【微水會•第33期】超磁分離水體凈化技術探討與應用分享

時間：2016-08-30 來源：微水會 作者：王哲曉

微水會導語

在今年規劃會水系統規劃與水系統修復分論壇中，提到了水體修復的幾種思路，其中有涉及超磁分離技術。針對超磁分離技術通俗一點解釋，就是將不帶磁性的污染物賦予磁性，然后通過超磁分離設備進行固液分離，實現水體凈化。其具體原理、優勢及應用案例，還需請專業人士進行解答。

嘉賓：王哲曉 整理：馮茹 排版：孫漠瀟 統籌：潘鵬

背景：

磁分離是一項應用很早的物理技術，其借助磁場力的作用，對導磁性不同的物質進行分離，最早應用于選礦業。20 世紀60 年代，磁分離技術開始應用于水處理領域。21 世紀初期，美國、日本、中國開始研發利用超磁分離凈化技術，并不斷對系統進行改進，多種永磁材料的運用也大幅提升了吸附凈化效率，降低了能耗，實現了磁種的回收及高效利用。這一技術也在河流湖泊水環境治理、市政污水處理、工業水處理、水污染應急處理等多領域實現應用。

微水會·第33期

主題：超磁分離水體凈化技術探討與應用分享

話題：

1、黑臭水體治理思路思考

2、超磁分離技術概述

3、超磁分離技術特點

4、應用案例

嘉賓介紹：王哲曉 環能科技副總裁

關于環能科技：

環能科技（SZ.300425）為一家長期從事水處理業務，可為客戶提供全方位水處理整體解決方案的上市公司，是國內少數幾家掌握磁分離水體凈化核心技術的企業。公司以磁分離水體凈化成套技術為依托，同時結合生化處理技術、生物-生態水體修復技術、膜技術等水處理領域其他適用技術，在工業廢水處理、市政水環境治理、黑臭水體治理、海綿城市建設等領域，為客戶提供水處理成套設備及技術、運營服務、EPC、BOT、PPP及整體解決方案。

公司注冊資金1.7億元，員工800余人。服務內容涵蓋污水處理、污泥處置與資源化、河湖水環境治理與修復、資源再回收與供水處理等全過程綜合服務。

微水會·精彩講堂

1、超磁分離水體凈化技術概述

超磁分離水體凈化技術是通過磁粉、混凝劑以及水中污染物質的微磁聚凝作用，將污染物質與磁粉凝聚成磁性絮體，再通過超磁分離設備產生的高強磁場，在強磁場力的作用下，使微絮凝體克服流體的阻力和自身的重力，產生快速的定向運動，吸附在磁盤的表面，通過設備的卸渣裝置實現泥渣與水體的分離，從而達到凈化水質的目的。磁性污泥再經磁粉回收設備，實現磁粉與污泥的分離；分離后的磁粉可以繼續回用，參與下一次的絮凝過程，達到循環利用。分離后的污泥含水量較低，無需濃縮可直接送至脫水系統進行脫水。

2、技術優勢及應用領域：

磁分離由于獨特的技術原理，具有占地面積小，停留時間短，處理效率高的優勢。但同時也有無法處理一些溶解性污染物的缺點。

根據實踐，超磁分離水體凈化技術，在以下領域具有技術優勢。

1）控源截污。

在黑臭水體治理中，把控外源是第一步。由于我國城鎮化高速發展，基建設施欠賬，導致有很多直排、偷排現象發生。磁分離在治理直排污水方面有其自身的價值，能夠在最小的占地面積和停留時間下，改善水體的外源入水。

