【微水会•第33期】超磁分离水体净化技术探讨与应用分享

时间:2016-08-30 来源:微水会 作者:王哲晓

微水会导语

在今年规划会水系统规划与水系统修复分论坛中,提到了水体修复的几种思路,其中有涉及超磁分离技术。针对超磁分离技术通俗一点解释,就是将不带磁性的污染物赋予磁性,然后通过超磁分离设备进行固液分离,实现水体净化。其具体原理、优势及应用案例,还需请专业人士进行解答。

嘉宾:王哲晓 整理:冯茹 排版:孙漠潇 统筹:潘鹏

背景:

磁分离是一项应用很早的物理技术,其借助磁场力的作用,对导磁性不同的物质进行分离,最早应用于选矿业。20 世纪60 年代,磁分离技术开始应用于水处理领域。21 世纪初期,美国、日本、中国开始研发利用超磁分离净化技术,并不断对系统进行改进,多种永磁材料的运用也大幅提升了吸附净化效率,降低了能耗,实现了磁种的回收及高效利用。这一技术也在河流湖泊水环境治理、市政污水处理、工业水处理、水污染应急处理等多领域实现应用。

微水会·第33期

主题:超磁分离水体净化技术探讨与应用分享

话题:

1、黑臭水体治理思路思考

2、超磁分离技术概述

3、超磁分离技术特点

4、应用案例

嘉宾介绍:王哲晓 环能科技副总裁

关于环能科技:

环能科技(SZ.300425)为一家长期从事水处理业务,可为客户提供全方位水处理整体解决方案的上市公司,是国内少数几家掌握磁分离水体净化核心技术的企业。公司以磁分离水体净化成套技术为依托,同时结合生化处理技术、生物-生态水体修复技术、膜技术等水处理领域其他适用技术,在工业废水处理、市政水环境治理、黑臭水体治理、海绵城市建设等领域,为客户提供水处理成套设备及技术、运营服务、EPC、BOT、PPP及整体解决方案。

公司注册资金1.7亿元,员工800余人。服务内容涵盖污水处理、污泥处置与资源化、河湖水环境治理与修复、资源再回收与供水处理等全过程综合服务。

微水会·精彩讲堂

1、超磁分离水体净化技术概述

超磁分离水体净化技术是通过磁粉、混凝剂以及水中污染物质的微磁聚凝作用,将污染物质与磁粉凝聚成磁性絮体,再通过超磁分离设备产生的高强磁场,在强磁场力的作用下,使微絮凝体克服流体的阻力和自身的重力,产生快速的定向运动,吸附在磁盘的表面,通过设备的卸渣装置实现泥渣与水体的分离,从而达到净化水质的目的。磁性污泥再经磁粉回收设备,实现磁粉与污泥的分离;分离后的磁粉可以继续回用,参与下一次的絮凝过程,达到循环利用。分离后的污泥含水量较低,无需浓缩可直接送至脱水系统进行脱水。

2、技术优势及应用领域:

磁分离由于独特的技术原理,具有占地面积小,停留时间短,处理效率高的优势。但同时也有无法处理一些溶解性污染物的缺点。

根据实践,超磁分离水体净化技术,在以下领域具有技术优势。

1)控源截污。

在黑臭水体治理中,把控外源是第一步。由于我国城镇化高速发展,基建设施欠账,导致有很多直排、偷排现象发生。磁分离在治理直排污水方面有其自身的价值,能够在最小的占地面积和停留时间下,改善水体的外源入水。

