1、第 43 卷第 3 期2023年 3 月Vol.43 No.3Mar.，2023 工业水处理Industrial Water TreatmentDOI：10.19965/ki.iwt.2022-0460181磁混凝工艺在山东某污水处理厂提标改造中的应用陈智超1，陈坤1，杨承峰2，刘汝鹏3，张震3，4，吴震4（1.山东隆源环境科技有限公司，山东济南 250101；2.山东瑞清环境科技发展有限公司，山东济南 250101；3.山东建筑大学资源与环境创新研究院，山东济南 250101；4.山东建筑大学市政与环境学院，山东济南 250101）摘要 随着国家和地方污水排放标准的日益严格，我国污水处理厂的
2、提标改造迫在眉睫。山东某污水处理厂进水工业废水占比大，水质波动大，出水 TP、SS难以稳定达标。为响应当地环保政策，满足出水标准，现将原有混凝沉淀系统中的 1 组斜管沉淀池原位改造为磁混凝系统。改造前 2 组斜管沉淀池实际处理量为 25 000 m3/d，改造后1组磁混凝系统处理量即可达到 43 000 m3/d，且磁混凝出水超越 V 型滤池进入后续消毒单元进行处理后，出水 TP、SS不但明显优于 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级 A 标准，甚至可满足 地表水环境质量标准（GB 38382002）类标准。经济性分析表明，改造后聚合硫酸铁（PFS）和聚丙烯酰胺（PAM
3、）投加量分别节省 40%和 30%左右，实际运行功率降低 6.12%，吨水运行能耗降低 45.45%，共计可节约成本 0.056 4元/t。关键词 提标改造；污水处理厂；磁混凝；原位改造；节能降耗中图分类号 X703 文献标识码 B 文章编号 1005-829X（2023）03-0181-05Application of magnetic coagulation process in upgrading and renovation of a sewage treatment plant in ShandongCHEN Zhichao1，CHEN Kun1，YANG Chengfeng2，LI
4、U Rupeng3，ZHANG Zhen3，4，WU Zhen4（1.Shandong Longyuan Environmental Technology Co.，Ltd.，Ji nan 250101，China；2.Shandong Ruiqing Environmental Technology Development Co.，Ltd.，Ji nan 250101，China；3.Resources and Environment Innovation Institute，Shandong Jianzhu University，Ji nan 250101，China；4.School of
5、 Municipal and Environmental Engineering，Shandong Jianzhu University，Ji nan 250101，China）Abstract：Along with the national and local discharge standard increasingly strict，the upgrade of sewage treatment plant is urgent.For a sewage treatment plant in Shandong，the proportion of influent industrial wa
6、stewater and the water quality fluctuated greatly，and the effluent TP and SS were difficult to meet the standard stably.In order to respond to local environmental protection policies and meet the effluent standard，one group of inclined tube sedimentation tanks in the original coagulation and sedimen
7、tation system was transformed into a magnetic coagulation system in-situ.Before the transformation，the actual treatment capacity of two sets of inclined tube sedimentation tanks was 25 000 m3/d.After the transformation，the treatment capacity of one set of magnetic coagulation system could reach 43 0
8、00 m3/d.After the magnetic coagulation water exceeded the V-shaped filter tank and entered the subsequent disinfection unit for treatment，the effluent TP and SS were not only obviously superior to the first-Class A standard of the Discharge Standard of Pollutants for Municipal Waste Water Treatment
