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本文作者：歐陽云生作者單位：環能德美集團（工程）公司

超磁分離凈化工藝設計特點

目前，我國對一級強化處理出水尚沒有統一的執行標準，給設計帶來較大的困難。根據實測值結合現行標準，確定主要設計水質標準，詳見表2。磷作為地表水體富營養化的污染控制因子，在考慮去除碳源污染物的同時，除磷也成為設計重點。污水中的磷大多以磷酸根形式存在，化學除磷主要不是靠絮凝，而是靠投加的Al3+與PO43-發生化學沉淀反應而使沉淀物從水中析出（詳見反應式（1））。在沉淀過程中，沉淀物還能網蒲、吸附有機磷和聚合磷，從而獲得復合除磷效果。Al2(SO4）3+14H2O(液態)+2PO43-→2AlPO4鄔(沉淀)+3SO42-+14H2O（1）由方程式（1）可知，每去除1gPO43-需要6.25gAl2(SO4)3•14H2O。因鋁鹽（Al3+）比鐵鹽（Fe3+）輕，且Al3+有更好的的水解、聚合特性，石灰本身又不能兼有混凝效果，故推薦投加硫酸鋁原液來實現混凝及化學除磷。

1混凝

根據化學計量關系，除磷1.5mg/L需投硫酸鋁約9.37mg/L，污水混凝投量136mg/L（約為南方低濁度給水投藥的6.8倍），總設計投加量150mg/L，藥罐設計儲藥時間7d。為保證混合的快速劇烈，混凝池內設一套快速攪拌器：槳葉直徑D=0.75m，兩層漿葉、軸長L=2.7m，功率N=5.5kW，轉速可調。混凝時間1min，根據計算公式（2）可得速度梯度G=670S-1，約為《城鎮給水》設計手冊所列下限值的。G＝1000NuQt姨（2）式中：G-攪拌速度梯度，S-1；N-攪拌功率，kW；u-水的粘度，pa.s，20攝氏度時取1.02×10-3；

2投加磁種

磁種粒徑N+um，重于水，按5mg/L投量補充系統物料損失，依實際需要斷續或連續投加。磁種使凝聚所形成的絮團帶上磁性，加速超磁吸附效果，縮短啟動響應時間，3min即可獲得良好的吸附效果。設計三套磁種回收循環利用投加系統，分別含絮團分散機、磁分離磁鼓、磁種攪拌箱和磁種計量投加單元組成。磁種投加到混凝池內，與PAC快速混合。

3絮凝

由于有機高分子絮凝劑價格較高，為了減少投藥量，充分發揮不同絮凝劑間的協同，與無機混凝劑復配使用，設計采用PAM，投加量1-2ppm，稀釋到0.1%后投加。絮凝池內設慢速攪拌器一套：漿葉設計兩層，槳葉直徑分別為D=0.8m、D=1.0m，軸長L=2.8m，功率N=5.5kW。絮凝時間2.0min，GT值4.02×104，保證絮凝過程的充分與完善。

4超磁高效吸附分離

含有前段工序（混凝系統）形成的磁性絮團的廢水通過管道由進水口流入，當其進入工作區后，立即被由稀土磁盤機構吸附在磁盤上。磁盤機構通過主軸定向連續轉動，被吸附的絮團也隨磁盤轉動，隨磁盤帶出水面到卸渣裝置分段式刮渣條上。通過集渣及輸渣裝置輸送去磁分離磁鼓中。隨著主軸不斷旋轉，已除掉磁性絮團的稀土磁盤機構再次進入工作區吸附從進水水槽來的磁性絮團，周而復始地完成上述處理過程。設備選型：PSMD－10000型超磁分離機3套；單套處理能力：10000m3/d；外形尺寸：長×寬×高＝6000×2960×1900；電機功率：6.2kW；凈化效率：＞90%。

5磁種循環

磁分離磁鼓用于回收投加進入原水中的磁種，以達到再利用的目的。通過超磁分離機分離出來的渣是磁種和懸浮物所形成的絮團，將這些絮團打散后通過磁分離磁鼓的分選，使磁種和非磁性物質分離出來，回收的磁種再次進入原系統作為磁種投加，分離出來的渣和水直接進污泥處理系統。設備運行穩定，回收能力強。設備選型：HCG－10000磁分離磁鼓3套；單套外形尺寸：長×寬×高＝3300×2000×1450；處理能力：1－5m3/h；電機功率：13.55kW；磁種回收率：>98%。

運行效果分析

該污水處理廠自2010年3月開始設備調試。至今已運行了一年多，從這一年多的運行情況來看，出水中各項指標均優于招標文件一級強化出水的標準，處理效果見表3。

結語

（1）超磁分離凈化工藝具有很強高效分離吸附效果，占地少、效能高、功能多，適合處理城市污水一級強化、初雨及合流污水、提標改造深度處理。（2）引進的新工藝有其獨特的原理特點，工程設計中可在分析推敲后突破國標進行參數取值。（3）磁分離系統功能測試期間，系統運行穩定、可靠。功能測試32天內系統共處理水量646072m3/d，進水平均流量為20189.75m3/d，滿足合同要求＞20000m3/d。（4）系統共產生污泥4779m3，產泥率為0.74%。抽樣測試污泥濃度大于7%，含水率小于93%，污泥濃度高。可不經過濃縮直接進入脫水設備，大大節省污泥濃縮池占地和污泥脫水設備選型時的大小。經過常規的壓濾脫水后，污泥含水率小于45%，沉泥餅狀，便于裝卸外運。（5）系統共耗電36323.69kWh，噸水電耗為0.056kWh，電耗較低。（6）磁分離系統基本滿足合同＞99%的要求。總體磁種損失率為1.21%，即磁種回收率為98.9%，系調進水水質異常、停機流失、3mm轉鼓格柵出水含有較多的漂浮物等造成。