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低温低浊及高浊高藻黄河水超磁分离净化技术
作者:管理员    发布于:2017-11-24 14:02:06    文字:【】【】【

  黄河是中国西北、华北地区大的供水水源,以其占全国河川径流量2的有限水资源量,承担着向该流域和下游沿黄地区占全国15的耕地和12的人口供水的任务。以黄河水作为水源的供水厂,由于黄河水在不同季节呈现出低温低浊或高浊、高藻的水质特点,近年来还出现臭味等典型微污染水质特征,处理难度大,常规的处理工艺如混凝+沉淀+过滤,很难稳定处理各种来水水质,致使出水不达标。

  超磁分离水体净化技术可以理解为强化混凝沉淀技术,但它不是通过沉淀而是依靠永磁强大的磁力快速吸附去除水中的杂质。它能很好地适应低温低浊或高浊、高藻黄河水,可方便地增加粉末活性炭投加装置,同时适应微污染进水,作为黄河水预处理工艺,出水水质稳定,是有效稳定的供水预处理或一级处理工艺。

  水难处理的原因以黄河水作为供水水源,随着季节变化会出现低温低浊或高浊、高藻的情况。对于低温低浊水,水中杂质主要以细的胶体分散体系分散于水中,而且胶体颗粒比较均匀并具有很强的动力稳定性和凝聚稳定性;由于带负电的胶体微粒数量很少,为达到电中和所需的混凝剂也少,形成的絮体细、少、轻,难于沉淀,易于穿透滤层;水温低导致水的粘度变大而使絮体沉速减小,同时增加了水对絮凝体的撕裂作用,加之低温时气体的溶解度大,溶解气体大量吸附在絮凝体周围,使形成的絮凝体密度降低不利于沉淀。低浊水由于固相浓度很小,在颗粒表面积和混凝剂的必须投加量之间不存在化学剂量关系,即所谓的当量关系,而应从动力学方面考虑增加颗粒碰撞数必须补充的固相数量;水处理构筑物的运转经验表明,混凝动力学的显著改善,其分散相浓度一般在1050度范围内。

  夏季暴雨期,由于地面径流携带大量泥砂杂质汇入水体,使黄河水源浊度骤然升高,达千度以上。高浊水中泥砂量大,颗粒密度大,带负电荷,布朗运动强,颗粒碰撞机遇多,但自凝沉淀絮体小,结构松散密度较低;颗粒在水中运动的粘滞阻力增加,药剂扩散阻力大、速度慢,易形成药剂与浑水混合不均匀而造成局部浓度集中甚至活性基被封闭等不利现象,而水中剩余泥砂颗粒又会由于未能接触到足够量的药剂而絮凝不充分导致不能被沉淀去除,出水浊度升高增加后续过滤负荷,反洗频率增大而使水厂不能正常运行或出水水质不稳定。

  近年来黄河水污染加剧,导致原水藻类暴发,同时出现嗅味。藻类个体微小,是一种带负电的胶体,其T电位约在-40mV,且在t电位为0时才能脱稳;同时,由于藻类的密度较小,即使形成了絮凝体通过沉淀方法去除率也不高,因此,藻类的混凝沉淀要消耗更多的混凝剂,但常规处理工艺出水浊度和色度仍不达标。

  三、超磁分离水体净化成套技术1、超磁分离水体净化技术概述超磁分离水体净化技术将絮凝、沉淀和过滤工艺结合在一起,它不需要借助于重力沉降,而是通过永磁铁的强磁力吸附去除磁性悬浮物。由于水中悬浮物本身不带磁性,超磁分离水体净化技术通过向水中投加磁种、粉末活性炭(需要时)、混凝剂和助凝剂,通过搅拌微絮凝过程,形成带有磁性的微小絮体,通过超磁分离设备实现絮体和水的分离,同时实现化学除磷、降低COD,如投加粉末活性炭,可同时实现除色、嗅、味和有机物。

  该技术颠覆了所有的混凝沉淀技术,能在3分钟左右完成整个微絮凝、过滤(固液分离)过程;磁种通过回收系统反复循环使用。

  该技术系统的核心技术是在离净化废水技术及成套设备“首先应用于冶金行业的轧钢、连铸、炼钢、轧管等含磁性悬浮物污水的处理,通过改进创新,现在油田回注水、矿井水、景观水、市政污水一级强化、电厂回用水等领域都有应用,截止2010年11月,使用量已经超过266台(套),总计处理水量超过1000万吨/天。

