磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用实践

磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应
用实践
摘要：城市污水处理中，污水处理技术相对较多，磁混凝沉淀技术是一种最为有效的处理工艺，有效解决了城市的污水问题，促进了城市的现代化发展。

因此，本文阐述了磁混凝沉淀技术简介及重要性，对磁混凝沉淀技术作用机理进行分析，做出磁混凝沉淀技术工艺流程及工艺参数进行说明，最后对磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用展开研究，希望对我国磁混凝沉淀技术的发展有所帮助。

关键词：磁混凝沉淀技术；城市污水处理；应用
引言
城市污水问题在现代社会中具有重要的地位，应用磁混凝沉淀技术有助于快速解决我国城市污水问题。

磁混凝沉淀技术在现代城市污水处理中具有重要的作用，磁混凝技术具有时间短、水质稳定的优点，有助于减少磁混凝技术的反应，助力我国现代城市污水处理的发展。

1.
磁混凝沉淀技术简介
随着我国经济的不断发展和进步，对于水资源的需求也随之越来越大。

磁混凝沉淀技术是处理水污染的广泛因素之一，向废水中投入混凝剂，实现大颗粒的形成，并运用合理的沉淀方式进行废水的分离。

磁混凝沉淀技术可以促使混凝剂、污染物之间的混合，形成磁性复合体，利用分离技术实现磁性复合体的结合。

磁混凝沉淀技术在传统的混凝技术基础上添加磁种，实现水质的净化，下面对磁混凝沉淀技术进行简要分析，希望能助力我国絮凝技术的发展。

磁混凝技术在发展中要注意以磁种为基础，添加絮凝剂，运用絮凝、吸附等作用原理，进一步实现水污染中悬浮物的结合，形成絮状体，促进固液物质的分离。

影响磁混凝沉淀技术的因素主要有以下三种，一种是投入磁种，一种是混凝剂的影响，一种是药剂投放顺序。

投放磁种会影响沉淀的生成，磁混凝沉淀技术相比传统的城市污水处理技术，具有快速、稳定、成本低等特点，磁种加入后要注意颗粒的大小、种类、投放量的情况，减少对絮体的形成因素的影响。

磁混凝沉淀技术中磁种作为重要的作用因素，主要的种类分为以下几种，比如铁粉、磁性氧化铁等物质，这些物质的作用机理差异比较大，会在一定程度影响混凝效果。

在城市污水中加入混凝剂，不同的混凝剂会对城市水污染的情况产生不同的效果，同时不同水质也需要根据混凝剂的混凝效果的不同采用不同的方式。

加入药剂投放顺序的影响，磁混凝过程中注意磁种与悬浮颗粒之间的絮凝过程，增强加入的混凝剂与污水之间的碰撞频率，选择合适的搅拌速度，减少絮团打破。

对磁混凝沉淀技术的研究得出，当搅拌速度能够达到80r/min，磁种投放25mg/L时可以得出磁混凝技术的除污率可以达到99%。

混凝技术在水处理中要关注水质的稳定性，缩短沉淀的时间，加强对磁混凝作用的探讨，改善混凝的效果和技术。

二、磁混凝沉淀技术作用机理
在混凝沉淀工艺中增加磁粉，使得混凝产生的絮体与磁粉有效结合。

由于磁粉的相对密度为5．2～5．3，因此增加了絮体的密度，从而加快了絮体的沉降，同时设置了污泥回流系统，使得污泥中的大部分磁粉直接循环使用，剩余污泥经过磁粉回收后排出系统，磁粉回收率为99％左右。