对于一些外源和内源都控制好的流域,能够很好地恢复当地的水生态环境。这个就是在截污和清淤相配合后,当地生态环境得到恢复的最好表现。

Eg1:北京清河治理

项目采取建设临时治污工程措施,主要是以去除黑臭、提升感官指标为主。通过采用超磁分离水体净化技术,初步改善了城区河道水环境质量。

2)湖体水质保持。

由于管理措施的不到位,一些城市湖体的水质渐渐发生恶化,影响了附近居民的正常生活。所以,湖体水质保持就会成为一个新的社会需求。

用磁分离对水体做原位修复的原理和工程实践也都非常简单。主要是通过抽取湖体水,经过磁分离进行过滤和净化。去除其中的P、SS、藻类等污染物。达到净化水质的效果。

Eg2:成都白马湖

在成都白马湖是的一座新建人工湖,也是“2012年成都国际铁人三项赛”的比赛场地。由于湖体为封闭水体,水体流动性差、溶解氧降低,富营养化进程加快、水质易受到污染。

经过磁分离的体外循环偷袭工程的实施,有效的改善了水体的质量。为运动员提供了良好的环境。

3)黑臭河道水质改善。

对于部分涉及到跨境断面,有断面考核的河道。有些时候无法准确的将外源污染和内源污染去除,可以考虑用拦截坝的形式,在河道边进行磁分离透析,再将处理干净的水补给回河道。能够有效地提升断面的水质。减少各种生态补偿的成本和费用。

例如类似上图的河道,除了磁分离透析外,还可以加入一些太阳能曝气、生态链构建、浮岛等技术进行辅助。当然任何的技术都有其在治理中的局限性和特色,要一河一策,正确应对。

4)生活污水。

尤其是分散式的生活污水,可以采用磁分离+生化的集成式工艺进行处理。按照国家新型城镇化规划要求,到2020年,全国所有县城和重点镇具备污水收集处理能力,县城、城市污水处理率分别达到85%、95%左右。

Eg3:农村分散式生活污水处理

上图为今年在某新型城镇建设中所做的农村分散式生活污水处理案例。通过运用超磁分离水体净化技术有效的解决了小水量,分散式的处理难题。

5)弥补产能保障运行。

一些污水处理设施的规划和建设未能完全与城镇化进程相匹配,造成处理能力严重落后于当地的污水产量。 建厂较早的污水处理厂也面临扩容、提标改造,改造周期较长,改造期间,超负荷污水必须采取应急保障处理措施。除了污水厂自身设计、检修时候的产能不足之外,还有很重要的原因是突然产生的顺时外来水量,例如,暴雨时候,个别污水塘引水入污水厂等时候。都会造成污水厂的产能不足。

为满足“占地小,周期短,出水好”的需求,采用移动式超磁分离水体净化设备,放置在排污口,有效去除COD、SS、TP等污染物质,为污水厂的升级改造提供了有力保障。

Eg4:浙江污水厂改造

在夏季和污水厂改造期间,将放置在污水厂末端的磁分离设备进行运行,有效的缓解了污水厂直排的问题。

6)石材废水。

随着我国房地产行业的爆炸式发展,石材行业 特别是建筑石材行业也得到高速的发展。伴随而来的生产废水量大增,未经处理直排入自然水体,对区域水环境造成了严重的破坏。

由于石材废水的污染物主要是SS,所以经过磁分离的处理,能明显快速的澄清水中的SS。此外,类似的能力,在玻璃建材行业也可以有所应用。

7)污水处理厂提标改造。

提标改造也是一个传统的行业话题。但是,对于不同的污水厂有不同的提标改造需求。对于一些P、SS超标的污水厂,或者改造占地不足的污水厂,可以用磁分离进行处理,有效的解决P和SS超标或者占地面积不足的问题。

Eg5:浙江某经济开发区项目

除了占地面积小的优势之外,由于是成套化的设备,也能有效的缩短工期。

8)工业供水。

工业用水多采用地表水,但我国多数地表水水质条件达不到直接作为工业用水的要求,所以需经过处理后方能作为工业供水。对于混浊型的江河水,拿来做品质要求不高的工业供水,可以用磁分离进行处理。

例如这个工业供水中的水质要求不高的部分,都可以实现上述生产方式。此外,在一些高尔夫球场也有类似需求。

Eg6:黄河某工业供水项目

该项目将处理后的黄河水做工业补给水。

9)工业废水。

这个概念提的比较大,但实际上仅能用于部分SS和P较高的废水。例如在印染行业,有一段絮体和悬浮物比较多,用磁分离处理后,就良好的进入了后续工艺段。由于都有其自身的局限性,就不更多的展开阐述了。

