1、工藝原理
高效磁混凝沉淀池是在常規(guī)混凝、絮凝的過(guò)程中，投加水處理配套的磁粉，粉末狀的磁粉與混凝過(guò)程中的絮體結(jié)合，形成以磁粉為凝結(jié)核的穩(wěn)定絮體，由于磁粉的比重是水比重的5.3倍，使結(jié)合有磁粉的絮體比重迅速提高，此種絮體自流進(jìn)沉淀池后，幾分鐘內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)快速沉降，沉降速度可達(dá)每小時(shí)40米，是常規(guī)混凝沉淀的20倍，同時(shí)此過(guò)程使混凝絮凝反應(yīng)的架橋、吸附、撲捉能力得到進(jìn)一步提升，強(qiáng)化了處理效果，使磁混凝沉淀系統(tǒng)升級(jí)。
高效磁混凝沉淀池主要由混合池、沉淀池、回流排泥系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)及此份回收系統(tǒng)的等幾部分組成，各部分功能如下：
1)混合池
混合池分為三個(gè)池子，分別為快速混合池H1、磁介質(zhì)混合池H2及絮凝反應(yīng)池H3。H1用以投加PAC等絮凝劑，并利用快速攪拌使之與進(jìn)水快速混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速一般為150r/min。H2用于磁粉回收、磁粉投加和水磁混合，利用快速攪拌使磁粉與前端混凝的進(jìn)水快速混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速一般為100r/min。H3用于絮凝劑的投加混合，更好的帶動(dòng)磁粉及水中不溶性物質(zhì)的沉降。該池應(yīng)使用慢速攪拌，轉(zhuǎn)速一般設(shè)為30-60r/min，快速攪拌會(huì)擊碎絮凝體導(dǎo)致絮凝失敗。
2)沉淀池
沉淀池選擇斜管沉淀池，且配套大功率不銹鋼中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。混合水體的平穩(wěn)沉降出水池，磁混沉淀回流，上清液從出水槽平穩(wěn)流出。池底刮泥機(jī)防止底部磁粉、底泥沉積，方便更好的回流。
3)回流排泥系統(tǒng)
磁混凝技術(shù)中回流和排泥是兩個(gè)非常重要的過(guò)程，回流主要目的是磁粉的回流利用，同時(shí)維持池體內(nèi)部泥量的均衡，回流比一般為進(jìn)水量的6%~15%，回流比隨進(jìn)水量的增大可適當(dāng)增大。排泥泵對(duì)應(yīng)于自控圖上的剩余污泥泵，作用是在特定時(shí)間中排除多余的泥量，維持池內(nèi)正常的固體負(fù)荷。排泥比通常為進(jìn)水量的2%，具體視進(jìn)出水SS或者SV30判斷是否需要排泥。
一般回流和排泥都會(huì)安排兩套，一套進(jìn)行備用。
4)加藥系統(tǒng)
混凝劑(除磷劑)：一般采用PAC、PAFC等藥劑，有研究表明PAC投加量為 20-30mg/L 的情況下，對(duì)濁度、總磷的去除率可以達(dá)到90%以上，但實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)前端總磷的去除情況需要調(diào)整PAC投加量到30-50mg/L，可以根據(jù)實(shí)際情況去調(diào)整。
