La tecnología de floculación magnética consiste en introducir materiales de carga magnética en el proceso de separación por sedimentación por floculación convencional, de modo que los flóculos producidos por la floculación se combinen efectivamente con los materiales de carga, se mejore el efecto de floculación, se aumente la gravedad específica de los flóculos y se asienten los flóculos. Se acelera la velocidad, el cuerpo de agua se purifica rápidamente y el efluente es claro y transparente. El lodo en el tanque de clarificación primero se envía a la máquina de recuperación de polvo magnético de tambor giratorio para recuperar el polvo magnético para su reciclaje, y el lodo se descarga al sistema de deshidratación de lodo. La tecnología de floculación magnética se utiliza ampliamente en el tratamiento profundo de plantas depuradoras grandes, medianas y pequeñas.
Ventajas técnicas
El sistema de mezcla por floculación magnética agrega polvo magnético y floculantes, que pueden eliminar eficazmente bacterias, virus y diversas partículas diminutas. Por lo tanto, la tasa de eliminación de SS es mayor que la de los procesos tradicionales y la calidad y estabilidad del agua efluente son altas. Al mismo tiempo, la carga hidráulica es alta, el caudal creciente es 15-30m/h, el tiempo de residencia es muy corto y su rendimiento de sedimentación a alta velocidad es excelente. En comparación con los procesos tradicionales, tiene muchas ventajas, como alta velocidad, alta eficiencia, tamaño reducido y pequeña inversión.
Aplicaciones
- Aplicación en la eliminación profunda de fósforo de aguas residuales domésticas.
Los procesos convencionales de eliminación química de fósforo tienen problemas como flóculos sueltos, sedimentación lenta, gran espacio de piso, gran cantidad de dosificación de agentes químicos, gran cantidad de lodo y altos costos operativos, que han generado cuellos de botella en el desarrollo de los procesos convencionales de eliminación química de fósforo. .
Como tipo de eliminación física y química de fósforo, la tecnología de sedimentación por floculación magnética supera los defectos de la eliminación química tradicional de fósforo. Tiene las características de flóculos densos, velocidad de sedimentación rápida, menor dosis de agente, espacio reducido y bajos costos operativos, y se usa ampliamente en el tratamiento de aguas residuales domésticas.
La eliminación química tradicional de fósforo no genera retorno de lodos porque los flóculos no son fáciles de sedimentar. La tecnología de sedimentación por floculación magnética agrega un sistema de retorno de lodos al sistema, y el lodo aún puede sedimentarse a alta velocidad en el tanque de sedimentación después del retorno. La función principal del retorno de lodos es aumentar el efecto de floculación y reducir la cantidad de dosificación de floculante.
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>tiempo de sedimentación.
En comparación con las tecnologías tradicionales, la tecnología de floculación magnética no sólo tiene un mejor efecto en la eliminación de sólidos suspendidos y DQO, sino que también reduce el tiempo en un 33%, de modo que se pueden utilizar tanques de sedimentación más pequeños y otros edificios para reducir costos.
Los estudios han confirmado que el tamaño de partícula del imán es mejor en 75-105μm. En el vórtice turbulento, debido a la adición del imán, la fuerza sobre las partículas del flóculo cambia, cambiando así constantemente de dirección. La probabilidad de colisión entre flóculos e imanes en el agua aumenta, lo que facilita la formación de flóculos magnéticos y mejora la tasa de eliminación. Si el tamaño de la partícula magnética es demasiado grande o demasiado pequeño, la fuerza de inercia centrífuga será demasiado pequeña o demasiado grande, lo que dará como resultado flóculos inestables o destruidos, por lo que el efecto de eliminación no es ideal. Sin embargo, en la etapa de floculación, el gran vórtice generado por el polvo magnético de gran diámetro puede promover sinérgicamente la generación de flóculos, mejorando así la tasa de eliminación.
- Aplicación en el tratamiento de agua de relaves mineros.
Durante el proceso minero, se produce una gran cantidad de partículas de grano fino debido a la trituración del procesamiento de minerales y otros procesos. Estas partículas de grano fino en el agua de relaves de la mina tienen las características de tamaño de partícula pequeño, buena hidrofobicidad y alto potencial negativo, lo que facilita la estabilización de los sólidos suspendidos. Los procesos convencionales de floculación y sedimentación son difíciles de tratar.
En los últimos años, la tecnología de floculación magnética se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de agua de relaves en varias minas como una nueva tecnología de tratamiento de agua de relaves. En comparación con el proceso tradicional de floculación y sedimentación, tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, un buen efecto y un bajo costo en el tratamiento del agua de relaves mineros.
Los resultados de investigaciones relevantes sobre el tratamiento del agua de mina mediante el proceso de floculación magnética muestran que el mejor coagulante en el proceso de floculación magnética es el PAC, y la mejor dosis es 60 mg/L. El tipo de coagulante PAM tiene poco efecto sobre el efecto del tratamiento. Teniendo en cuenta el costo, se selecciona PAM aniónico como el mejor coagulante y la mejor dosis es 4 mg/L.