對于一些外源和內源都控制好的流域，能夠很好地恢復當地的水生態環境。這個就是在截污和清淤相配合后，當地生態環境得到恢復的最好表現。

Eg1：北京清河治理

項目采取建設臨時治污工程措施，主要是以去除黑臭、提升感官指標為主。通過采用超磁分離水體凈化技術，初步改善了城區河道水環境質量。

2）湖體水質保持。

由于管理措施的不到位，一些城市湖體的水質漸漸發生惡化，影響了附近居民的正常生活。所以，湖體水質保持就會成為一個新的社會需求。

用磁分離對水體做原位修復的原理和工程實踐也都非常簡單。主要是通過抽取湖體水，經過磁分離進行過濾和凈化。去除其中的P、SS、藻類等污染物。達到凈化水質的效果。

Eg2：成都白馬湖

在成都白馬湖是的一座新建人工湖，也是“2012年成都國際鐵人三項賽”的比賽場地。由于湖體為封閉水體，水體流動性差、溶解氧降低，富營養化進程加快、水質易受到污染。

經過磁分離的體外循環偷襲工程的實施，有效的改善了水體的質量。為運動員提供了良好的環境。

3）黑臭河道水質改善。

對于部分涉及到跨境斷面，有斷面考核的河道。有些時候無法準確的將外源污染和內源污染去除，可以考慮用攔截壩的形式，在河道邊進行磁分離透析，再將處理干凈的水補給回河道。能夠有效地提升斷面的水質。減少各種生態補償的成本和費用。

例如類似上圖的河道，除了磁分離透析外，還可以加入一些太陽能曝氣、生態鏈構建、浮島等技術進行輔助。當然任何的技術都有其在治理中的局限性和特色，要一河一策，正確應對。

4）生活污水。

尤其是分散式的生活污水，可以采用磁分離+生化的集成式工藝進行處理。按照國家新型城鎮化規劃要求，到2020年，全國所有縣城和重點鎮具備污水收集處理能力，縣城、城市污水處理率分別達到85%、95%左右。

Eg3：農村分散式生活污水處理

上圖為今年在某新型城鎮建設中所做的農村分散式生活污水處理案例。通過運用超磁分離水體凈化技術有效的解決了小水量，分散式的處理難題。

5）彌補產能保障運行。

一些污水處理設施的規劃和建設未能完全與城鎮化進程相匹配，造成處理能力嚴重落后于當地的污水產量。 建廠較早的污水處理廠也面臨擴容、提標改造，改造周期較長，改造期間，超負荷污水必須采取應急保障處理措施。除了污水廠自身設計、檢修時候的產能不足之外，還有很重要的原因是突然產生的順時外來水量，例如，暴雨時候，個別污水塘引水入污水廠等時候。都會造成污水廠的產能不足。

為滿足“占地小，周期短，出水好”的需求，采用移動式超磁分離水體凈化設備，放置在排污口，有效去除COD、SS、TP等污染物質，為污水廠的升級改造提供了有力保障。

Eg4：浙江污水廠改造

在夏季和污水廠改造期間，將放置在污水廠末端的磁分離設備進行運行，有效的緩解了污水廠直排的問題。

6）石材廢水。

隨著我國房地產行業的爆炸式發展，石材行業 特別是建筑石材行業也得到高速的發展。伴隨而來的生產廢水量大增，未經處理直排入自然水體，對區域水環境造成了嚴重的破壞。

由于石材廢水的污染物主要是SS，所以經過磁分離的處理，能明顯快速的澄清水中的SS。此外，類似的能力，在玻璃建材行業也可以有所應用。

7）污水處理廠提標改造。

提標改造也是一個傳統的行業話題。但是，對于不同的污水廠有不同的提標改造需求。對于一些P、SS超標的污水廠，或者改造占地不足的污水廠，可以用磁分離進行處理，有效的解決P和SS超標或者占地面積不足的問題。

Eg5：浙江某經濟開發區項目

除了占地面積小的優勢之外，由于是成套化的設備，也能有效的縮短工期。

8）工業供水。

工業用水多采用地表水，但我國多數地表水水質條件達不到直接作為工業用水的要求，所以需經過處理后方能作為工業供水。對于混濁型的江河水，拿來做品質要求不高的工業供水，可以用磁分離進行處理。

例如這個工業供水中的水質要求不高的部分，都可以實現上述生產方式。此外，在一些高爾夫球場也有類似需求。

Eg6：黃河某工業供水項目

該項目將處理后的黃河水做工業補給水。

9）工業廢水。

這個概念提的比較大，但實際上僅能用于部分SS和P較高的廢水。例如在印染行業，有一段絮體和懸浮物比較多，用磁分離處理后，就良好的進入了后續工藝段。由于都有其自身的局限性，就不更多的展開闡述了。

