摘要：目前城市污水不斷增加，嚴(yán)重影響城市居民的飲用水安全。河北煤炭科學(xué)研究院有限公司通過(guò)對(duì)現(xiàn)有污水處理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究分析，成功研發(fā)了新型加載聚合磁粉并應(yīng)用于污水處理工作，效果良好，并在占地、能耗等方面節(jié)約資源，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：聚合磁粉;污水處理;沉淀速度;生活污水;

0引言

隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，城市規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，大量的市政工程正在建設(shè)，在消耗水資源的同時(shí)也在產(chǎn)生大量的污水;城鎮(zhèn)人口的不斷增加，產(chǎn)生的生活污水也在不斷的的增加。工業(yè)污水和生活污水如果不經(jīng)過(guò)處理直接排入水體，將會(huì)導(dǎo)致更多水體的的污染，造成水資源的浪費(fèi)，環(huán)境問(wèn)題突出，長(zhǎng)此以往造成水資源的的危機(jī)將會(huì)成為制約社會(huì)發(fā)展的重要因素。目前，針對(duì)生活污水的處理，許多專家學(xué)者進(jìn)行了多方面的研究，并取得了一系列的成果，河北煤炭科學(xué)研究院有限公司在借鑒學(xué)習(xí)前人的基礎(chǔ)上，利用新型加載聚合磁粉應(yīng)用到生活污水的應(yīng)急處理中去，取得良好的效果。

1 目前污水處理的現(xiàn)狀

污水處理技術(shù)經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展，取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，由原先的簡(jiǎn)單的消毒沉淀到有機(jī)去除、脫氮除磷再到深度處理回用，由一級(jí)處理發(fā)展到現(xiàn)在的三級(jí)處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前目前全國(guó)年排污量約為 350 億立方米，但城市污水集中處理率僅為 15%，污水處理效率偏低，原因有三點(diǎn)：

1）污水處理工藝較為落后，城市污水處理技術(shù)是否先進(jìn)是城市污水處理效率的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的污水處理技術(shù)在借鑒歐美國(guó)家的處理技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)消化、吸收形成符合我國(guó)國(guó)情的處理技術(shù)，并得到了很大的發(fā)展，但與國(guó)外同期的技術(shù)發(fā)展水平有相當(dāng)大的差距，處理效率不高、自動(dòng)化程度偏低、能量消耗較大等問(wèn)題。

2）由于城市生活污水和水質(zhì)的波動(dòng)性大，污染物的種類繁多而復(fù)雜，常規(guī)使用的混凝技術(shù)對(duì)濁度有著顯著的去除效果，但對(duì)市政生活污水的處理則有著較大的局限性。因?yàn)榛炷夹g(shù)中混凝反應(yīng)受諸多因素影響，如 pH、水力條件、混凝劑的種類及用量等因素的影響。

3）在城市污水處理的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，污水處理工藝存在懸浮物顆粒沉淀時(shí)間長(zhǎng)，去除率偏低，沉淀池占地及體積偏大，導(dǎo)致前期投資過(guò)高的情況，運(yùn)營(yíng)成本都不適合應(yīng)用于市政生活污水的應(yīng)急處理。

2 污水處理的發(fā)展方向

根據(jù)我國(guó)目前污水處理的現(xiàn)狀，且隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在借鑒參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)我國(guó)目前的國(guó)情，城市污水處理主要有以下五個(gè)方向發(fā)展方向：

1）污水處理總投資節(jié)省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。

2） 污水處理運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。

3）污水處理工藝應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力，因?yàn)橹行〕擎?zhèn)污水水量水質(zhì)晝夜、季節(jié)波動(dòng)較大。

4）污水處理設(shè)備及設(shè)施要求管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、維修方便。這對(duì)于中小城鎮(zhèn)尤為重要，因?yàn)橹行〕擎?zhèn)往往技術(shù)力量比較薄弱。

5）污水處理設(shè)施要占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。

3 新型加載聚合磁粉開(kāi)發(fā)

3.1 磁混凝的基本原理

在常規(guī)混凝工藝基礎(chǔ)上，對(duì)于水中非磁性或者弱磁性絮體，通過(guò)投加加載聚合磁粉，以加載聚合磁粉作為凝結(jié)核，與脫穩(wěn)絮體形成磁性復(fù)合絮體，再通過(guò)外磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)固液分離，達(dá)到高效處理目的。加載聚合磁粉具有很高的性價(jià)比，具有很好的微電解效應(yīng)，有利于促進(jìn)有機(jī)物的分解和重金屬離子的還原反應(yīng)。

3.2新型加載聚合磁粉產(chǎn)品的研發(fā)

河北煤炭科學(xué)研究院有限公司于 1999 年成立專業(yè)用于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高效磁鐵礦粉（重介質(zhì)）的機(jī)構(gòu)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)由專業(yè)礦業(yè)工程研究生組成，既有多年豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又有該領(lǐng)域最前沿的理論和技術(shù)，開(kāi)發(fā)出磁鐵礦粉。公司在國(guó)內(nèi)多個(gè)礦區(qū)，開(kāi)展洗煤服務(wù)多年，掌握大量典型數(shù)據(jù)，有著豐富的煤礦污水處理經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)磁混凝的基本原理，開(kāi)發(fā)新型加載聚合磁粉產(chǎn)品，可確保研究成果的先進(jìn)性、準(zhǔn)確性、代表性，并解決了城市污水處理的中的關(guān)鍵問(wèn)題，主要如下：

