1、工艺原理

      我国黑臭水体污染严重，国家正积极推进黑臭水体治理，共有1900多个黑臭水体，正在治理的只有不到400个，根据“水十条”的治理目标：到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，京津冀、长三角、珠三角等区域水生态环境状况有所好转。  所以在未来几年，黑臭水体整治是水环境治理的重中之重。

  造成水体黑臭的主要原因有：外源污染、内源污染、自净能力差、缺乏长效机制。外源污染主要包括城市污水直排、工业废水偷排、合流制管网溢流污染、城市初期雨水、农业面源及沿岸乱扔的垃圾等;内源污染主要包括河底底泥释放、水生植物腐烂等，自净能力差主要包括水动力不足，流动性差、缺氧、水生态系统脆弱等;缺乏长效机制主要为部门职能存在冲突，管理不到位等;由于以上一种或多种原因综合的结果，导致水体黑臭。所以，我们应采取人工干预的方案，解决黑臭水体污染问题。

      河道黑臭水体治理磁混凝处理设备是在常规混凝、絮凝的过程中，投加水处理配套的磁粉，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为凝结核的稳定絮体，由于磁粉的比重是水比重的5.3倍，使结合有磁粉的絮体比重迅速提高，此种絮体自流进沉淀池后，几分钟内即可实现快速沉降，沉降速度可达每小时40米，是常规混凝沉淀的20倍，同时此过程使混凝絮凝反应的架桥、吸附、扑捉能力得到进一步提升，强化了处理效果，使磁混凝沉淀系统升级。

河道黑臭水体治理磁混凝处理设备主要由混合池、沉淀池、回流排泥系统、加药系统及此份回收系统的等几部分组成，各部分功能如下：

1）混合池

混合池分为三个池子，分别为快速混合池H1、磁介质混合池H2及絮凝反应池H3。H1用以投加PAC等絮凝剂，并利用快速搅拌使之与进水快速混合，搅拌机转速一般为150r/min。H2用于磁粉回收、磁粉投加和水磁混合，利用快速搅拌使磁粉与前端混凝的进水快速混合，搅拌机转速一般为100r/min。H3用于絮凝剂的投加混合，更好的带动磁粉及水中不溶性物质的沉降。该池应使用慢速搅拌，转速一般设为30-60r/min，快速搅拌会击碎絮凝体导致絮凝失败。

2）沉淀池

沉淀池选择斜管沉淀池，且配套大功率不锈钢中心传动刮泥机。混合水体的平稳沉降出水池，磁混沉淀回流，上清液从出水槽平稳流出。池底刮泥机防止底部磁粉、底泥沉积，方便更好的回流。

3）回流排泥系统

磁混凝技术中回流和排泥是两个非常重要的过程，回流主要目的是磁粉的回流利用，同时维持池体内部泥量的均衡，回流比一般为进水量的6%~15%，回流比随进水量的增大可适当增大。排泥泵对应于自控图上的剩余污泥泵，作用是在特定时间中排除多余的泥量，维持池内正常的固体负荷。排泥比通常为进水量的2%，具体视进出水SS或者SV30判断是否需要排泥。

一般回流和排泥都会安排两套，一套进行备用。

4）加药系统

混凝剂（除磷剂）：一般采用PAC、PAFC等药剂，有研究表明PAC投加量为 20-30mg/L 的情况下，对浊度、总磷的去除率可以达到90%以上，但实际运行中，根据前端总磷的去除情况需要调整PAC投加量到30-50mg/L，可以根据实际情况去调整。

磁粉：随着磁粉颗粒的增大，比表面积迅速减小，磁粉与污染物的接触面积随之降低。磁粉的比重远大于水,大颗粒的磁粉极易迅速下沉。为了获得高的磁粉絮凝率,磁粉粒径应不超过10μm。另外加入的磁粉部分自行沉淀,大部分被絮凝成大絮团而沉淀。当磁粉加入量较少时,磁粉絮凝率高,随着磁粉加入量的增多,磁粉絮凝率逐渐降低。这是因为,当磁粉加入量较少时,磁粉周围存在着大量的其它悬浮物,磁粉与其碰撞、吸附和凝聚的机会很多,加入的磁粉大部分与污染物凝聚成大絮团,磁粉絮凝率高。但是,随着磁粉加入量的增多,磁粉周围除了存在着其它悬浮物外,还存在着相当数量的磁粉,这时,磁粉与磁粉相互碰撞凝聚而沉淀的机会增多,磁粉絮凝率降低。磁粉加入量越多,磁粉之间相互碰撞凝聚的机会越多,磁粉絮凝率越低。所以,合适的加入量要视污染物浓度而定（可以观察形成的絮体来参考投加量）,否则要么太少以致絮团的磁性达不到要求,要么太多而浪费磁种。试运行启动的时候可以按照80-100mg/L 的量进行投加试验，后续持续运行的时候可以根据每天的水量和运行情况进行投加。

絮凝剂（PAM）：其中PAM有几种，一般因为TP 在水中是以有机磷与无机磷的形态存在，而无机磷是以磷酸盐的结构存在并带负电荷，所以采用阳离子PAM应用于磁混凝中比较常见。絮凝剂的投加量也是通过观察絮体来进行确定，增加絮凝剂加入量并未能提高磁粉絮凝率,过量还会导致絮凝失败。根据混凝剂作用机理,加入聚合氯化铁主要是通过改变胶体或悬浮颗粒的表面性质,使胶体或悬浮颗粒之间的吸引能大于排斥能而促进凝聚的,而加入聚丙烯酰胺主要是通过架桥作用使胶体或悬浮颗粒连接起来而聚沉的。目前城市污水处理厂中PAM 的投加量一般为0.5-1mg/L，调试期间可以按照这个投加量进行试验出合适的配比。

5）磁粉回收设备：磁分离机、高剪机

目前应用比较多的磁分离机是转鼓型的，磁分离机利用永磁磁系所产生的磁力，将给料中的磁性磁种颗粒吸附到圆筒表面上，并随圆筒一起旋转，待脱离磁场作用后在刮板或冲洗水作用下回收磁种，而非磁性物料从污泥排出口排出，从而完成磁介质的回收。现阶段回收设备已经比较成熟，回收率可以达到98%以上。

2、技术特点

 （1）高沉降速度、低水力停留时间，在缩短絮凝与沉降时间、分离絮体方面具有明显的优势。在传统的絮凝工艺中加入磁粉会形成高密度的复合磁性絮凝体，可以极大地增强絮凝效果；同时磁粉与污染物凝聚成大絮团，比重会显著增大，也有利于脱稳胶体的沉降，从而达到增强去除效果以及加快沉降的目的。

 （ 2）在处理生活污水、微污染水、含有重金属的废水以及有机废水等方面都有显著的效果。加载磁絮凝技术对含有油类、重金属、病毒以及高COD值的工业废水去除效果明显好于传统工艺。

  （3）占地面积小、投资降低。由于加快了絮凝体的沉降速度从而大大减少了沉淀池的水力停留时间，增大其表面负荷，最终可以实现缩小沉淀池体积达到减少投资的目的。

  （4）耐冲击负荷强、运行成本低和管理方便。该技术在增强絮凝效果的同时改善絮体结构，能明显减少絮凝剂的用量；同时，沉淀后的絮体可离心分离磁种，然后回收并在系统中循环使用，减小处理成本。