10）冶金濁環水。

磁分離水體凈化技術在鋼鐵行業已經得到廣泛認知，尤其在煉鋼、連鑄和熱軋環節產生的濁環水處理領域，其憑借處理水量大、反應時間短、出水水質好等特點，成為該領域的領先技術并得到廣泛應用。

Eg7：某鋼廠熱軋板濁環水的項目

11）煤炭礦井水。

一般礦井水都會富含煤粉等懸浮污染物。因此通過磁分離的處理，能有效降低煤粉含量。特別是，經過防爆等技術處理，可以把設備安裝在井下。實現很高的節能效果。煤科院有一個課題專門研究過，井下的磁分離水處理技術，能夠節約提升泵將水提升到地面的能量，為節能減排做貢獻。

微水會·答疑討論

▷1、磁粉會流失嗎？需要定期補充嗎？

答：會流失，不到1%，一般水量不大2-3天補一次。

▷2、作為預處理技術時成本優勢在哪里？

答：占地面積，施工時間，停留時間等都會形成優勢。

▷3、從目前的分享資料看，貴技術似乎只能在化學物理處理方式上見長，那么對于氨氮，總氮，可溶性有機物質將怎么去除？若需配套其他生化處理。那么貴技術是否可以認為不能作為主體工藝。只能應急或者附屬？

