磁気凝集技術は、従来の凝集沈降分離プロセスに磁性充填材を導入することで、凝集によって生成された凝集物が充填材と効果的に結合し、凝集効果が強化され、凝集物の比重が増加し、凝集物が沈降します。速度が加速され、水域は急速に浄化され、排水は透明になります。清澄槽内の汚泥は、まず回転ドラム型磁性粉回収機に送られ磁性粉が回収されリサイクルされ、汚泥脱水装置へ排出されます。磁気凝集技術は、大、中、小規模の下水処理場の深部処理に広く使用されています。
技術的な利点
磁気凝集混合システムは磁性粉末と凝集剤を添加し、細菌、ウイルス、さまざまな微粒子を効果的に除去します。そのため、従来法に比べてSS除去率が高く、排水水質と安定性が高くなります。同時に、油圧負荷が高く、上昇流量は15-30m/hで、滞留時間が非常に短く、高速沈降性能に優れています。従来のプロセスと比較して、高速、高効率、小さな設置面積、少ない投資など、多くの利点があります。
アプリケーション
- 生活下水の深部リン除去への応用
従来の化学的リン除去プロセスには、緩いフロック、遅い沈降、広い床面積、多量の薬剤投与量、大量の泥、高い運転コストなどの問題があり、従来の化学的リン除去プロセスの開発のボトルネックとなっていました。 。
物理的および化学的リン除去の一種である磁気凝集沈降技術は、従来の化学的リン除去の欠点を克服します。緻密なフロック、速い沈降速度、少ない薬剤投与量、狭い床面積、低い運転コストという特徴があり、家庭の下水処理に広く使用されています。
従来の化学的リン除去では、フロックが沈殿しにくいため、スラッジは戻りません。磁気凝集沈殿技術により、システムに汚泥返送システムが追加され、返送後も汚泥は沈殿槽内で高速で沈降します。汚泥返送の主な機能は、凝集効果を高め、凝集剤の投与量を減らすことです。
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>沈降時間。
従来の技術と比較して、磁気凝集技術は懸濁物質やCODの除去に優れた効果を発揮するだけでなく、時間を33%短縮できるため、沈殿槽やその他の建物の小型化を実現してコストを削減できます。
研究により、磁石の粒子サイズは 75-105 μm が最適であることが確認されています。乱流渦の中では、磁石の追加によりフロック粒子にかかる力が変化し、その結果、方向が常に変わります。水中でフロックと磁石との衝突確率が高まり、磁性フロックが形成されやすくなり、除去率が向上します。磁性粒子の粒径が大きすぎたり小さすぎたりすると、遠心慣性力が小さすぎたり大きすぎたりしてフロックが不安定になったり、破壊されたりするため、除去効果が良好ではありません。しかし、凝集段階では、大径磁性粉が発生する大きな渦が相乗的にフロックの生成を促進し、除去率を向上させることができる。
- 鉱山尾鉱水処理への応用
採掘プロセスでは、鉱物処理やその他のプロセスの破砕により、多数の細粒粒子が生成されます。鉱山の尾滓水に含まれるこれらの細粒粒子は、粒径が小さく、疎水性が高く、負の電位が高いという特徴を持っており、懸濁物質を安定化しやすくします。従来の凝集および沈降プロセスは処理が困難です。
近年、磁気凝集技術は新たな尾滓水処理技術として、各種鉱山の尾滓水処理に広く利用されています。従来の凝集および沈殿プロセスと比較して、鉱山尾滓水の処理においてエネルギー消費量が少なく、効果が高く、コストが低いという利点があります。
磁気凝集プロセスによる鉱山水の処理に関する関連研究の結果は、磁気凝集プロセスで最適な凝集剤は PAC であり、最適な投与量は 60 mg/L であることを示しています。 PAM凝固剤の種類は治療効果にほとんど影響しません。コストを考慮すると、アニオン性 PAM が最良の凝固剤として選択され、最適な投与量は 4 mg/L です。
