La tecnologia della flocculazione magnetica consiste nell'introdurre materiali di caricamento magnetici nel processo di separazione convenzionale della sedimentazione della flocculazione, in modo che i fiocchi prodotti dalla flocculazione siano effettivamente combinati con i materiali di caricamento, l'effetto di flocculazione sia migliorato, il peso specifico dei fiocchi sia aumentato, i fiocchi si depositano la velocità viene accelerata, il corpo idrico viene rapidamente purificato e l'effluente è chiaro e trasparente. I fanghi nel serbatoio di chiarificazione vengono prima inviati alla macchina di recupero della polvere magnetica a tamburo rotante per recuperare la polvere magnetica per il riciclaggio, quindi i fanghi vengono scaricati nel sistema di disidratazione dei fanghi. La tecnologia della flocculazione magnetica è ampiamente utilizzata nel trattamento profondo di impianti fognari di grandi, medi e piccoli impianti.
Vantaggi tecnici
Il sistema di miscelazione della flocculazione magnetica aggiunge polvere magnetica e flocculanti, che possono rimuovere efficacemente batteri, virus e varie minuscole particelle. Pertanto, il tasso di rimozione degli SS è superiore a quello dei processi tradizionali e la qualità e la stabilità dell’acqua effluente sono elevate. Allo stesso tempo, il carico idraulico è elevato, la portata in aumento è di 15-30 m/h, il tempo di permanenza è molto breve e le prestazioni di sedimentazione ad alta velocità sono eccellenti. Rispetto ai processi tradizionali, presenta molti vantaggi come alta velocità, alta efficienza, ingombro ridotto e piccoli investimenti.
Applicazioni
- Applicazione nella rimozione profonda del fosforo nelle acque reflue domestiche
I processi convenzionali di rimozione chimica del fosforo presentano problemi quali fiocchi sciolti, sedimentazione lenta, ampio spazio sul pavimento, grandi quantità di dosaggio di agenti chimici, grandi quantità di fango e costi operativi elevati, che hanno portato a colli di bottiglia nello sviluppo dei processi convenzionali di rimozione chimica del fosforo .
Come tipo di rimozione fisica e chimica del fosforo, la tecnologia di sedimentazione con flocculazione magnetica supera i difetti della tradizionale rimozione chimica del fosforo. Ha le caratteristiche di fiocchi densi, elevata velocità di sedimentazione, minor dosaggio di agenti, ingombro ridotto e bassi costi operativi ed è ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque reflue domestiche.
La tradizionale rimozione chimica del fosforo non determina il ritorno dei fanghi perché i fiocchi non sono facili da sedimentare. La tecnologia di sedimentazione con flocculazione magnetica aggiunge un sistema di ritorno dei fanghi nel sistema e i fanghi possono ancora depositarsi ad alta velocità nel serbatoio di sedimentazione dopo il ritorno. La funzione principale del ritorno dei fanghi è quella di aumentare l'effetto di flocculazione e ridurre la quantità di dosaggio del flocculante.
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>tempo di sedimentazione.
Rispetto alle tecnologie tradizionali, la tecnologia della flocculazione magnetica non solo ha un effetto migliore sulla rimozione dei solidi sospesi e del COD, ma riduce anche i tempi del 33%, in modo che si possano utilizzare vasche di sedimentazione più piccole e altri edifici per ridurre i costi.
Gli studi hanno confermato che la dimensione delle particelle del magnete è migliore a 75-105μm. Nel vortice turbolento, a causa dell'aggiunta del magnete, la forza sulle particelle del fiocco cambia, cambiando quindi costantemente direzione. Aumenta la probabilità di collisione tra fiocchi e magneti nell'acqua, facilita la formazione di fiocchi magnetici e migliora la velocità di rimozione. Se la dimensione delle particelle magnetiche è troppo grande o troppo piccola, la forza di inerzia centrifuga sarà troppo piccola o troppo grande, con conseguente formazione di fiocchi instabili o distrutti, quindi l'effetto di rimozione non è ideale. Tuttavia, nella fase di flocculazione, il grande vortice generato dalla polvere magnetica di grande diametro può promuovere sinergicamente la generazione di fiocchi, migliorando così la velocità di rimozione.
- Applicazione nel trattamento delle acque di scarto delle miniere
Durante il processo di estrazione, viene prodotto un gran numero di particelle a grana fine a causa della frantumazione della lavorazione dei minerali e di altri processi. Queste particelle a grana fine nell'acqua degli sterili della miniera hanno le caratteristiche di piccole dimensioni delle particelle, buona idrofobicità e alto potenziale negativo, che facilita la stabilizzazione dei solidi sospesi. I processi convenzionali di flocculazione e sedimentazione sono difficili da trattare.
Negli ultimi anni, la tecnologia della flocculazione magnetica è stata ampiamente utilizzata nel trattamento delle acque di sterili in varie miniere come nuova tecnologia di trattamento delle acque di sterili. Rispetto al tradizionale processo di flocculazione e sedimentazione, presenta i vantaggi di un basso consumo energetico, un buon effetto e un basso costo nel trattamento dell'acqua degli sterili di miniera.
I risultati di ricerche pertinenti sul trattamento dell'acqua di miniera mediante processo di flocculazione magnetica mostrano che il miglior coagulante nel processo di flocculazione magnetica è il PAC e il dosaggio migliore è 60 mg/L. Il tipo di coagulante PAM ha poco effetto sull'effetto del trattamento. Considerando il costo, il PAM anionico viene selezionato come il miglior coagulante e il dosaggio migliore è 4 mg/L.
