污水處理設(shè)備技術(shù)
一，超磁分離技術(shù)原理
磁分離技術(shù)在分離污水（如鋼廠廢水）中的鐵磁性雜質(zhì)方面效果明顯，但對于造紙、化工、制藥、食品、石油等工業(yè)廢水，由于廢水中的有毒有害物質(zhì)大多為酸堿離子、有機(jī)物、油等，主要是非磁性或弱磁性物質(zhì)，因此采用直接磁分離方法很難將這些有害物質(zhì)有效分離，必須通過預(yù)先加入磁種的方法，使本身無磁性的有害物質(zhì)帶上磁性，然后在高梯度磁場中實(shí)現(xiàn)磁分離。磁種—絮凝分選法主要包括磁種絮凝、磁分離和磁種回收三大主要步驟。具體方法是在一定的化學(xué)條件下，向污水中添加專用磁種和絮凝劑，或鐵磁性絮凝劑（如表面處理過的三價(jià)鐵鹽），水中有害物質(zhì)通過氫鍵、范德瓦爾斯力或靜電力與經(jīng)表面官能團(tuán)修飾的磁種絮接，從而使非磁性物質(zhì)具有磁性或使弱磁性物質(zhì)的磁性增強(qiáng)，與污染物結(jié)合的磁絮凝劑可以被高梯度磁濾網(wǎng)或磁盤捕獲，從而實(shí)現(xiàn)污染物的去除。磁分離設(shè)備分離出的廢渣（磁種和懸浮物的混合體） 經(jīng)輸送裝置進(jìn)入高速攪拌剪切環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)磁種和懸浮物的分離，再經(jīng)由磁鼓回收裝置，就可將其中的磁種分選出來，磁種回收率可達(dá)99.4 %以上。回收的磁種可循環(huán)利用，既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又減少了環(huán)境負(fù)荷。
二，設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、 混凝反應(yīng)設(shè)計(jì)
（1）停留時(shí)間：磁分離設(shè)備的分離方式不同于沉淀池，無需形成大顆粒的密實(shí)絮體，屬于微絮凝技術(shù)，其混凝反應(yīng)停留時(shí)間約 3min，同時(shí)投加混凝劑和助凝劑，前段投加混凝劑，通常為聚合氯化鋁（PAC）或硫酸鋁，反應(yīng)時(shí)間 1min，后段投加助凝劑，通常為聚丙烯酰胺（PAM），反應(yīng)時(shí)間 2min。 在SS=200mg/L～450mg/L，磁種200目（44μm）投加量為200 mg/L～300mg/L，PAC:40 mg/L，PAM:1 mg/L.
（2）藥劑投加設(shè)計(jì)
混凝劑和助凝劑采用隔膜或柱塞計(jì)量泵以溶液的形式定比自動投加，不同水體藥劑投加量需要根據(jù)混凝試驗(yàn)確定，在缺乏混凝試驗(yàn)資料時(shí)，混凝劑的投加量一般采用 10mg/L～15mg/L，助凝劑投加量為 1mg/L～2mg/L?；炷齽┡渲脻舛纫话銥?5%～10%，助凝劑配制濃度一般為 0.5‰~1‰?；炷齽┬枰ㄆ谂渲?，溶藥池容積保證每天溶藥次數(shù)不多于兩次，儲藥箱容積至少保證每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行所需的藥劑量；助凝劑溶解需要較長的時(shí)間，特別是在冬季氣溫較低的情況下，但不易吸潮，目前大型水處理或污泥處理均采用自動溶解投加一體機(jī)，極大的減輕了勞動強(qiáng)度。
（3）混凝工藝設(shè)計(jì)
在分析超磁分離設(shè)備工藝的基礎(chǔ)上，選擇機(jī)械混合，用電動機(jī)驅(qū)動攪拌器，使水和藥劑混合。機(jī)械攪拌機(jī)一般采用立式安裝，攪拌機(jī)軸中心適當(dāng)偏離混合池的中心，可減少共同旋流。機(jī)械混合攪拌器有：槳板式、螺旋式和透平式。槳板式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，適用于容積較小的混合池，其他兩種適用于容積較大的混合池。槳板式攪拌器的直徑 D0=（1/3～2/3）D（D為混合池直徑），攪拌器寬度 B=（0.1～0.25）D，攪拌器離池底（0.5～0.75）D。當(dāng) H︰D≤1.2～1.3 時(shí)（H為池深），攪拌器設(shè)計(jì)成 1 層，當(dāng) H︰D≥1.3 時(shí)，攪拌器可以設(shè)成兩層或多層。