La adición de especies magnéticas tiene poco efecto en la mejora de la turbidez del efluente y la tasa de eliminación de SS, pero puede acortar significativamente el tiempo de sedimentación. El tiempo de sedimentación de los flóculos es inferior a 15 s y la tasa de eliminación de turbidez del efluente puede alcanzar más del 95 %. Se debe reducir la intensidad de agitación del tanque de reacción de tres etapas, que es 300, 200 y 100 r/min respectivamente.
- Aplicación en el tratamiento de aguas residuales de coque.
Las aguas residuales industriales generadas por la coquización de carbón a alta temperatura, la purificación del gas de carbón, la recuperación de productos de coquización y las operaciones refinadas se denominan aguas residuales de coquización. La composición química de las aguas residuales de coque es principalmente sales de amonio de compuestos inorgánicos y fenoles, compuestos aromáticos monocíclicos y policíclicos y compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, azufre y oxígeno en compuestos orgánicos. En la actualidad, muchos países optan por tratar las aguas residuales de coquización mediante métodos bioquímicos. Debido a su difícil biodegradabilidad, es difícil tratar las aguas residuales según los estándares mediante métodos bioquímicos, y el tratamiento profundo de las aguas residuales de coquización se realiza principalmente mediante métodos mixtos.
En la actualidad, los departamentos pertinentes generalmente utilizan métodos de coagulación y adsorción para el tratamiento profundo de aguas residuales de coquización. Como tecnología emergente de tratamiento de agua, la tecnología de floculación magnética ha atraído cada vez a más personas a estudiarla debido a sus ventajas únicas. El polvo magnético agregado a las aguas residuales se difunde en el agua, confiando en su fuerza magnética para obtener una gran superficie específica y generar un campo magnético para adsorber partículas coloidales cargadas. Al mismo tiempo, las partículas de polvo magnético suspendidas en las aguas residuales aumentan la cantidad de partículas suspendidas, aumentando así las oportunidades de colisión de las partículas coloides, lo que facilita la formación de flóculos, y la tasa de eliminación también aumenta con la mejora del efecto de floculación. .
Los experimentos han demostrado que en la etapa inicial de adición de polvo magnético, los diversos indicadores de aguas residuales de coque aumentan con el aumento de la cantidad de adición. Cuando la cantidad de entrada alcanza los 400 mg/L, el efecto de eliminación es mejor, con una tasa de eliminación de CODcr del 62,5 %, una tasa de eliminación de turbidez del 92,2 % y una tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal del 22,3 %. En comparación con la tasa de eliminación sin agregar polvo magnético, la tasa de eliminación aumentó un 1,5%, 2,4% y 1,6% respectivamente. Sin embargo, cuando se añadió polvo magnético, la tasa de eliminación disminuyó.
Las observaciones experimentales mostraron que la combinación de polvo magnético y flóculos formaba un floculante magnético compuesto con un volumen más pequeño, una combinación más compacta y una velocidad de sedimentación más rápida. El análisis mostró que en el proceso de aumentar el polvo magnético, se puede combinar más polvo magnético con flóculos, por lo que aumenta la tasa de eliminación. Sin embargo, como la cantidad de polvo magnético agregado excede el valor óptimo, no solo ya no se formarán flóculos magnéticos, sino que el polvo magnético también interferirá con la adsorción de contaminantes por parte de los floculantes, reduciendo así la tasa de eliminación.
- Aplicación en la mejora y transformación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Debido a la falta de recursos hídricos per cápita y la contaminación de los recursos hídricos en las ciudades, el tratamiento eficiente de las aguas residuales ha ganado cada vez más atención. En la actualidad, el proceso de tratamiento de aguas residuales domésticas es generalmente un tratamiento físico primario y un tratamiento bioquímico secundario, pero el efecto no es ideal.
Como tipo de tecnología de tratamiento profundo de aguas residuales, la tecnología de floculación magnética se ha convertido en una nueva forma de mejorar las plantas de tratamiento de aguas residuales debido a sus ventajas técnicas. Para cumplir con los requisitos de la norma Clase A en la "Norma de emisión de contaminantes para plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas" (GB18918-2002) para el índice de descarga de efluentes, muchos académicos han estudiado la aplicación de la tecnología de floculación magnética en el Ampliación y transformación de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Dentro de un cierto rango, la tasa de eliminación de SS se puede mejorar aumentando la dosis de PAC y reactivos en polvo magnético, pero con el aumento de PAM, la tasa de eliminación de SS muestra una tendencia de aumentar primero y luego disminuir. Aumentar la dosis de polvo magnético y PAC puede mejorar la tasa de eliminación de turbidez de las aguas residuales; con el aumento de la dosis de PAM, la tasa de eliminación de turbidez tiende a disminuir más adelante y la velocidad de agitación también afecta seriamente el efecto de eliminación. Demasiado rápido y demasiado lento no son buenos.
Al mismo tiempo, se propone que el polvo magnético muestre una tendencia primero creciente y luego decreciente; el efecto de eliminación no es bueno cuando la velocidad de agitación es demasiado rápida o demasiado lenta. Cuanto antes se agregue el imán, más beneficioso será para la eliminación de SS. El orden de adición de los fármacos es polvo magnético, PAC, luego agitación durante 4 minutos y luego adición de PAM.