陈文松对磁絮凝的作用机理进行了阐述。

他认为含磁絮团的形成与不含磁絮团的形成过程一样，都是在混凝剂的作用下完成的。

对磁粉f电位的测试结果表明，磁粉表面呈负电性（扣一10．5mV）。

由此可以推断，含磁絮团的形成过程如下：首先，混凝剂水解产生的正离子由于吸附电中和作用聚集于带负电荷的胶体颗粒和磁粉颗粒周围；然后，由于静电斥力的消失。

胶体颗粒与磁粉颗粒之间以及它们自身之间通过范得华引力的作用，互相结合变大；最后，通过絮凝剂的架桥作用，进一步将凝聚体絮凝成大絮团而沉淀。

三、磁混凝沉淀技术工艺流程及工艺参数
3.1 磁混凝沉淀工艺流程如图1所示。

图1
污水经格栅初步分离后，进入处理装置的1级混合池，同时向1级混合池投加混凝剂PAC，二者充分混合后进入2级混合池，在此与回收的磁粉和回流污泥混合絮凝，然后进入3级混合池，与在此加入的助凝剂PAM进行反应，生成较大的絮体颗粒，最后进入沉淀池快速沉降，出水进入下一道处理工序。

经沉淀池沉淀下来的污泥，部分经污泥回流泵回流到2级混合池继续参与反应，另一部分则经高剪切机进行污泥剥离，并进入磁鼓进行磁粉回收，回收的磁粉再次进入2级混合池继续参与反应，剩余污泥则进入后续污泥处理系统。

加药间调配好的PAC 和PAM溶液由加药泵输送至各加药点。

PAC投加到1级混合池。

PAM投加到3级混合池。

3.2 最佳工艺参数的确定
在污水处理中，COD、总磷、浊度是几项最常用的指标，下面我们通过对这几项指标的测定，分析磁混凝沉淀工艺的最佳运行参数。

试验中，源水为某污水处理厂总进水。

现将基本工艺条件及参数列于表1。

表1 基本工艺条件及参数
3.2.1 加料顺序对系统运行的影响
保持其他工况不变分别试验以下3种加料顺序对磁絮凝反应的影响。

①先加PAC，再加入磁粉，然后加PAM；②同时加入磁粉和PAC，然后加PAM；③先加PAC，再加PAM，最后加磁粉。

其中每种物料的投加间隔时间为2min。

针对以上3种加料顺序分别测试上清液的浊度，结果列于表2。

表2 上清液测试结果
从以上数据中可以看出，前两种加料顺序的效果基本相同，第3种显然不可取。

究其原因，应该是磁粉加入太晚，赶不上参加混凝反应，未能形成磁性絮团。

3.2.2 搅拌条件对系统运行的影响
保持其他参数不变，分别调节3个混合池中搅拌机的运行频率，记录下各种组合下叶轮的转数和相应的污水水质指标，得出如下结论：在1级混合池和2级混合池需要快速搅拌，以增加混凝剂、磁粉与污物的碰撞机会，但是，搅拌速度并非越快越好，当搅拌速度达到500r/min时，与250r/min的效果相差不大，因此，在1级和2级混合池宜采用250r/min的搅拌速度。

在3级混合池，宜采用较慢的搅拌速度，以免将生成的矾花打碎。

该工艺条件下推荐80r/min的搅拌速度。

3.2.3 混凝剂投加量对系统运行的影响
保持其他参数不变，将PAM投加质量浓度恒定，调节PAC的投加量（以Al2O3计），分别测试各种加药量下的COD、总磷及浊度指标，并计算出各项污染物的去除率，将试验结果绘于图3中。

从图3中可以看出，系统对COD的去除率保持在75%以上，当加药量在25～30mg/L之间时，COD的去除率在85%左右，随着PAC投加质量浓度的提高，COD去除率没有明显提高。

图3 COD、总磷及浊度去除率随PAC投加量的变化曲线
当PAC投加量在30mg/L以内时，系统对总磷的去除率随着投加量的增加有显著提高，去除率可以达到97%，当投药量超过30mg/L后，总磷去除率仍可随加药量的增加而提高，但趋势放缓，维持在98%～99%之间，最高达99.3%。

系统对浊度的去除率基本都可以维持在95%以上，当投药量在25mg/L以内时，随着投药量的增加，浊度的去除率有明显提高，可以达到99%，当投药量继续增大，浊度去除率提高不明显。

综上，在PAM投加质量浓度恒定的条件下，当PAC
的投加质量浓度（以Al
2O
3
计）在25～30mg/L之间时，各项污染物指标都有较好
的降低，随着PAC投加质量浓度的继续增大，各项污染物去除率均没有明显提高，因此，最佳的PAC投加质量浓度为25～30mg/L，此时，COD、总磷、浊度的去除率分别为85%、97%、99%左右。