磁性種の添加は排水濁度や SS 除去率の改善にはほとんど効果がありませんが、沈降時間を大幅に短縮できます。フロックの沈降時間は 15 秒未満で、排水の濁度除去率は 95% 以上に達します。 ３段反応槽の撹拌強度をそれぞれ３００ｒ／ｍｉｎ、２００ｒ／ｍｉｎ、１００ｒ／ｍｉｎに下げる必要がある。
- コークス化廃水処理への応用
高温石炭コーキング、石炭ガス精製、コークス生成物の回収および精製操作によって発生する工業廃水はコークス廃水と呼ばれます。コークス廃水の化学組成は、主に無機化合物とフェノールのアンモニウム塩、単環式および多環式芳香族化合物、有機化合物に窒素、硫黄、酸素を含む複素環式化合物である。現在、多くの国がコークス化廃水を生化学的方法で処理することを選択しています。廃水は生分解しにくいため、生化学的方法で基準に合わせて処理することが難しく、コークス化廃水の深部処理は混合法で行われることが多い。
現在、関係部門はコークス化廃水の深部処理に凝集法と吸着法を使用するのが一般的である。新興の水処理技術である磁気凝集技術は、その独特の利点により、ますます多くの人々を研究に引きつけています。排水に添加された磁性粉は、その磁力により水中に拡散し、大きな比表面積を得るとともに磁場を発生させ、帯電コロイド粒子を吸着します。同時に排水中に浮遊する磁性粉粒子により浮遊粒子数が増加し、コロイド粒子同士の衝突機会が増加してフロックを形成しやすくなり、凝集効果が高まることで除去率も向上します。 。
実験の結果、磁性粉末の添加初期段階では、添加量の増加に伴ってコークス化廃水の各種指標が増加することがわかった。投入量が400mg/Lに達すると、CODcr除去率62.5%、濁度除去率92.2%、アンモニア態窒素除去率22.3%と最も除去効果が高くなります。磁性粉を添加しない場合と比較して、除去率はそれぞれ1.5%、2.4%、1.6%向上しました。ただし、磁性粉を添加すると除去率が低下します。
実験観察により、磁性粉末とフロックの組み合わせにより、体積が小さく、結合が緊密で、沈降速度が速い複合磁性凝集剤が形成されることが示されました。解析の結果、磁粉を増やす過程でより多くの磁粉をフロックと結合させることができるため、除去率が向上することがわかりました。しかし、磁性粉の添加量が最適値を超えると、磁性凝集が形成されなくなるだけでなく、磁性粉が凝集剤による汚染物質の吸着を阻害し、除去率が低下します。
- 下水処理場の更新と改造への応用
一人当たりの水資源の不足と都市の水資源の汚染により、下水の効率的な処理がますます注目を集めています。現在、生活下水の処理プロセスは一般的に一次物理処理と二次生化学処理であるが、その効果は理想的ではない。
下水深部処理技術の一種として、磁気凝集技術はその技術的利点により、下水処理プラントをアップグレードする新しい方法となっています。排水の排出指数に関する「都市下水処理場の汚染物質排出基準」(GB18918-2002) のクラス A 基準の要件を満たすために、多くの学者が磁気凝集技術の応用を研究してきました。下水処理場のアップグレードと改造。
一定の範囲内では、PAC や磁性粉試薬の添加量を増やすことで SS の除去率は向上しますが、PAM の添加量が増加すると、SS の除去率は増加し、その後減少する傾向を示します。磁性粉とPACの添加量を増やすと、下水の濁り除去率が向上します。 PAM 添加量の増加に伴い、濁度除去率は低下する傾向があり、撹拌速度も除去効果に大きく影響します。早すぎても遅すぎてもダメです。
同時に、磁性粉末は最初に増加し、その後減少する傾向を示すことが提案されています。撹拌速度が速すぎても遅すぎても除去効果は良好ではありません。磁石の添加が早ければ早いほど、SSの除去に有利になります。薬剤の添加順序は、磁性粉、PAC、4分間撹拌、PAMの順です。