  2、超磁分离水体净化成套技术工艺流程磁种絮凝(微磁絮凝技术):原水首先进入混凝反应器,与一定浓度磁种混合均匀,同时加药系统向混凝反应器中投加混凝剂和助凝剂,形成微磁絮团,时间仅需3分钟;磁水分离(超磁分离技术):混凝反应器出水流入到超磁分离设备,水中微磁絮团由缓慢旋转的永磁磁盘吸附并打捞出水面,然后通过刮渣系统实现泥水分离,出水SS<5~10mg/L,时间仅需30秒;磁种回收(磁种循环及排泥技术):磁性物质分离回收循环利用,磁种回收率>99,排放高浓度泥浆含水率约为93,可不通过浓缩直接进入脱水设备。

  3、超磁分离水体净化系统技术核心及应用优势原理超磁分离水体净化系统有三个技术核心:微磁絮凝技术:超磁分离水体净化系统在混凝阶段加入特定粒径范围的微小磁种,在混凝剂和助凝剂的作用下,通过搅拌混合,磁种作为絮团的“凝核”,快速形成微小絮团,即能在超磁分离设备强大的永磁场作用下被吸附去除,而不需要形成大的絮体沉淀去除。整过流程仅需3分钟左右,占地面积小、投加药剂量少。

  超磁分离技术:超磁分离机的永磁磁盘可产生大于磁性物质重力640倍的磁力,瞬间(小于0.1s)能吸住弱磁性物质;平行磁盘间水的过流速度可磁絮团与水的快速分离,水流经过整个超磁分离机的时间不大于磁磁盘转速缓慢,能耗低。

  磁种回收及排泥技术:磁种通过磁鼓系统实现磁性和非磁性物质的分离,回收磁种并循环利用,磁种回收率>99;排放高浓度泥浆含水率约为93,可不通过浓缩直接进入脱水设备。

  超磁分离水体净化系统作为黄河水预处理的应用优势原理:水中杂质布朗运动动能减小,水的粘滞系数增大,同时由于低浊,水中杂质少,更不利于杂质颗粒碰撞脱稳并形成絮团。超磁分离水体净化技术在混凝阶段加入磁种作为“凝核”解决了这个问题,由于磁种密度较大,在搅拌作用下主动与水中杂质碰撞,在药剂同时作用下,促进杂质颗粒的脱稳并形成微磁絮团。

  高浊期:对于超磁分离水体净化系统,通过适当提高超磁分离机磁盘的转速可提高磁盘对于微磁絮团的吸附能力,提高系统去除SS的能力;对于黄河水源,超磁分离机的动力电机使用变频控制;在高浊期,通过变频提速,适应高浊度进水。

  高藻期:藻类质轻且不易脱稳,特别是微藻期,很难通过传统的混凝沉淀使水质达标。

  超磁分离水体净化系统通过磁种的投加并在混凝药剂的作用下促进胶体质的脱稳,与磁种共同形成微絮体在超磁分离机强大磁场的作用下有效去除。对于藻类分泌的溶解性有毒、致嗅物质,可通过增加粉末活性炭装置提高出水的安全性,并使出水色度达对于微污染黄河水,加入粉末活性炭是经过证明的有效方法之一,但粉末活性炭质轻、粒径小,传统的混凝沉淀难于有效沉淀,增加后续过滤的负担,增加过滤系统的反洗频率,微量粉末活性炭仍然会穿透滤池,影响出水效果。但对于超磁分离水体净化成套技术,可完全避免这种情况。通过投加密度较大的磁种,轻易将湿式投加的粉末活性炭捕捉到微絮凝团中,通过超磁分离机实现活性炭粉与水的有效分离。

  四、超磁分离水体净化成套技术用于黄河水预处理中试1、中试概况超磁分离水体净化系统被做成车载形式在黄河流域选点进行中试,车载集装箱尺寸LXWXH为4.0X 2.6m.常规情况下,设计处理流量为600m3/d.车载中试装置外观图如所示。