磁粉：隨著磁粉顆粒的增大，比表面積迅速減小，磁粉與污染物的接觸面積隨之降低。磁粉的比重遠(yuǎn)大于水,大顆粒的磁粉極易迅速下沉。為了獲得高的磁粉絮凝率,磁粉粒徑應(yīng)不超過(guò)10μm。另外加入的磁粉部分自行沉淀,大部分被絮凝成大絮團(tuán)而沉淀。當(dāng)磁粉加入量較少時(shí),磁粉絮凝率高,隨著磁粉加入量的增多,磁粉絮凝率逐漸降低。這是因?yàn)?當(dāng)磁粉加入量較少時(shí),磁粉周圍存在著大量的其它懸浮物,磁粉與其碰撞、吸附和凝聚的機(jī)會(huì)很多,加入的磁粉大部分與污染物凝聚成大絮團(tuán),磁粉絮凝率高。但是,隨著磁粉加入量的增多,磁粉周圍除了存在著其它懸浮物外,還存在著相當(dāng)數(shù)量的磁粉,這時(shí),磁粉與磁粉相互碰撞凝聚而沉淀的機(jī)會(huì)增多,磁粉絮凝率降低。磁粉加入量越多,磁粉之間相互碰撞凝聚的機(jī)會(huì)越多,磁粉絮凝率越低。所以,合適的加入量要視污染物濃度而定(可以觀察形成的絮體來(lái)參考投加量),否則要么太少以致絮團(tuán)的磁性達(dá)不到要求,要么太多而浪費(fèi)磁種。試運(yùn)行啟動(dòng)的時(shí)候可以按照80-100mg/L 的量進(jìn)行投加試驗(yàn)，后續(xù)持續(xù)運(yùn)行的時(shí)候可以根據(jù)每天的水量和運(yùn)行情況進(jìn)行投加。
絮凝劑(PAM)：其中PAM有幾種，一般因?yàn)門P 在水中是以有機(jī)磷與無(wú)機(jī)磷的形態(tài)存在，而無(wú)機(jī)磷是以磷酸鹽的結(jié)構(gòu)存在并帶負(fù)電荷，所以采用陽(yáng)離子PAM應(yīng)用于磁混凝中比較常見(jiàn)。絮凝劑的投加量也是通過(guò)觀察絮體來(lái)進(jìn)行確定，增加絮凝劑加入量并未能提高磁粉絮凝率,過(guò)量還會(huì)導(dǎo)致絮凝失敗。根據(jù)混凝劑作用機(jī)理,加入聚合氯化鐵主要是通過(guò)改變膠體或懸浮顆粒的表面性質(zhì),使膠體或懸浮顆粒之間的吸引能大于排斥能而促進(jìn)凝聚的,而加入聚丙烯酰胺主要是通過(guò)架橋作用使膠體或懸浮顆粒連接起來(lái)而聚沉的。目前城市污水處理廠中PAM 的投加量一般為0.5-1mg/L，調(diào)試期間可以按照這個(gè)投加量進(jìn)行試驗(yàn)出合適的配比。
5)磁粉回收設(shè)備：磁分離機(jī)、高剪機(jī)
目前應(yīng)用比較多的磁分離機(jī)是轉(zhuǎn)鼓型的，磁分離機(jī)利用永磁磁系所產(chǎn)生的磁力，將給料中的磁性磁種顆粒吸附到圓筒表面上，并隨圓筒一起旋轉(zhuǎn)，待脫離磁場(chǎng)作用后在刮板或沖洗水作用下回收磁種，而非磁性物料從污泥排出口排出，從而完成磁介質(zhì)的回收。現(xiàn)階段回收設(shè)備已經(jīng)比較成熟，回收率可以達(dá)到98%以上。
2、技術(shù)特點(diǎn)
(1)高沉降速度、低水力停留時(shí)間，在縮短絮凝與沉降時(shí)間、分離絮體方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的絮凝工藝中加入磁粉會(huì)形成高密度的復(fù)合磁性絮凝體，可以極大地增強(qiáng)絮凝效果；同時(shí)磁粉與污染物凝聚成大絮團(tuán)，比重會(huì)顯著增大，也有利于脫穩(wěn)膠體的沉降，從而達(dá)到增強(qiáng)去除效果以及加快沉降的目的。
( 2)在處理生活污水、微污染水、含有重金屬的廢水以及有機(jī)廢水等方面都有顯著的效果。加載磁絮凝技術(shù)對(duì)含有油類、重金屬、病毒以及高COD值的工業(yè)廢水去除效果明顯好于傳統(tǒng)工藝。
(3)占地面積小、投資降低。由于加快了絮凝體的沉降速度從而大大減少了沉淀池的水力停留時(shí)間，增大其表面負(fù)荷，最終可以實(shí)現(xiàn)縮小沉淀池體積達(dá)到減少投資的目的。
(4)耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、運(yùn)行成本低和管理方便。該技術(shù)在增強(qiáng)絮凝效果的同時(shí)改善絮體結(jié)構(gòu)，能明顯減少絮凝劑的用量；同時(shí)，沉淀后的絮體可離心分離磁種，然后回收并在系統(tǒng)中循環(huán)使用，減小處理成本。
