Technologia flokulacji magnetycznej polega na wprowadzeniu magnetycznych materiałów ładujących do konwencjonalnego procesu separacji poprzez flokulację i sedymentację, tak aby kłaczki powstałe w wyniku flokulacji były skutecznie łączone z materiałami załadowczymi, wzmocniono efekt flokulacji, zwiększono ciężar właściwy kłaczków, a kłaczki osiadały prędkość jest przyspieszana, zbiornik wodny jest szybko oczyszczany, a ścieki są przejrzyste i przejrzyste. Osad w zbiorniku klaracyjnym jest najpierw przesyłany do obrotowej maszyny do odzyskiwania proszku magnetycznego z bębnem w celu odzyskania proszku magnetycznego do recyklingu, a następnie osad jest odprowadzany do układu odwadniania osadu. Technologia flokulacji magnetycznej jest szeroko stosowana w głębokim oczyszczaniu dużych, średnich i małych oczyszczalni ścieków.
Zalety techniczne
System mieszania z flokulacją magnetyczną dodaje proszek magnetyczny i flokulanty, które mogą skutecznie usuwać bakterie, wirusy i różne drobne cząsteczki. Dlatego też stopień usuwania SS jest wyższy niż w przypadku tradycyjnych procesów, a jakość i stabilność ścieków są wysokie. Jednocześnie obciążenie hydrauliczne jest wysokie, rosnące natężenie przepływu wynosi 15-30 m/h, czas przebywania jest bardzo krótki, a wydajność sedymentacji przy dużej prędkości jest doskonała. W porównaniu z tradycyjnymi procesami ma wiele zalet, takich jak duża szybkość, wysoka wydajność, niewielka powierzchnia i niewielkie inwestycje.
Aplikacje
- Zastosowanie do głębokiego usuwania fosforu ze ścieków bytowych
Konwencjonalne procesy chemicznego usuwania fosforu stwarzają problemy, takie jak luźne kłaczki, powolna sedymentacja, duża powierzchnia podłogi, duża ilość dawki środka chemicznego, duża ilość błota i wysokie koszty operacyjne, które doprowadziły do wąskich gardeł w rozwoju konwencjonalnych procesów chemicznego usuwania fosforu .
Jako rodzaj fizycznego i chemicznego usuwania fosforu, technologia sedymentacji poprzez flokulację magnetyczną przezwycięża wady tradycyjnego chemicznego usuwania fosforu. Charakteryzuje się gęstymi kłaczkami, dużą szybkością sedymentacji, mniejszą dawką środka, małą powierzchnią i niskimi kosztami eksploatacji i jest szeroko stosowany w przydomowym oczyszczaniu ścieków.
Tradycyjne chemiczne usuwanie fosforu nie powoduje powrotu osadu, ponieważ kłaczki nie są łatwe do osadzenia. Technologia sedymentacji za pomocą flokulacji magnetycznej dodaje do systemu system powrotu osadu, dzięki czemu po powrocie osad może nadal osadzać się z dużą prędkością w osadniku. Główną funkcją zawracania osadu jest zwiększenie efektu flokulacji i zmniejszenie dawki flokulanta.
Experimental studies have shown that the best order of agent placement for deep phosphorus removal of urban sewage using magnetic flocculation technology is: PAC→magnetic powder→PAM. By comparing the results of the two groups of experiments, the effect of using magnetic flocculation technology is obvious for sewage containing a large amount of phosphate, with a removal rate of 97% and an effluent concentration of 0.15 mg/L; while the removal effect of magnetic flocculation technology on organic phosphorus is relatively poor. For sewage containing a large amount of organic phosphorus, the total phosphorus removal rate is 75%, and the effluent concentration is 1.43 mg/L. Through the orthogonal experiment of the two groups of experiments, it is concluded that the influence of magnetic flocculation technology in phosphorus removal experiments is: PAC concentration> magnetic powder concentration> PAM concentration>czas sedymentacji.
W porównaniu z tradycyjnymi technologiami, technologia flokulacji magnetycznej nie tylko lepiej wpływa na usuwanie zawiesin i ChZT, ale także skraca czas o 33%, dzięki czemu można zastosować mniejsze osadniki i inne budynki w celu zmniejszenia kosztów.