10)冶金浊环水。

磁分离水体净化技术在钢铁行业已经得到广泛认知,尤其在炼钢、连铸和热轧环节产生的浊环水处理领域,其凭借处理水量大、反应时间短、出水水质好等特点,成为该领域的领先技术并得到广泛应用。

Eg7:某钢厂热轧板浊环水的项目

11)煤炭矿井水。

一般矿井水都会富含煤粉等悬浮污染物。因此通过磁分离的处理,能有效降低煤粉含量。特别是,经过防爆等技术处理,可以把设备安装在井下。实现很高的节能效果。煤科院有一个课题专门研究过,井下的磁分离水处理技术,能够节约提升泵将水提升到地面的能量,为节能减排做贡献。

微水会·答疑讨论

▷1、磁粉会流失吗?需要定期补充吗?

答:会流失,不到1%,一般水量不大2-3天补一次。

▷2、作为预处理技术时成本优势在哪里?

答:占地面积,施工时间,停留时间等都会形成优势。

▷3、从目前的分享资料看,贵技术似乎只能在化学物理处理方式上见长,那么对于氨氮,总氮,可溶性有机物质将怎么去除?若需配套其他生化处理。那么贵技术是否可以认为不能作为主体工艺。只能应急或者附属?

答:对,还是以物化强化处理见长。是不是主体,要看任务和目标,如果生化任务重,那么就是附属。

▷4、和絮凝沉淀比有啥优势?磁粉回收磁场更强?

答:是的,磁场更强,稳定性更好,停留时间更短,斜板不堵。

▷5、磁分离最大规模可以多大?投资成本如何?

答:多大都可以,从500-20000吨/天的集装箱,如果更大可以随机组装,比如10万吨,可以用5个2万。

▷6、加入磁粉等物质处理,以及加药太多,是否会对环境二次污染?

答:不会的,传统污水厂也会加药,这个不会加更多,唯一就是磁粉,流失的都进入了污泥,而且量很少,mg级别。

▷7、国内也有几家磁分离技术的公司了,环能的超磁独特的地方在哪里?

答:很多细节,比如磁的稳定性、磁的回收率、磁的强度、及整体的解决和服务能力等。

▷8、所谓磁的稳定性,这个怎么理解?

答:就是比如磁粉的回收率要接近100%,就是稳定性的表现,不能漏磁粉。

▷9、对于无法回收的部分,是否会影响到污泥的后续处理,从而导致新的问题?

答:痕量级别,没有新问题产生。

▷10、能否介绍下磁分离设备的控制参数?5万吨规模磁粉使用量?补充量,投资和运营成本?

答:PAC30mg/L,PAM1mg/L磁粉补充量5mg/L。在COD200mg/L的情况下,投资成本和运营成本要综合土建等因素报价。

▷11、磁分离产生的污泥沉淀压缩性是否会变好?对污泥压滤有帮助吗?

答:略微有提升,因为都是费溶解性污染物形成的污泥,对压滤没有特别大的贡献。

▷12、吨水COD的加药量大概多少?

答:这个和来水污染程度有关。

▷13、对于浓度很高的工业污水是否有效果?

答:太高不行,需要稀释下。

▷14、此技术如果要加入分污水厂提标改造当中,请问将如何处理现有提标技术共同的问题,总氮总磷?

答:总氮不行,总磷可以。

▷15、期间提到的某钢厂热轧板浊环水的项目,是处理的排污水还是类似旁滤的功能?

答:都可以,旁滤的磁分离就可以了。污水的话,要根据情况再磁分离+其他技术。

▷16、如果磁粉作为絮凝核心,在回收的过程是否会破坏形成的污泥絮体?

答:不会。

▷17、磁混凝能去除浊度的原理是什么?