答：對，還是以物化強化處理見長。是不是主體，要看任務和目標，如果生化任務重，那么就是附屬。

▷4、和絮凝沉淀比有啥優勢？磁粉回收磁場更強？

答：是的，磁場更強，穩定性更好，停留時間更短，斜板不堵。

▷5、磁分離最大規�？梢远啻�？投資成本如何？

答：多大都可以，從500-20000噸/天的集裝箱，如果更大可以隨機組裝，比如10萬噸，可以用5個2萬。

▷6、加入磁粉等物質處理，以及加藥太多，是否會對環境二次污染？

答：不會的，傳統污水廠也會加藥，這個不會加更多，唯一就是磁粉，流失的都進入了污泥，而且量很少，mg級別。

▷7、國內也有幾家磁分離技術的公司了，環能的超磁獨特的地方在哪里？

答：很多細節，比如磁的穩定性、磁的回收率、磁的強度、及整體的解決和服務能力等。

▷8、所謂磁的穩定性，這個怎么理解？

答：就是比如磁粉的回收率要接近100%，就是穩定性的表現，不能漏磁粉。

▷9、對于無法回收的部分，是否會影響到污泥的后續處理，從而導致新的問題？

答：痕量級別，沒有新問題產生。

▷10、能否介紹下磁分離設備的控制參數？5萬噸規模磁粉使用量？補充量，投資和運營成本？

答：PAC30mg/L，PAM1mg/L磁粉補充量5mg/L。在COD200mg/L的情況下，投資成本和運營成本要綜合土建等因素報價。

▷11、磁分離產生的污泥沉淀壓縮性是否會變好？對污泥壓濾有幫助嗎？

答：略微有提升，因為都是費溶解性污染物形成的污泥，對壓濾沒有特別大的貢獻。

▷12、噸水COD的加藥量大概多少？

答：這個和來水污染程度有關。

▷13、對于濃度很高的工業污水是否有效果？

答：太高不行，需要稀釋下。

▷14、此技術如果要加入分污水廠提標改造當中，請問將如何處理現有提標技術共同的問題，總氮總磷？

答：總氮不行，總磷可以。

▷15、期間提到的某鋼廠熱軋板濁環水的項目，是處理的排污水還是類似旁濾的功能？

答：都可以，旁濾的磁分離就可以了。污水的話，要根據情況再磁分離+其他技術。

▷16、如果磁粉作為絮凝核心，在回收的過程是否會破壞形成的污泥絮體？

答：不會。

▷17、磁混凝能去除濁度的原理是什么？

答：通過SS去除帶走。

▷18、磁分離回收系統使用壽命？耗材？

答：壽命在10年，耗材就是PAC、磁粉等。

▷19、因為不清楚磁分離的結構，所以我想問的是磁分離裝置運行一定時間是否需要更換備件，并不是指藥劑。

答：有些軸承、泵的更換，這和供貨商有關。

▷20、運行費用具體包含了哪些？

答：包含藥劑、電費、人工、都很傳統的成本構成。

▷21、超負荷的流程里面，是分出支流單獨處理的，還是直接在原來的流程里面加進去？

答：超負荷的流程里面，直接在原來的流程里面加進去。

▷22、按照補充量5mg/L，1萬噸水，每天補充50kg，按照1%損耗，一次性需要加5噸，對嗎？

答：按照補充量5mg/l，1萬噸水，每天補充50kg。磁粉循環量和ss量一致，1:1。

▷23、回收系統是否有衰減的情況？

答：磁回收系統10年衰減5%。

▷24、市政出水如果在10-30mg/L懸浮物，后面還得走過濾器。那么有沒有和氣浮比較過運行成本？

答：沉淀和氣浮對進水污染物的要求不同，不便直接比較。

▷25、污泥量如何，假設污泥回流以回用磁粉，回用率如何得來？

答：系統僅磁粉回用，污泥直接外排，不做回流；排泥濃度高，污泥量少。

▷26、磁粉在處理過程中有何作用，如果作為凝聚核作用，消耗率遠遠不止1%？

答：投加磁粉主要為了形成帶磁性的絮團，以便吸附打撈；經高速分散及磁種回收設備，回收率高達99%。

▷27、采用磁分離技術和高密沉淀優勢在哪里？加藥量會減少嗎？

答：與高密沉淀相比較，磁分離技術占地面積小、建設周期短，加藥量少。

▷28、該技術能否用于凈水廠的處理上，取代混凝沉淀工段？

答：磁分離技術可以用于給水廠，取代混凝沉淀工藝段。

▷29、可否將該技術與目前國內現有的磁混凝技術做一些性能等方面的對比，更加突出該技術的優勢？

答：磁分離技術藥劑投加量低，占地面積小，去除效率高。

▷30、不知該技術對重金屬微污染水處理效果如何？

答：已有應用，處理效果需根據具體進水水質確定。

▷31、回收系統效率降低速率這樣給運行費的貢獻有多大？

答：回收率高達99%，噸水磁粉損失費用約為：0.01~0.02元。

▷32、好像除了去濁度，其他溶解性的污染物如何解決？

答：COD、TP隨SS一起去除，如果與其他指標要求，可結合其他工藝。

▷33、磁分離技術，可以類比為在混凝沉淀投助凝劑？

答：磁分離技術可以替代混凝沉淀，且在停留時間、占地面積、處理效率上有更大優勢。

▷34、該系統電耗和能耗有什么優勢？

答：從混凝到超磁出水為自流，設備耗電量低；

▷35、主體工藝如何對氮磷做有效的去除？

答：采用加藥化學除磷。

微水會·結束語

首先非常感謝環能科技，感謝王哲曉王總本期的微水會分享。

本期微水會中，王總給我們帶來了可應用于供排水、水體修復等多領域的超磁分離技術的介紹。先就超磁分離技術原理及優缺點做了簡單介紹，后結合實例針對其在水行業不同領域的應用展開分享。答疑環節，水友對這一技術均很感興趣，其中就磁回收、投資運行成本、磁分離去除濁度原理、磁的穩定性、污泥產生量、處理噸水COD加藥量、該技術與其他混凝沉淀技術相比的優勢、系統壽命等諸多提出疑問，王總均給予了相應回答。

超磁分離水質凈化技術，在占地面積、停留時間及處理效率方面均具優勢，但也不可避免的存在一些不足。將其放置于大的水環境系統角度來看，合理使用，可成為諸多處理中的最終方案；隨著水質改善，也可能演變為水處理過程的一個中間環節。任何一項水處理技術均在不斷完善和革新中，并以實現水環境質量提升為目標。

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