉淀)，從而延緩后續水處理系統結垢、腐蝕等問題，通過磁分離凈水機的處理在降低COD的同時也可提高污水的可生化性，為后續生化系統提高處理效率、減輕負荷。

(3)處理流程簡單，速度快，時間短。

(4)設備占地面積小，配套基礎建設成本低。

(5)自動化程度高，操作簡便，故障率低，沒有易損易耗件，后期使用維護成本低。

3 現場工程試驗

本次現場工程試驗時間為2021年4月20日至27日，試驗廢水處理量為4 m3/h，原水首先進入磁分離設備，經過加磁粉和加藥，大部分不溶性的、較大分子的有機物從水中分離出來，分離出的有機物、磁粉以泥餅的形式裝袋；分離出的清水進入氧化罐，在催化劑和曝氣風的作用下靜置2 h進一步去除COD。

3.1 BDO脫離子廢水試驗情況

3.1.1 BDO脫離子廢水試驗磁分離去除COD情況

此次試驗中BDO脫離子廢水共分析5組作為試驗數據，如表1所示。BDO脫離子廢水原水COD值為12 574～16 842 mg/L、均值14 347.4 mg/L，磁分離出水COD值為7 857.27～10 087.00 mg/L、均值9 076.51 mg/L，氧化出水COD值為5 614.00～7 639.82 mg/L、均值6 646.28 mg/L。磁分離去除率為26.95%～40.11%，平均去除率為36.46%；氧化去除率2.77%～44.34%，平均去除率25.66%。可以看出，BDO脫離廢水在經過磁分離凈水機和氧化罐后，COD值由12 574～16 842 mg/L降至5 614.00～7 639.82 mg/L，綜合去除率超過60%。通過現場對BDO脫離子廢水原水、磁分離出水、氧化出水色度比對，水質明顯由渾濁變得清澈。

表1 BDO脫離子廢水試驗數據

3.1.2 BDO脫離子廢水試驗氧化罐去除COD情況

此次試驗中BDO脫離子廢水共分析5組作為試驗數據，如表1所示。BDO脫離子廢水磁分離出水COD值為7 857.27～10 087.00 mg/L、均值9 076.51，氧化出水COD值為5614.00～7 639.82 mg/L、均值6 646.28 mg/L。氧化去除率2.77%～44.34%，平均去除率25.66%。

可以看出，BDO脫離廢水在經過磁分離凈水機和氧化罐后，COD值由12 574～16 842 mg/L降至5 614.00～7639.82 mg/L，綜合去除率超過60%。

3.1.3 其他情況

磁分離凈水技術+氧化罐工藝在試驗過程中均未產生泡沫，可以作為BDO脫離子廢水預處理的前端處理工藝選擇。據現場了解，BDO脫離子廢水實際經過氣浮后進入后續單元，但是由于氣浮在曝氣機的作用下，大量的泡沫從廢水中吹托出來，致使氣浮機、污泥池以及離心機、疊螺機均無法正常運轉。

3.2 炭黑廢水試驗情況

3.2.1 炭黑廢水COD去除試驗數據

此次試驗中炭黑廢水共分析5組數據，經判別5組數據均可作為試驗數據，如表2所示。炭黑廢水原水COD值為888.9～917.6 mg/L、均值906.66 mg/L，磁分離出水COD值為694.7～803.5 mg/L、均值756.42 mg/L。由于炭黑廢水COD值較低，沒有進入氧化罐的必要。磁分離去除率為11.07%～23.47%，平均去除率為16.56%。

3.2.2 炭黑廢水各階段水質

此次試驗中炭黑廢水共分析5組數據，經判別5組數據均可作為試驗數據，見表2。炭黑廢水原水懸浮物指標為247～265 mg/L、均值257 mg/L，磁分離出水懸浮物值為11～17 mg/L、均值14.2 mg/L。磁分離去除率為93.12%～95.72%，平均去除率為94.47%。現場可以明顯看出經過磁分離凈水機后，炭黑廢水色度由黑色完全變成清澈透亮，懸浮物去除效果非常明顯。

表2 炭黑廢水試驗數據

3.2.3 其他情況

據現場了解，炭黑廢水經過氣浮后，水質依然渾濁，致使后續單元水質均呈現明顯黑色，生化單元活性污泥已完全變成黑色。磁分離出水水質明顯清澈透亮不會影響后續厭氧、水解酸化、生化單元出水水質。

4 結語

磁分離凈水技術+氧化罐工藝在處理BDO脫離廢水中，COD去除率超過60%，對后續厭氧、水解酸化以及生化單元均可起到極大的保護作用，同時整個過程不產生泡沫、不影響設備正常運轉。

磁分離凈水技術對于炭黑廢水COD平均去除率為16.38%，COD去除效果一般；懸浮物去除率均值94.47%，懸浮物去除效果非常可觀。

經過現場試驗，可以得出：磁分離凈水技術可以作為BDO脫離廢水和炭黑廢水在污水處理生產中預處理工藝的工程應用實踐[2]。