答:通过SS去除带走。

▷18、磁分离回收系统使用寿命?耗材?

答:寿命在10年,耗材就是PAC、磁粉等。

▷19、因为不清楚磁分离的结构,所以我想问的是磁分离装置运行一定时间是否需要更换备件,并不是指药剂。

答:有些轴承、泵的更换,这和供货商有关。

▷20、运行费用具体包含了哪些?

答:包含药剂、电费、人工、都很传统的成本构成。

▷21、超负荷的流程里面,是分出支流单独处理的,还是直接在原来的流程里面加进去?

答:超负荷的流程里面,直接在原来的流程里面加进去。

▷22、按照补充量5mg/L,1万吨水,每天补充50kg,按照1%损耗,一次性需要加5吨,对吗?

答:按照补充量5mg/l,1万吨水,每天补充50kg。磁粉循环量和ss量一致,1:1。

▷23、回收系统是否有衰减的情况?

答:磁回收系统10年衰减5%。

▷24、市政出水如果在10-30mg/L悬浮物,后面还得走过滤器。那么有没有和气浮比较过运行成本?

答:沉淀和气浮对进水污染物的要求不同,不便直接比较。

▷25、污泥量如何,假设污泥回流以回用磁粉,回用率如何得来?

答:系统仅磁粉回用,污泥直接外排,不做回流;排泥浓度高,污泥量少。

▷26、磁粉在处理过程中有何作用,如果作为凝聚核作用,消耗率远远不止1%?

答:投加磁粉主要为了形成带磁性的絮团,以便吸附打捞;经高速分散及磁种回收设备,回收率高达99%。

▷27、采用磁分离技术和高密沉淀优势在哪里?加药量会减少吗?

答:与高密沉淀相比较,磁分离技术占地面积小、建设周期短,加药量少。

▷28、该技术能否用于净水厂的处理上,取代混凝沉淀工段?

答:磁分离技术可以用于给水厂,取代混凝沉淀工艺段。

▷29、可否将该技术与目前国内现有的磁混凝技术做一些性能等方面的对比,更加突出该技术的优势?

答:磁分离技术药剂投加量低,占地面积小,去除效率高。

▷30、不知该技术对重金属微污染水处理效果如何?

答:已有应用,处理效果需根据具体进水水质确定。

▷31、回收系统效率降低速率这样给运行费的贡献有多大?

答:回收率高达99%,吨水磁粉损失费用约为:0.01~0.02元。

▷32、好像除了去浊度,其他溶解性的污染物如何解决?

答:COD、TP随SS一起去除,如果与其他指标要求,可结合其他工艺。

▷33、磁分离技术,可以类比为在混凝沉淀投助凝剂?

答:磁分离技术可以替代混凝沉淀,且在停留时间、占地面积、处理效率上有更大优势。

▷34、该系统电耗和能耗有什么优势?

答:从混凝到超磁出水为自流,设备耗电量低;

▷35、主体工艺如何对氮磷做有效的去除?

答:采用加药化学除磷。

微水会·结束语

首先非常感谢环能科技,感谢王哲晓王总本期的微水会分享。

本期微水会中,王总给我们带来了可应用于供排水、水体修复等多领域的超磁分离技术的介绍。先就超磁分离技术原理及优缺点做了简单介绍,后结合实例针对其在水行业不同领域的应用展开分享。答疑环节,水友对这一技术均很感兴趣,其中就磁回收、投资运行成本、磁分离去除浊度原理、磁的稳定性、污泥产生量、处理吨水COD加药量、该技术与其他混凝沉淀技术相比的优势、系统寿命等诸多提出疑问,王总均给予了相应回答。

超磁分离水质净化技术,在占地面积、停留时间及处理效率方面均具优势,但也不可避免的存在一些不足。将其放置于大的水环境系统角度来看,合理使用,可成为诸多处理中的最终方案;随着水质改善,也可能演变为水处理过程的一个中间环节。任何一项水处理技术均在不断完善和革新中,并以实现水环境质量提升为目标。

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