9、Plant（GB 189182002），even met the Class standard of the Environmental Quality Standards for Surface Water（GB 38382002）.The economic analysis showed that after the transformation，the dosage of PFS and PAM could be saved by about 40%and 30%respectively，the actual operating power could be reduced by 6.1
10、2%，and the energy consumption per ton of water could be reduced by 45.45%.The total cost could be saved by 0.056 4 yuan/t.Key words：upgrading and renovation；sewage treatment plants；magnetic coagulation；in-situ renovation；energy saving and consumption reduction工程实例开放科学（资源服务）标识码（OSID）：工程实例工业水处理 2023-0
11、3，43（3）182随着城市发展及工业水平的提高，生活污水和工业废水排放相应增多，环保要求日益严格，污水处理厂出水监测越来越受到当地环保部门的重视。目前，污水处理厂传统混凝深度处理能力已经远远不能满足高负荷和较大波动水质的实际处理需求，磁混凝作为一种新型深度处理工艺脱颖而出。磁混凝工艺原理是，在传统混凝基础上投加磁粉，磁粉作为沉淀析出晶核，水中胶体颗粒与磁粉颗粒碰撞脱稳而形成含磁絮体被去除。一般来讲，含磁絮体可经高剪机高速切割分离，然后进入磁分离装置进行磁粉回收，回收的磁粉回流至磁粉反应池继续参与反应，从而提高混凝反应效率1-2。磁混凝工艺的作用机理除磁粉之间相互吸引促进絮体聚集沉淀外，还有吸
12、附架桥、电中和、双电层压缩、网捕卷扫等作用3。胶体颗粒与磁粉颗粒碰撞所形成的以磁粉为载体的絮体或者磁粉将污泥杂质等包裹而成的絮体较常规混凝抱团形成的絮体更密实，密度也会更大，导致其沉降速度快，同时沉淀污泥含水率较低。相较于传统混凝工艺，磁混凝工艺具有混凝高效、沉降迅速、节省占地、抗冲击能力强、节省药耗能耗及可超越过滤池等特点4。磁混凝工艺通过设置污泥回流系统，使得磁粉可循环使用，有利于节约混凝剂和絮凝剂5。磁混凝工艺能满足污水处理厂在土地受限条件下水量、水质的提标需求，并能实现污水处理厂出水稳定达标排放。目前，磁混凝工艺已成功应用于大连某紧凑型污水处理厂提标改造6及黑龙江某污水老厂提标改造工程
13、7，实现了深度处理阶段对TP、SS的高效去除，满足了污水处理厂出水稳定达标要求，说明磁混凝工艺在污水处理领域有较大的应用价值，具有极好的应用前景8。山东某污水处理厂厂区内用地紧张，设备老化损坏现象较严重，虽对部分损坏设备进行了更换维修，但并没有彻底解决所有设备的老化损坏问题，进水中工业废水占比较高，出水TP和SS难以稳定达标，需要进行原位提标改造。经过方案对比分析，本工程拟将原有传统混凝沉淀工艺提标改造为磁混凝工艺，以期改造后出水 TP、SS可满足排放标准。1 污水处理厂概况及分析1.1污水处理厂概况山东某污水处理厂始建于 2005 年 5 月，污水处理厂进水来源主要为县区生活污水及来自伊利乳
14、业、齐鲁制药、热电厂、机械加工等企业的工业废水，重点排污企业废水均经过预处理后排入本污水处理厂，废水中不含有毒有害物质及重金属离子，出水执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级 A排放标准。2009年升级改造后，污水厂设计处理规模为40 000 m3/d，主体工艺采用“粗格栅+提 升 泵 站+细 格 栅+旋 流 沉 砂 池+A2/O 生 化 池+二沉池+二次提升泵站+混凝沉淀池+V型滤池+次氯酸钠消毒”组合工艺。因其后期服务范围内工业废水排放量增大，实际进水指标数值高于设计进水水质标准，尤其进水 CODCr、SS、TP指标变化大，超出设计值30%以 上，导 致 污 水
15、 处 理 厂 实 际 处 理 污 水 量 为25 000 m3/d，出水水质也出现超标问题，具体见表1。随着城市发展，当地小区、工业企业数量增多，排入厂内的生活污水和工业废水增加，目前污水处理厂实际进水量可达 43 000 m3/d，污水处理厂实际处于超负荷运行状态，出水水质急剧恶化。为使出水水质满足排放要求，拟定对该污水处理厂进行提标改造。1.2现状问题及难点分析（1）污水处理厂进水工业废水占比约 3/4，水质波动偏大，SS偏高，对污水处理厂冲击较大，造成混凝沉淀效果差，出水 TP、SS不能稳定达标。（2）实际处理规模仅为 25 000 m3/d，远远达不到设计负荷 40 000 m3/d。
16、（3）现状V型滤池石英砂出现板结问题，已无法起到相应的过滤作用，从而无法保障出水 SS稳定达标。（4）污水厂总占地面积仅 3万 m2，厂区内用地紧张，只能进行原位提标改造。2 提标改造方案设计2.1提标改造方案（1）针对污水处理厂出水 TP、SS不能稳定达标，扩建土地受限问题，将混凝沉淀池 2组中的 1组改造为磁混凝沉淀池，另 1 组不做改造，由改造后的 1 组磁混凝系统处理污水处理厂全部进水，并将磁混凝产生的化学污泥排入原系统污泥调蓄池，经污泥干表 1出水水质与执行标准Table 1 Comparison between effluent quality and executive standards 项目实际出水水质出水标准COD/（mgL-1）20.140.450BOD5/（mgL-1）5.28.510SS/（mgL-1）82010TN/（mgL-1）121515TP/（mgL-1）0.541.020.5NH3-N/（mgL-1）0.24.05（8）pH6969注：当水温12 时执行括号内标准。183工业水处理 2023-03，43（3）陈智超，等：磁混凝工艺在山东某污水处理厂提