磁混凝沉淀技術(shù)簡介

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，以加強混凝、絮凝的效果，使生成的絮體密度更大、更結(jié)實，從而達到高速沉降的目的。磁粉可以通過磁鼓回收循環(huán)使用。
整個工藝的停留時間很短，因此對包括TP 在內(nèi)的大部分污染物，出現(xiàn)反溶解過程的機率非常小，另外系統(tǒng)中投加的磁粉和絮凝劑對細菌、病毒、油及多種微小粒子都有很好的吸附作用，因此對該類污染物的去除效果比傳統(tǒng)工藝要好。同時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。
以前，磁混凝沉淀技術(shù)在水處理工程中實際應(yīng)用很少，原因是磁粉的回收問題一直沒有得到很好地解決?，F(xiàn)在這一技術(shù)難題已被成功解決，磁粉回收率可達99 ％以上，這樣，磁混凝沉淀工藝的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢就得到了充分體現(xiàn)，在國內(nèi)外得到了越來越廣泛地應(yīng)用。目前，美國有15 000 t/d 的市政污水處理項目采用了磁混凝沉淀技術(shù)。我國在城市污水處理、中水回用、自來水處理、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該技術(shù)的中試已經(jīng)完成，均取得了較好的結(jié)果。該技術(shù)的應(yīng)用已在油田廢水東營勝利油田的一期工程（5 000 t/d）中開始實施，在北京清河污水處理廠，日處理量5 萬t 的磁處理工廠已建成并投入使用。

磁絮凝作用機理

根據(jù)混凝機理，加入混凝劑主要是通過改變膠體或懸浮顆粒的表面性質(zhì)，使膠體或絮團的吸引能大于排斥能而促進凝聚，而加入絮凝劑的作用主要是通過架橋作用使顆粒聚集增加的。
含磁絮團的形成與不含磁絮團的形成過程一樣，都是在混凝劑的作用下完成的。對磁粉的ζ電位的測試結(jié)果表明，磁粉表面呈負電性（ζ=-10.5 mV）。由此可以推斷，含磁絮團的形成經(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電荷的膠體顆粒和磁粉顆粒周圍；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范得華引力長大；其后，通過絮凝劑的架橋作用，進一步將凝聚體絮凝成大絮團而沉淀。由此可見，有磁粉參與的磁絮凝反應(yīng)與沒有磁粉參與的絮凝反應(yīng)沒有本質(zhì)區(qū)別，磁粉與其他的細微懸浮顆粒一樣，混凝劑的作用機理對它同樣起作用，已有的混凝理論對磁絮凝反應(yīng)同樣具有指導(dǎo)意義，所有的強化混凝措施都將促進磁絮凝反應(yīng)的進行。

磁粉的回收

傳統(tǒng)的磁粉回收裝置有格柵型、鼓型、帶型等，非常常用的為轉(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 °[3]，圓桶是用來運載黏附在其表面上的磁性物質(zhì)，其工作原理如圖所示。

圖 轉(zhuǎn)鼓式磁粉回收裝置工作原理圖

含有磁粉和污泥的污水從轉(zhuǎn)鼓的一端進入分離裝置，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，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)的分離過程。

工藝優(yōu)勢

（1）占地?。合到y(tǒng)集成化程度高，磁加載物的投入使得絮體沉降速度快，從而減小了裝置體積及整體的占地面積，比常規(guī)工藝占地面積小15倍以上；單套30000m3/d規(guī)模加載混凝磁分離系統(tǒng)的占地約為300m2左右。
（2）移動性：集成度高使得裝置可以做成車載、船載式移動式設(shè)備，非常適合應(yīng)急事件、農(nóng)村生活污水和飲用水等多個領(lǐng)域的水處理。
（3）見效快：沉降速度快，停留時間短，啟動時間快，整個系統(tǒng)進出水不到20min，且處理效果好，能快速去除各種污染物質(zhì)，其出水水質(zhì)可與超濾膜出水相媲美，尤其針對水體中的總磷（TP）可至<0.2mg/L。
（4）投資少：系統(tǒng)簡單，占地面積小，移動式設(shè)備無需土地審批，施工周期短，且可以在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進行改造，可很好的減少投資成本。
（5）運行成本低：系統(tǒng)能耗低，設(shè)備維護簡單，先進的磁分離回收裝置使得磁物質(zhì)可完全回收，有效地污泥回流系統(tǒng)減小了藥劑投加量，可有效的降低運行成本。??此外，其它工藝相比，磁分離技術(shù)具有以下優(yōu)勢：
（1）該工藝能有效對城市污水的一級、二級、三級以及中水和多種工業(yè)污水、飲用水的處理。
（2）表面負荷可達20?m3/m2?h～40?m3/m2?h。
（3）污泥被高度壓縮，濃度高
（4）設(shè)備的使用壽命長，除了正常的維護外，不用更換部件而造成高昂二次投資（膜工藝操作和維修費用估計是加載混凝磁分離系統(tǒng)費用的1.3倍以上）。
（5）對水質(zhì)和水量均有很強的耐沖擊能力，短時間內(nèi)的高峰流量可達平均流量的1.5倍。當(dāng)進水水質(zhì)有較大波動或其它有害金屬離子進入磁分離系統(tǒng)，系統(tǒng)仍然能夠保持較高的去除效果，大幅度去除水中污染物。
（6）如果以后總磷指標(biāo)繼續(xù)提高，不需要增加投資建設(shè)新設(shè)施，只需利用現(xiàn)有加載混凝磁分離系統(tǒng)，在運行時增加絮凝劑的用量即可滿足要求，甚至達到美國標(biāo)準(zhǔn)TP≤0.2ppm。