  黄河水通过简单拦截漂浮物和大的悬浮物被直接泵入车载设备的混凝箱中,通过投加循环利用的磁种,投加PAC和PAM,水中的悬浮物与磁种混凝、絮凝,设计混凝时间为1min,絮凝时间为2min;出水进入超磁分离机,经过整个超磁分离机的平均流速为324m/h,时间为30s,实际经过磁盘的时间小于15s,出水回到黄河中。

  中试效果本中试断续共进行了3个多月,经历了黄河水低温低浊期、高藻期和高浊期,主要工艺参数图取样数(个)9iz)趔芩壬银低温低浊期超磁分离水体净化系统进出水浊度-一进水浊度一一出水浊度I进水色度一一出水色度高藻期超磁分离水体净化系统进出水色度高浊期超磁分离水体净化系统进出水浊度及中试结果如下:超磁分离水体净化系统处理效果与磁种的选择有关。,选用的磁种需要剩磁小,通常要求剩磁小于8Gs,能更均匀地分散到水中,有利于微絮凝体的形成。第二,磁种的粒径有选择,粒径太大,不利于与微细悬浮物形成磁性絮体,且分散能耗高;粒径太小,药剂量会增大,且比表面积大容易聚合并不能很好分散。根据水源悬浮物的情况不同,选用磁种的粒径范围不同,需要通过。

  在高藻期,磁种投加量50mg/L,木质粉末活性炭投加量为10mg/L,药剂投加量PAC和PAM分别为30ppm和0.5ppm,中试期间高藻期持续时间16天,每天取两个样,共取32个样,超磁分离水体净化系统进出水浊度和进出水色度如和所示。

  在高浊期,磁种投加量试期间高藻期持续时间20天,每天取两个样,共取40个样,超磁分离水体净化系统进出水浊度如所示。

  超磁分离水体净化系统的核心设备超磁分离机主要利用永磁力,处理量为600m3/d的超磁分离机磁盘电机功率为0.25KW,刮渣电机功率为0.55KW.加上加药、混凝搅拌、磁粉回收等,总功率为7KW,取荷载系数为0.7,则日用电量为117.6KWh,日处理水量600t,按照0.50元/KWh计算,则吨水电耗为0.098元。

  由于系统日处理量小,吨水电耗相对较高。实际上,超磁分离水体净化系统中主要的两个部件或设备超磁分离机的磁盘和磁鼓都低速转动,转动速率根据来水絮体的情况和出水水质要求不同而做相应调整。随着处理流量的增大,磁盘数和磁鼓的尺寸增加,但功率增加变化很小。超磁分离水体净化系统单套处理量可达1500t/h,日处理量达36000t,系统总运行功率(包括混凝搅拌、超磁分离、磁性和非磁性物质的分散、磁粉回收等)不超过43KW,吨水电耗可小于0.015元。

  体净化车载系统包括加药、混凝、超磁分离、磁粉回收和电控等,整套系统占地面积为2.4mX4.0m.微磁絮体经过磁盘吸附,转到水面以上进行刮渣,相当于一个浙水过程,从刮渣系统刮下来的泥含水率已经较低,经过后面的磁种回收系统,后的非磁性物质被分离出来,出泥悬浮物浓度大于70000mg/L,含水率约为另外,磁分离水体净化系统连续运行,絮体的去除通过耐磨的刮渣系统实现,无需反洗。系统次启动,只需简单调试1到2天内即可稳定运行。

  对于黄河水预处理,超磁分离水体净化系统能在3分钟左右高效完成整个处理过程。对于低温低浊、高藻、高浊黄河水,该系统均能很好适应,特别对于难处理的高藻黄河水,超磁分离水体净化系统能方便增加粉末活性炭投加装置,并很好去除粒小质轻的粉末活性炭不给后续工艺造成负担,出水色度13度以下,浊度稳定在1NTU左右。超磁分离水体净化系统作为黄河水预处理工艺,占地面积小,水头损失仅0.10.2m3,综合投资省,运行费用与其他预处理工艺相当或更低;连续运行、无反洗,排放高浓度泥浆含水率约93,是作为黄河水预处理的有效工艺。

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