L'aggiunta di specie magnetiche ha scarso effetto sul miglioramento della torbidità dell'effluente e sul tasso di rimozione dei SS, ma può ridurre significativamente il tempo di sedimentazione. Il tempo di sedimentazione del fiocco è inferiore a 15 secondi e il tasso di rimozione della torbidità dell'effluente può raggiungere oltre il 95%. L'intensità di agitazione del serbatoio di reazione a tre stadi deve essere ridotta, rispettivamente a 300, 200 e 100 giri/min.
- Applicazione nel trattamento delle acque reflue di coke
Le acque reflue industriali generate dalla coking del carbone ad alta temperatura, dalla purificazione del gas di carbone, dal recupero dei prodotti di coking e dalle operazioni di raffinazione sono chiamate acque reflue da coking. La composizione chimica delle acque reflue di coke è costituita principalmente da sali di ammonio di composti inorganici e fenoli, composti aromatici monociclici e policiclici e composti eterociclici contenenti azoto, zolfo e ossigeno nei composti organici. Attualmente molti paesi scelgono di trattare le acque reflue della coke con metodi biochimici. A causa della loro difficile biodegradabilità, è difficile trattare le acque reflue secondo gli standard con il metodo biochimico e il trattamento profondo delle acque reflue di coke avviene principalmente con metodi misti.
Attualmente, i dipartimenti competenti utilizzano generalmente metodi di coagulazione e adsorbimento per il trattamento profondo delle acque reflue di coke. Essendo una tecnologia emergente per il trattamento dell'acqua, la tecnologia della flocculazione magnetica ha attratto sempre più persone a studiarla grazie ai suoi vantaggi unici. La polvere magnetica aggiunta alle acque reflue si diffonde nell'acqua, facendo affidamento sulla sua forza magnetica per ottenere un'ampia superficie specifica e generare un campo magnetico per assorbire le particelle colloidali cariche. Allo stesso tempo, le particelle di polvere magnetica sospese nelle acque reflue aumentano il numero di particelle sospese, aumentando così le opportunità di collisione delle particelle colloidali, facilitando la formazione di fiocchi, e anche la velocità di rimozione aumenta con il miglioramento dell'effetto flocculazione .
Gli esperimenti hanno dimostrato che nella fase iniziale di aggiunta della polvere magnetica, i vari indicatori delle acque reflue di coking aumentano con l'aumento della quantità di aggiunta. Quando la quantità di input raggiunge 400 mg/L, l'effetto di rimozione è il migliore, con un tasso di rimozione del CODcr del 62,5%, un tasso di rimozione della torbidità del 92,2% e un tasso di rimozione dell'azoto ammoniacale del 22,3%. Rispetto al tasso di rimozione senza aggiunta di polvere magnetica, il tasso di rimozione è aumentato rispettivamente dell'1,5%, 2,4% e 1,6%. Tuttavia, quando è stata aggiunta la polvere magnetica, la velocità di rimozione è diminuita.
Osservazioni sperimentali hanno mostrato che la combinazione di polvere magnetica e fiocchi formava un flocculante magnetico composito con un volume più piccolo, una combinazione più stretta e una velocità di sedimentazione più rapida. L'analisi ha dimostrato che nel processo di aumento della polvere magnetica, è possibile combinare più polvere magnetica con i fiocchi, aumentando così la velocità di rimozione. Tuttavia, poiché la quantità di polvere magnetica aggiunta supera il valore ottimale, non solo non si formeranno più flocculi magnetici, ma la polvere magnetica interferirà anche con l'adsorbimento degli inquinanti da parte dei flocculanti, riducendo così la velocità di rimozione.
- Applicazione nell'upgrading e nella trasformazione degli impianti di trattamento delle acque reflue
A causa della mancanza di risorse idriche pro capite e dell’inquinamento delle risorse idriche nelle città, il trattamento efficiente delle acque reflue ha guadagnato sempre più attenzione. Allo stato attuale, il processo di trattamento delle acque reflue domestiche è generalmente un trattamento fisico primario e un trattamento biochimico secondario, ma l'effetto non è ideale.
Essendo una sorta di tecnologia di trattamento profondo delle acque reflue, la tecnologia di flocculazione magnetica è diventata un nuovo modo per aggiornare gli impianti di trattamento delle acque reflue grazie ai suoi vantaggi tecnici. Per soddisfare i requisiti dello standard di Classe A nello "Standard sulle emissioni inquinanti per gli impianti di trattamento delle acque reflue urbane" (GB18918-2002) per l'indice di scarico degli effluenti, molti studiosi hanno studiato l'applicazione della tecnologia di flocculazione magnetica nel potenziamento e trasformazione degli impianti di depurazione.
Entro un certo intervallo, il tasso di rimozione di SS può essere migliorato aumentando il dosaggio di PAC e reagenti in polvere magnetica, ma con l'aumento di PAM, il tasso di rimozione di SS mostra una tendenza prima ad aumentare e poi a diminuire. L'aumento del dosaggio di polvere magnetica e PAC può migliorare il tasso di rimozione della torbidità delle acque reflue; con l'aumento del dosaggio di PAM, la velocità di rimozione della torbidità tende successivamente a diminuire e anche la velocità di agitazione influisce gravemente sull'effetto di rimozione. Troppo veloce e troppo lento non vanno bene.
Allo stesso tempo, si propone che la polvere magnetica mostri un andamento prima crescente e poi decrescente; l'effetto di rimozione non è buono quando la velocità di agitazione è troppo veloce o troppo lenta. Quanto prima viene aggiunto il magnete, tanto più vantaggioso è per la rimozione dell'SS. L'ordine di aggiunta dei farmaci è polvere magnetica, PAC, quindi agitazione per 4 minuti e infine aggiunta di PAM.
