污水厂提标改造工程中磁混凝澄清工艺的使用探讨
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摘 要 随着社会经济的发展，我国的磁混凝澄清工艺有了很大的进展，它是在高效絮凝沉淀池净水工艺中引入磁性微粒，强化了絮凝效果，能够捕捉凝聚更微小粒径的污染物，水体净化效果优异，出水清澈透明。介绍了磁混凝澄清工艺的原理及技术特点，并应用于一级A提标工程，磁混凝澄清池表面水力负荷可达20～40m3/m2·h，同时出水SS<5mg/L，浊度<1.0NTU，TP<0.3mg/L或更低，非常适合于城市污水厂提标。
关键词 提标改造;磁混凝澄清池;污水厂
引言
面对日益严重的水体污染状况和越来越严格的排放标准，近年来全国污水处理厂掀起提标改造浪潮，更有部分地区和企业提出污水处理厂出水水质需达到地表Ⅳ类或更高水质要求，从而减少污染物排放对水体的影响，由此可见，城镇污水处理厂的提标改造将迎来新的挑战。磁混凝澄清工艺是在高效絮凝沉淀池净水工艺中引入磁性微粒，通过絮凝、吸引吸附、电荷吸附、架桥、网捕等作用使水体中的藻类、胶体、细菌等不溶性污染物与微粒磁粉有效结合，形成密度更高和体积更大的絮体，絮体沉降更快，大大提高了悬浮物的去除效率，达到更好的处理效果，可满足更高标准的排放要求。
1 磁混凝澄清工艺流程
磁混凝沉淀池由4个过程区组成，即混凝区、磁粉投加区、絮凝区和澄清区组成。混凝区投加质量分数26%的硫酸铝，与原水中悬浮物、胶体等物质产生急剧、充分的混合，使胶体脱稳并形成絮体;磁粉投加区内投加磁粉，同时配合高含量泥渣回流形成污泥捕捉层，增大絮体密度促使其快速沉淀;絮凝区内投加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM），使混合过程产生的细小絮体接触碰撞形成较大的絮体颗粒;处理水进入澄清区后自下而上流动，絮体受到重力作用向下沉淀，沉淀过程中互相妨碍、干扰，形成一个整体向下沉淀，与澄清水之间形成清晰的固液界面，实现泥水分离，澄清水则通过池顶溢流堰溢流出水，沉淀区另设斜管以加强沉淀效果。磁混凝沉淀池的污泥通过剩余污泥泵，输送到磁泥分离区，剩余污泥可排放至储泥池进行处理，回流磁粉进入磁混凝系统继续使用，磁粉损耗量极小[2]。
2 磁混凝澄清工艺的技术特点
①出水水质清澈，SS<5mg/L，浊度<1.0NTU，TP<0.3mg/L或更低，包括有机磷，可视池底刮泥机。②高达40m/h以上超高的沉降速度，高达20m3/m2h以上极高的表面负荷。③高效的设备集成，可模块化;投加磁粉99%以上的回收率。④系统内部具有约2000mg/L的固形物，因此耐受流量及固体负荷冲击。
3 污水厂现状
广东省梅州市某污水处理厂原有主体工艺采用“A2O微曝氧化沟”生物处理，处理规模为5.0万m3/d，提标改造前出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准（B标准）和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB4426-2001）第二时段一级标准的较严值;提标后出水水质需执行广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准和国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002[5]）一级A标准中的较严值，污水处理厂提标改造工程拟在现状污水处理流程后增加的深度处理工艺为“磁混凝沉淀池+反硝化深床滤池”，其中磁混凝沉淀池主要用来去除TP，同时可兼顾去除部分SS、BOD5、COD等。
4 磁混凝澄清池工艺参数及布置
二沉池出水经泵提升后进入磁混凝澄清池，磁混凝澄清池与加药间合建。提升后的污水进入磁混凝澄清池依次流入混凝池、磁粉投加池、絮凝池、澄清池，出水汇流至反硝化深床滤池，后经紫外消毒池、计量池排出。占地尺寸（含加藥间）约：28.25×29.20，分两格，混凝剂投加在第一格反应池，磁粉投加在第二格反应池，助凝剂投加在第三格反应池，澄清池的沉淀污泥回流至第二格反应池，排出系统的化学污泥经磁分离机回收磁粉后排至储泥池[3]。
5 工艺应用特点
磁混凝澄清工艺应用于一级A提标，SS及TP能够直接达标，同时COD去除率显著高于常规混凝沉淀。除此之外，在工程应用上还有如下特点：①磁混凝设备所需的设备基本为常见的机械设备，保养及维护比较方便，维护检修费用不高;②磁混凝工艺可以通过调整药剂的投加量，对冲击负荷的适用力较强，可以保证出水水质稳定达标;③磁混凝澄清池占地面积很小，常规老污水厂一般能够满足此要求。随着城市土地成本越来越高，磁混凝澄清工艺节约土地的价值将越来越突出。
6 运行效果及处理成本
由于本工程污水处理厂提标前存在总磷超一级B情况，本次提标新建磁混凝沉淀池按着出水水质TP由1.5mg/l降低至0.5mg/l的要求建设，磁混凝沉淀池的运行成本主要有电费、药剂费、自来水费。PAC、PAM、磁粉补充分别以3000、31000、3000元/t计，药剂投加费约0.151元/t·d，电价按0.65元/（kW·h）计算，自来水费按照2.5元/t计算，总成本约为0.163元/t[4]。
7 结束语
综上所述，根据污水厂的水质特点，采用磁混凝澄清工艺进行处理，实际运行结果表明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强，出水SS、TP的质量浓度分别达到5mg/L、0.3mg/L，远远满足GB3838-2002[1]地表水一级A标准;成本较低，经济上可行，运行成本为0.163元/t，具有推广价值。本工艺的主要优点是可以有效去除TP和SS，并且减少了混凝剂的投加量，降低了处理成本，磁粉也可以回收利用，是一种经济有效的水处理方法，尤其在污水厂提标改造方面有着广阔的应用前景。
参考文献
[1] GB 3838-2002.地表水环境质量标准[S].北京：中国标准出版社，2002.
[2] 龚正.磁混凝澄清池在污水除磷中应用[J].江西建材，2017，（16）：76.
[3] 蒋海，安琳，欧芳.磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用[J].市政技术，2012，30（1）：108-110.
[4] 区颖，黑国翔.磁混凝澄清工艺在污水厂提标中的应用[J].环境保护与循环经济，2015，35（5）：31-32.
[5] GB189918-2002.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京：中国标准出版社，2002.
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