超磁分离技术在生态补水工程中的应用

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　　摘要：生态补水是做好水资源综合治理与保护体系中不可或缺的一个内容，针对巢湖流域某生态补水工程超磁分离工艺的应用进行研究。该工程从巢湖取水经磁混凝处理后，出水主要指标稳定到达《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）的Ⅲ类标准，成为了景观河道的有效清洁水源补给，改善了生态环境。
　　关键词：生态补水;超磁分离;运行效果;改进建议
　　中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：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
　　随着水资源短缺，城市水库蓄水导致城市景观河道变成“一汪死水”，水量短缺、水质变差的问题日益严重，为恢复其水体功能，为河道补充活水水源尤为重要。生态补水是做好水资源综合治理与保护体系中不可或缺的一个内容，旨在恢复河道基流，提升地下水位，增强河水自净能力，促进河道生态恢复，缓解河道周边生态恶化，进一步提升水生态环境。
　　磁混凝技术主要是通过在投加混凝剂的同时加载磁种，使污染物、磁种、混凝剂结合为一体，形成带有磁性的复合体，然后通过磁分离装置或自身的快速沉降，实现固液分离，从而将污染物去除。[1，2]近年来，在水处理领域得到广泛研究与应用。[3-5]巢湖流域某生态河作为季节性、雨源性河流，生态基流的缺失是河里水质污染的重要致因。为改善河体水质，防止藻类水华的发生，构建健康的生态水景，需要对该河及时进行生态补水。该生态补水厂二期采用超磁技术对进水源进行处理后再补给到河内。
　　1 项目基本情况
　　1.1 设计规模
　　该厂二期设计规模为5×104m3/d，主体工艺为超磁分离工艺。
　　1.2 设计进出水水质
　　该项目设计进水指标根据原水巢湖水确定，出水主要指标执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）的Ⅲ类标准。该工程设计主要污染物指标详见下表：
　　1.3 主体工艺介绍
　　超磁分离水体净化技术是通过向污水中投加可循环利用的磁种，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下形成磁絮凝体，再利用永磁磁鼓产生的强力磁场在瞬间（2秒钟以内）吸附磁絮凝体，实现污水固液分离的过程，以达到消除污水中绝大部分污染物的目的。
　　磁鼓吸附的磁絮凝体通过高速搅拌装置重新分离，磁粉以磁场进行回收、循环利用，剩余絮体以剩余污泥形式处理。技术原理如下图所示：
　　超磁分离水体净化技术作为一种新型的水处理技术，在雨水回收利用、河道与黑臭水体治理、污水厂提标改造、工业废水等方面具有广泛的应用。根据厂内设备的运行状况，总结其优缺点如下。
　　1.3.1 超磁分离水体净化技术优点
　　（1）出水效果好，处理速度快;
　　（2）处理能力强，单台设备处理规模可达3万吨/日;
　　（3）体积小，占地少;
　　（4）药剂投加量少，单耗较低;
　　（5）工程量小，建设周期短;
　　（6）污泥濃度高，脱水性能好。
　　1.3.2 超磁分离水体净化技术缺点
　　（1）设备集中，操作空间小，设备维修难度大;
　　（2）抗反冲能力弱，进水波动、设备故障等因素会立即造成出水异常，对操作）管理人员的技术水平及责任心有一定要求;
　　（3）耗材消耗量大，费用高，且需及时更换，否则处理效果急剧下降;
　　（4）维保频次和维保质量的需求高;
　　（5）不便于处理过程的观察与控制;
　　（6）设备功率小，但用电单元多，单耗高于常规混凝沉降系统;
　　（7）脱水后的剩余污泥粘性较大。
　　1.4 主要工艺设计参数
　　处理2万t/d磁混凝装置2组，处理1万t/d磁混凝装置1组。
　　2 运行处理效果
　　图2显示，7-8月份厂内平均进水COD为54mg/L，最大进水COD为153mg/L，最小COD为22mg/L;平均进水NH3-N为0.76mg/L，最大进水NH3-N为1.67mg/L，最小NH3-N为0.21mg/L;平均进水TP为0.47mg/L，最大进水TP为0.96mg/L，最小TP为0.11mg/L。数据表明该厂进水NH3-N能满足设计进水标准，但进水COD和TP存在部分天数偏高现象，最高值分别超设计负荷255%和192%，原因分析为可能由于该厂取水点较浅，易造成底泥旋起，造成进水SS数值偏高，影响了进水COD和TP数值。但从图3数据显示出水水质均能达标，其中平均出水COD为11mg/L，最大出水COD为19mg/L，最小COD为4mg/L，平均COD处理率为79%;平均出水NH3-N为0.23 mg/L，最大出水NH3-N为0.84mg/L，最小NH3-N为0.01mg/L，平均NH3-N处理率为70%;平均出水TP为0.03mg/L，最大出水TP为0.04mg/L，最小TP为0.01mg/L，平均TP处理率为93%。 　　3 存在问题及改进措施
　　针对超磁分离水体净化技术的特点，结合现场运行状况和问题，提出了以下优化措施：
　　3.1 固态药剂投加不方便，成本高
　　将固态PAC药剂更换为液态PAC药剂，解决了固体PAC溶解不充分，易堵塞的问题，药剂浓度控制也更精确，投加成本更低;
　　3.2 药剂成本较高
　　优化PAC、PAM、磁粉投加比例，经过长期多次试验，在不降低絮凝效果的前提下，调整投加物比例，将工艺调整到最佳水平，大大优化了药剂成本控制。
　　3.3 磁粉消耗量大，易损件更换频繁
　　磁粉会对刮条、刨条及磁种泵造成磨损，适当降低磁粉投加量既减少了污泥在管道的沉积，也降低了设备故障率，延长设备使用寿命;
　　3.4 季节及天气变化对原水水质影响较大
　　巢湖为平原湖，水浅面广，水质易受到季风影响。时刻关注天气变化，及时根据天气预报预测水质变化，及时调整生产指令确保水质达标。
　　4 結语
　　该塘西河生态补水工程该工程从巢湖取水经磁混凝处理后，出水主要指标稳定到达《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类标准，运行效果良好。通过对运行存在的问题进行了分析改进，起到了优化运行的效果。
　　参考文献
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　　[2]王东升，张明，肖峰.磁混凝在水与废水处理领域的应用[J].环境工程学报，2012，6（3）：705-713.
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　　[4]张燕剑，马小杰，侯亚红.磁混凝工艺在城镇污水处理厂提标改造中的应用[J].净水技术，2019，38（8）：21-25.
　　[5]李继香.应用加载磁混凝处理微污染河水[J].环境工程学报，2014，8（7）：2901-2905.
　　收稿日期：2019-12-04
　　作者简介：徐超，男，本科，工程师，研究方向为污水处理厂建设、运营监管、污水处理、污泥处置等。
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