Badania potwierdziły, że wielkość cząstek magnesu jest najlepsza przy 75-105μm. W turbulentnym wirze, w wyniku dodania magnesu, siła działająca na kłaczki zmienia się, przez co stale zmienia się kierunek. Zwiększa się prawdopodobieństwo zderzenia kłaczków z magnesami w wodzie, co ułatwia tworzenie kłaczków magnetycznych i poprawia szybkość usuwania. Jeśli rozmiar cząstek magnetycznych jest zbyt duży lub zbyt mały, siła bezwładności odśrodkowej będzie zbyt mała lub zbyt duża, co spowoduje niestabilne lub zniszczone kłaczki, więc efekt usuwania nie będzie idealny. Jednakże na etapie flokulacji duży wir generowany przez proszek magnetyczny o dużej średnicy może synergistycznie sprzyjać tworzeniu się kłaczków, poprawiając w ten sposób szybkość usuwania.
- Zastosowanie w oczyszczaniu wód kopalnianych
Podczas procesu wydobycia powstaje duża liczba drobnoziarnistych cząstek w wyniku kruszenia podczas przetwarzania minerałów i innych procesów. Te drobnoziarniste cząstki wody z odpadów kopalnianych charakteryzują się małym rozmiarem cząstek, dobrą hydrofobowością i wysokim potencjałem ujemnym, co ułatwia stabilizację zawieszonych cząstek stałych. Konwencjonalne procesy flokulacji i sedymentacji są trudne do leczenia.
W ostatnich latach technologia flokulacji magnetycznej była szeroko stosowana w oczyszczaniu wód odpadowych w różnych kopalniach jako nowa technologia oczyszczania wód odpadowych. W porównaniu z tradycyjnym procesem flokulacji i sedymentacji ma zalety niskiego zużycia energii, dobrego efektu i niskich kosztów oczyszczania wód poflotacyjnych.
Wyniki odpowiednich badań nad uzdatnianiem wód dołowych metodą flokulacji magnetycznej wskazują, że najlepszym koagulantem w procesie flokulacji magnetycznej jest PAC, a najlepsze dawkowanie wynosi 60 mg/L. Rodzaj koagulanta PAM ma niewielki wpływ na efekt zabiegu. Biorąc pod uwagę koszt, jako najlepszy koagulant wybiera się anionowy PAM, a najlepsze dawkowanie wynosi 4 mg/l.
Dodatek związków magnetycznych ma niewielki wpływ na poprawę zmętnienia ścieków i szybkości usuwania SS, ale może znacznie skrócić czas sedymentacji. Czas sedymentacji kłaczków jest krótszy niż 15 sekund, a stopień usuwania zmętnienia ścieków może osiągnąć ponad 95%. Należy zmniejszyć intensywność mieszania w reaktorze trójstopniowym, która wynosi odpowiednio 300, 200 i 100 obr/min.
- Zastosowanie w oczyszczaniu ścieków koksowniczych
Ścieki przemysłowe powstające w wyniku wysokotemperaturowego koksowania węgla, oczyszczania gazu węglowego, odzyskiwania produktów koksujących i operacji rafinacji nazywane są ściekami koksowniczymi. W skład chemiczny ścieków koksowniczych wchodzą głównie sole amonowe związków nieorganicznych i fenoli, monocykliczne i policykliczne związki aromatyczne oraz związki heterocykliczne zawierające w związkach organicznych azot, siarkę i tlen. Obecnie wiele krajów decyduje się na oczyszczanie ścieków koksowniczych metodą biochemiczną. Ze względu na trudną biodegradowalność, oczyszczanie ścieków metodą biochemiczną jest trudne, a głębokie oczyszczanie ścieków koksowniczych odbywa się głównie metodą mieszaną.