四、磁混凝沉淀技术在城市污水处理中应用
磁混凝沉淀技术作为一种新型的污水分离技术，相对传统沉淀技术具有沉淀速度更快、效率更高，而且对细菌、油类、微小粒子具有良好的沉淀效果，因此，
在我国的污水处理行业中得到了更多的应用，在城市污水、中水回用、高磷废水等工业废水中均取得了良好的效果。

4.1城市生活污水
生活污水处理中采用的混凝技术主要是先投加混凝剂，之后再投加助凝剂。

磁混凝工艺是在常规混凝工艺中投加磁粉来进行污染物的混凝分离。

采用磁混凝技术处理城市污水，能够有效的去除有机物、重金属、磷等，而且对降低后续工艺负荷及提高尾水出水水质有着显著的效果。

宋立堂利用磁混凝技术处理生活污水厂尾水，其处理效果显著优于常规混凝，其中磁粉最佳投加量500mg/L，PAC 最佳投加量为50mg/L，而且出水水质稳定。

随着磁混凝技术的不断发展，其在大型的污水厂中也得到了实际应用。

某污水处理厂采用磁混凝技术进行了2个月中试试验，取得了良好的效果。

随后该技术又应用于5万t/d市政污水处理中。

由于有磁性物质参与了混凝反应，在污水处理过程中形成了更为紧密和结实的絮团，而且能够吸附更多的污染物。

某污水厂采用磁混凝技术全部设施占地面积为1000m2，如采用常规的混凝沉淀技术，占地面积要远大于1000m2，因此在基建上大大节省了占地面积和投资。

也缩短了建设周期，同时，其运行管理简便、启动快捷，值得在水处理行业推广应用。

4.2工业污水
城市污水不仅包含了生活污水，还包含了一定的工业污水，这些工业污水中含有大量的有害物质，如果不对这些工业污水加以处理，就会造成严重的水污染、土壤污染，制约城市的发展。

而磁混凝沉淀技术在工业污水处理上，也具有技术优势。

4.2.1木材加工行业废水
木材企业的生产过程中，会产生大量的污水。

近年来，国家在木材行业的发展过程中，制定了更高的污水排放标准。

木材污水中，COD的含量极高，还包含了一些其他的污染物。

在木材加工行业的废水处理上，有关人员做了大量的研究，比如，应用铁碳微电解与混凝沉淀方式，有效实现了木材加工废水的预处理，相关实践表明，应用这些处理工艺以后，其处理效果相对较好，但是，这些工艺也
同样存在着技术局限性，在污水处理之前，需要进行原水的稀释处理。

此外，在一些木材加工企业，在废水的处理上，应用了混凝气浮与接触氧化技术，虽然其处理效率较高，但是相关污染物质的脱除率相对较低。

磁混凝土沉淀技术在应用时，不仅保证了较高的处理效率，也具有较好的脱除率，废水的沉淀速度较快，水质稳定性较好。

4.2.2 钢铁行业废水
钢铁行业生产中，所产生的污水量很大，在钢铁行业的废水中，重金属含量相对较高，如果钢铁企业没有做好对污水的处理工作，就会对生态环境产生较大的威胁，重金属离子的流失使得动物与人类都面临着一定的威胁。

传统的污水处理方式存在着诸多的技术局限性，无法达到污水排放的相关标准。

而磁混凝沉淀技术的应用中，由于磁粉的使用，使得磁粉可以发挥其应有的作用，磁粉带有负电荷，絮体的形成实现了对重金属的吸附，不仅具有良好的脱除效果，还能够节约污水处理成本。

结束语
混凝技术是废水处理过程中重要的技术环节。

磁混凝沉淀工艺相比传统的混凝沉淀技术具有较好的污染物去除效果和较少的基建投资，而且出水稳定、运行操作简便，在污水处理工艺中得到了更广泛的应用。

但其磁粉投加量、磁种回收技术以及混凝剂的分散性等限制了磁混凝技术的发展，因此，在磁混凝这项技术中需要更多的工作来克服缺点、研发新技术和降低成本。

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