4、強(qiáng)磁分離機(jī)系統(tǒng)
磁盤表面場強(qiáng)大于4000Gs，流道中心磁場場強(qiáng)大于800Gs；過水流速一般取 0.08m/s~0.1m/s，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)過水流速越低，處理效果越好，但是過水流速過低，單位面積磁盤上將吸附過多的絮團(tuán)，導(dǎo)致磁盤磁場強(qiáng)度衰減，影響處理效果；目前采用的磁盤直徑一般為 1200mm 和 1500mm，水體與磁盤的有效接觸時(shí)間為 12s~18.75s，磁場強(qiáng)度隨離開磁盤表面的距離增大而減小，超過 30mm，磁場強(qiáng)度將大幅降低，所以一般磁盤間距控制在 10mm~30mm；磁盤轉(zhuǎn)速 0.1r/min ~1.0r/min，磁盤轉(zhuǎn)速過低單位面積磁盤接觸絮團(tuán)的量將增加，造成吸附不充分；磁盤轉(zhuǎn)速過高將會導(dǎo)致吸附絮體中的水份來不及脫出，造成污泥含水率升高。根據(jù)處理水體污染物濃度和出水水質(zhì)要求不同，設(shè)備參數(shù)會有所變化。超磁分離設(shè)備多為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，設(shè)計(jì)單位提處理水質(zhì)水量和要求，設(shè)備廠家根據(jù)相應(yīng)要求進(jìn)行加工，目前市場上超磁分離設(shè)備的磁盤強(qiáng)度、磁盤直徑和間距一般都是固定的，設(shè)備加工中根據(jù)水質(zhì)水量不同改變磁盤的數(shù)量來增加或減少吸附面積來適應(yīng)處理水量和水質(zhì)的變化。
5、磁種回收投加系統(tǒng)
磁種回收投加系統(tǒng)中的回收用磁分離磁鼓的表面場強(qiáng)大于 6000Gs，噸水處理磁種耗損率小于 3g /m³；磁回收及投加設(shè)備的作用是實(shí)現(xiàn)磁粉的回收并將其二次投加到混凝反應(yīng)工藝單元，同時(shí)將產(chǎn)生的污泥排出系統(tǒng)。從超磁分離設(shè)備分離出的絮團(tuán)是磁粉和污泥的混合物，首先需要對磁粉進(jìn)行消磁，使絮團(tuán)之間得以分散，然后自流排入磁分散裝置，內(nèi)部設(shè)置高速攪拌機(jī)和退磁裝置，通過高速攪拌，將單個絮團(tuán)打散，使磁粉和污泥分離，在裝置的溢流口設(shè)置磁回收磁鼓，磁粉和污泥的混合物在溢流到磁鼓表面時(shí)，磁粉被磁鼓吸附回收，污泥無法被磁鼓吸附，通過在磁鼓底部設(shè)置的污泥管排出系統(tǒng)。被回收的磁粉通過刮板將其從磁鼓上刮離，再次退磁后返回磁粉投加裝置，然后通過計(jì)量泵再次加入到混凝反應(yīng)單元。由于磁粉重力比水大得多，且不溶于水，在水體中極易沉淀，向混凝反應(yīng)單元投加的是磁粉和水的混合懸濁液，要通過不斷攪拌保證磁粉始終處于懸浮狀態(tài)，磁粉濃度相對均勻，才能保證相對準(zhǔn)確的磁粉投加量，磁粉投加量需要根據(jù)試驗(yàn)確定，在缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，一般景觀水體磁粉的投加量是懸浮物的 1.5 倍。隨著磁粉懸濁液的投加，磁粉投加裝置的液位將逐步降低，需要根據(jù)液位的變化自動補(bǔ)充自來水，保持磁粉濃度基本不變。