Obecnie odpowiednie wydziały na ogół stosują metody koagulacji i adsorpcji do głębokiego oczyszczania ścieków koksowniczych. Jako nowa technologia uzdatniania wody, technologia flokulacji magnetycznej przyciąga coraz więcej osób do badania jej ze względu na jej wyjątkowe zalety. Proszek magnetyczny dodany do ścieków dyfunduje do wody, wykorzystując swoją siłę magnetyczną do uzyskania dużej powierzchni właściwej i wygenerowania pola magnetycznego w celu adsorbowania naładowanych cząstek koloidu. Jednocześnie cząstki proszku magnetycznego zawieszone w ściekach zwiększają liczbę zawieszonych cząstek, zwiększając w ten sposób możliwości zderzenia cząstek koloidu, ułatwiając tworzenie kłaczków, a szybkość usuwania również wzrasta wraz ze wzmocnieniem efektu flokulacji .
Doświadczenia wykazały, że na wczesnym etapie dodawania proszku magnetycznego różne wskaźniki ścieków koksowniczych rosną wraz ze wzrostem ilości dodatku. Gdy ilość wlotu osiąga 400 mg/l, efekt usuwania jest najlepszy, przy szybkości usuwania ChZTcr wynoszącej 62,5%, szybkości usuwania zmętnienia wynoszącej 92,2% i szybkości usuwania azotu amonowego wynoszącej 22,3%. W porównaniu do szybkości usuwania bez dodatku proszku magnetycznego, szybkość usuwania wzrosła odpowiednio o 1,5%, 2,4% i 1,6%. Jednakże po dodaniu proszku magnetycznego szybkość usuwania spadła.
Obserwacje eksperymentalne wykazały, że połączenie proszku magnetycznego i kłaczków utworzyło kompozytowy flokulent magnetyczny o mniejszej objętości, ściślejszym połączeniu i większej szybkości sedymentacji. Analiza wykazała, że w procesie zwiększania ilości proszku magnetycznego można połączyć z kłaczkami więcej proszku magnetycznego, co zwiększa szybkość usuwania. Jednakże, gdy ilość dodanego proszku magnetycznego przekroczy optymalną wartość, nie tylko nie będą już tworzyć się kłaczki magnetyczne, ale proszek magnetyczny będzie również zakłócał adsorpcję zanieczyszczeń przez flokulanty, zmniejszając w ten sposób szybkość usuwania.
- Zastosowanie w modernizacji i transformacji oczyszczalni ścieków
Ze względu na brak zasobów wody w przeliczeniu na mieszkańca oraz zanieczyszczenie zasobów wodnych w miastach, coraz większą uwagę zwraca się na efektywne oczyszczanie ścieków. Obecnie proces oczyszczania ścieków bytowych obejmuje na ogół pierwotne oczyszczanie fizyczne i wtórne oczyszczanie biochemiczne, ale efekt nie jest idealny.
Jako rodzaj technologii głębokiego oczyszczania ścieków, technologia flokulacji magnetycznej stała się nowym sposobem modernizacji oczyszczalni ścieków ze względu na swoje zalety techniczne. Aby spełnić wymagania normy klasy A zawartej w „Normach emisji zanieczyszczeń dla miejskich oczyszczalni ścieków” (GB18918-2002) w zakresie wskaźnika zrzutu ścieków, wielu naukowców badało zastosowanie technologii flokulacji magnetycznej w oczyszczalniach ścieków modernizacja i transformacja oczyszczalni ścieków.
W pewnym zakresie szybkość usuwania SS można poprawić poprzez zwiększenie dawki PAC i odczynników w postaci proszku magnetycznego, ale wraz ze wzrostem PAM szybkość usuwania SS wykazuje tendencję najpierw rosnącą, a następnie malejącą. Zwiększenie dawki proszku magnetycznego i PAC może poprawić szybkość usuwania zmętnienia ścieków; wraz ze wzrostem dawki PAM, szybkość usuwania zmętnienia ma tendencję do późniejszego zmniejszania się, a prędkość mieszania również poważnie wpływa na efekt usuwania. Za szybko i za wolno nie jest dobrze.
Jednocześnie proponuje się, aby proszek magnetyczny wykazywał tendencję najpierw rosnącą, a następnie malejącą; efekt usuwania nie jest dobry, gdy szybkość mieszania jest zbyt duża lub zbyt wolna. Im wcześniej magnes zostanie dodany, tym bardziej korzystne jest usunięcie SS. Kolejność dodawania leków jest następująca: proszek magnetyczny, PAC, następnie mieszanie przez 4 minuty, a następnie dodawanie PAM.