1） 加載聚合磁粉與 PAM 聯(lián)用強(qiáng)化混凝沉淀工藝對(duì)污水有的強(qiáng)化處理效果;

2） 加載聚合磁粉可以大幅削減水中 COD，并且去除磷重金屬離子 SSCOD 等污染物;

3） 利用加載聚合磁粉表面活性點(diǎn)位的氧化吸附表面電荷絡(luò)合作用，實(shí)現(xiàn)污染物從水中分離;

4） 加載聚合磁粉技術(shù)指標(biāo)中的磁性物含量、水分，目數(shù)、比重對(duì)水處理效果有何影響;

5） 加載聚合磁粉的磁性強(qiáng)度、衰減周期、聚合力、粒度構(gòu)成等主要指標(biāo)、單個(gè)指標(biāo)線性變化和污水處理效果的關(guān)聯(lián)程度，重點(diǎn)關(guān)注磁性強(qiáng)度、聚合力同污水處理效果的關(guān)聯(lián)程度變化;

6） 如何在綜合考慮加載聚合磁性、衰減周期、聚合力、粒度構(gòu)成等主要指標(biāo)情況下，最大限度提高污水處理效果;

7） 加載聚合磁粉對(duì)污水中 COD 色度，去除磷重金屬離子 SSCOD 等污染物的效果如何。

河北煤炭科學(xué)研究院有限公司從實(shí)際資料出發(fā)，與同行專家進(jìn)行交流、溝通，技術(shù)路線得到不斷完善，以磁混凝理論方法為基礎(chǔ)，利用最佳試驗(yàn)參數(shù)及機(jī)理研究結(jié)果對(duì)實(shí)際工藝并進(jìn)行優(yōu)化，得出加載聚合磁粉的磁性強(qiáng)度、衰減周期、聚合力、粒度構(gòu)成等主要指標(biāo)、單個(gè)指標(biāo)線性變化和污水處理效果的關(guān)聯(lián)程度。解決了污水處理中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，并在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行調(diào)研，對(duì)相同類型的產(chǎn)品對(duì)比，下三個(gè)方面具有較好的先進(jìn)性，具體如下：

1） 獲得磁混凝工藝處理污水的最佳參數(shù)的方法;

2） 通過(guò)加載聚合磁粉反應(yīng)前后表征分析探索磁混凝工藝的機(jī)理的系統(tǒng)設(shè)置;

3） 采用靜態(tài)與動(dòng)態(tài)相結(jié)的方法獲得加載聚合磁粉的參數(shù)。

4產(chǎn)品效果

通過(guò)產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)之后，對(duì)新型加載聚合磁粉進(jìn)行推廣應(yīng)用，取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，污水處理廠磁混凝工藝中加入該加載聚合磁粉后，污水處理廠占地面積大幅度的減少，占地面積為傳統(tǒng)工藝的1/30-1/40，保護(hù)了土地資源。在產(chǎn)品的應(yīng)用過(guò)程中，取得一系列良好的技術(shù)效果：

1）磁混凝工藝中（選用品質(zhì)一般的磁粉）對(duì) COD 的去除主要是依靠去除懸浮物來(lái)去除的，懸浮態(tài)的COD 去除率約為70%-90%，而非懸浮態(tài)的COD 去除率約為0-35%。TP 的懸浮態(tài)和非懸 浮態(tài)的去除率均約為50%-90%，而選用新型加載聚合磁粉COD 的去除總體達(dá)到70%。

2）加載聚合磁粉能夠大大提高絮體沉淀速度，是加入普通磁粉形成的絮體沉降速度 5倍以上。

3）磁混凝工藝（加入加載聚合磁粉）對(duì) TP、SS 去除率分別達(dá)到95.0%、90%以上;產(chǎn)泥量與進(jìn)出水SS 和泥餅含水率有關(guān)，磁粉回收率在99.0%以上。

5 小結(jié)

在社會(huì)不斷發(fā)展的今天，需要大家保護(hù)水資源，加強(qiáng)對(duì)污水的處理，防止污水二次污染水體。河北煤炭科學(xué)研究院有限公司通過(guò)研究開(kāi)發(fā)了加載聚合磁粉，應(yīng)用于污水處理中，減少了占用土地資源，降低了能耗，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)一步豐富了磁加載混凝沉淀技術(shù)的理論，并提供了一系列工藝最佳控制參數(shù)，為后續(xù)磁加載混凝沉淀技術(shù)應(yīng)用于市政生活污水處理以及各類成分不同的污水處理提供了一定的參考和設(shè)計(jì)依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：郭巨輝（1982-）男，漢族，河北邢臺(tái)人，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，單位河北煤炭科學(xué)研究院有限公司，學(xué)士學(xué)位，研究方向：污水處理，洗煤材料，經(jīng)濟(jì)管理。