超磁分離技術在生態補水工程中的應用

摘要：生態補水是做好水資源綜合治理與保護體系中不可或缺的一個內容，針對巢湖流域某生態補水工程超磁分離工藝的應用進行研究。該工程從巢湖取水經磁混凝處理后，出水主要指標穩定到達《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）的Ⅲ類標準，成為了景觀河道的有效清潔水源補給，改善了生態環境。

關鍵詞：生態補水;超磁分離;運行效果;改進建議

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.037

Abstract：Ecological water replenishment is an indispensable part of water resources comprehensive management and protection system.This paper studies the application of super magnetic separation technology on ecological water replenishment project of Chaohu Lake Basin.The source water from Chaohu Lake is treated by magnetic coagulation， the effluent quality satisfied the requirement of the class III standard of Environmental quality standard for surface water （GB 3838-2002）. It has become an effective clean water supply for landscape river and improved the ecological environment.

Key Words：Ecological water replenishment;Supermagnetic coagulation;Effect operating;Improving advices

隨著水資源短缺，城市水庫蓄水導致城市景觀河道變成“一汪死水”，水量短缺、水質變差的問題日益嚴重，為恢復其水體功能，為河道補充活水水源尤為重要。生態補水是做好水資源綜合治理與保護體系中不可或缺的一個內容，旨在恢復河道基流，提升地下水位，增強河水自凈能力，促進河道生態恢復，緩解河道周邊生態惡化，進一步提升水生態環境。

磁混凝技術主要是通過在投加混凝劑的同時加載磁種，使污染物、磁種、混凝劑結合為一體，形成帶有磁性的復合體，然后通過磁分離裝置或自身的快速沉降，實現固液分離，從而將污染物去除。[1，2]近年來，在水處理領域得到廣泛研究與應用。[3-5]巢湖流域某生態河作為季節性、雨源性河流，生態基流的缺失是河里水質污染的重要致因。為改善河體水質，防止藻類水華的發生，構建健康的生態水景，需要對該河及時進行生態補水。該生態補水廠二期采用超磁技術對進水源進行處理后再補給到河內。

1 項目基本情況

1.1 設計規模

該廠二期設計規模為5×104m3/d，主體工藝為超磁分離工藝。

1.2 設計進出水水質

該項目設計進水指標根據原水巢湖水確定，出水主要指標執行《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）的Ⅲ類標準。該工程設計主要污染物指標詳見下表：

1.3 主體工藝介紹

超磁分離水體凈化技術是通過向污水中投加可循環利用的磁種，在混凝劑和絮凝劑的共同作用下形成磁絮凝體，再利用永磁磁鼓產生的強力磁場在瞬間（2秒鐘以內）吸附磁絮凝體，實現污水固液分離的過程，以達到消除污水中絕大部分污染物的目的。

磁鼓吸附的磁絮凝體通過高速攪拌裝置重新分離，磁粉以磁場進行回收、循環利用，剩余絮體以剩余污泥形式處理。技術原理如下圖所示：

超磁分離水體凈化技術作為一種新型的水處理技術，在雨水回收利用、河道與黑臭水體治理、污水廠提標改造、工業廢水等方面具有廣泛的應用。根據廠內設備的運行狀況，總結其優缺點如下。

1.3.1 超磁分離水體凈化技術優點

（1）出水效果好，處理速度快;

（2）處理能力強，單臺設備處理規模可達3萬噸/日;

（3）體積小，占地少;

（4）藥劑投加量少，單耗較低;

（5）工程量小，建設周期短;

（6）污泥濃度高，脫水性能好。

1.3.2 超磁分離水體凈化技術缺點

（1）設備集中，操作空間小，設備維修難度大;

（2）抗反沖能力弱，進水波動、設備故障等因素會立即造成出水異常，對操作）管理人員的技術水平及責任心有一定要求;

（3）耗材消耗量大，費用高，且需及時更換，否則處理效果急劇下降;

（4）維保頻次和維保質量的需求高;

（5）不便于處理過程的觀察與控制;

（6）設備功率小，但用電單元多，單耗高于常規混凝沉降系統;

（7）脫水后的剩余污泥粘性較大。

1.4 主要工藝設計參數

處理2萬t/d磁混凝裝置2組，處理1萬t/d磁混凝裝置1組。

2 運行處理效果

圖2顯示，7-8月份廠內平均進水COD為54mg/L，最大進水COD為153mg/L，最小COD為22mg/L;平均進水NH3-N為0.76mg/L，最大進水NH3-N為1.67mg/L，最小NH3-N為0.21mg/L;平均進水TP為0.47mg/L，最大進水TP為0.96mg/L，最小TP為0.11mg/L。數據表明該廠進水NH3-N能滿足設計進水標準，但進水COD和TP存在部分天數偏高現象，最高值分別超設計負荷255%和192%，原因分析為可能由于該廠取水點較淺，易造成底泥旋起，造成進水SS數值偏高，影響了進水COD和TP數值。但從圖3數據顯示出水水質均能達標，其中平均出水COD為11mg/L，最大出水COD為19mg/L，最小COD為4mg/L，平均COD處理率為79%;平均出水NH3-N為0.23 mg/L，最大出水NH3-N為0.84mg/L，最小NH3-N為0.01mg/L，平均NH3-N處理率為70%;平均出水TP為0.03mg/L，最大出水TP為0.04mg/L，最小TP為0.01mg/L，平均TP處理率為93%。

3 存在問題及改進措施

針對超磁分離水體凈化技術的特點，結合現場運行狀況和問題，提出了以下優化措施：

3.1 固態藥劑投加不方便，成本高

將固態PAC藥劑更換為液態PAC藥劑，解決了固體PAC溶解不充分，易堵塞的問題，藥劑濃度控制也更精確，投加成本更低;

3.2 藥劑成本較高

優化PAC、PAM、磁粉投加比例，經過長期多次試驗，在不降低絮凝效果的前提下，調整投加物比例，將工藝調整到最佳水平，大大優化了藥劑成本控制。

3.3 磁粉消耗量大，易損件更換頻繁

磁粉會對刮條、刨條及磁種泵造成磨損，適當降低磁粉投加量既減少了污泥在管道的沉積，也降低了設備故障率，延長設備使用壽命;

3.4 季節及天氣變化對原水水質影響較大

巢湖為平原湖，水淺面廣，水質易受到季風影響。時刻關注天氣變化，及時根據天氣預報預測水質變化，及時調整生產指令確保水質達標。

4 結語

該塘西河生態補水工程該工程從巢湖取水經磁混凝處理后，出水主要指標穩定到達《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）的Ⅲ類標準，運行效果良好。通過對運行存在的問題進行了分析改進，起到了優化運行的效果。

參考文獻

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收稿日期：2019-12-04

作者簡介：徐超，男，本科，工程師，研究方向為污水處理廠建設、運營監管、污水處理、污泥處置等。