随着污水处理工艺的日益发展，随着土地资源的日趋严峻，更加高效，占地面积更小的磁混凝工艺逐渐成为预处理或者深度处理的主流选择。而作为环保行业从业者，掌握这一工艺的核心，在运营调试中都将如鱼得水。

一、磁混凝技术基础

1、磁混凝概念磁混凝技术是在传统混凝技术的基础上同步加入磁种，使其与混凝剂、污染物等结合成一体，形成磁性复合体，然后利用自身比重大、沉降快的特点或通过磁分离装置，加速固液分离，从而将污染物去除的方法， 其中磁种通过磁分离装置实现回收和循环利用，节约成本。磁混凝去除的污染物主要包括ss，cod和tp等。

2、 磁混凝优势与传统的自然沉降分离相比,磁分离技术具有处理速度快、处理效率高、处理量大、适应范围广、占地面积小、能耗低、操作管理方便和自动化程度高等优点。

3、 磁混凝作用机理

有磁种参与的磁絮凝反应与没有磁种参与的絮凝反应没有本质区别，投加的磁种与其地的细微悬浮颗粒一样，在混凝中起晶核作用，混凝的作用机理对它同样起作用。磁混凝过程中，以磁种为絮体晶核，投加絮凝剂，通过絮凝、吸附、架桥等作用，将水中的微小悬浮物或胶体颗粒与粒径极小的磁种结合，有利于磁种和胶体微粒或悬浮颗粒物的碰撞脱稳形成絮体，促进絮体的团聚变大和提高捕捉污染物的能力，高相对密度的絮体也大幅度提高了沉降速度，加速了固液分离。

4、磁混凝工艺组成

1）混合池

混合池一般分为三个池子，我们称为T1,T2,T3混合池。 T1混合池用以投加PAC等混凝剂，并利用快速搅拌使之与进水快速混合，搅拌机转速一般为250r/min。 T2混合池用于磁分离机的磁粉回收、磁粉投加池和磁粉的混合池。并利用快速搅拌使磁粉与前端混凝的进水快速混合，搅拌机转速一般为250r/min。T3混合池用于絮凝剂的投加混合，更好的带动磁粉及水中不溶性物质的沉降。该池应使用慢速搅拌，转速一般设为70-80r/min，快速搅拌会打碎絮凝体导致絮凝失败。

2）沉淀池

沉淀池的选用与一般的二沉池、初沉池的选用区别不大，考虑到占地面积等因素，多选用斜管沉淀池。混合水体的平稳沉降出水池，磁混沉淀回流，上清液从出水槽平稳流出。同时配备刮泥机，防止底部磁粉、泥的沉积，方便更好的回流。

3）回流排泥系统

磁混凝技术中回流和排泥是非常重要的，回流最主要的为磁粉的回流利用，同时维持池体内部泥量的均衡，回流比一般为进水量的8%~12%，回流比随进水量的增大可适当增大。排泥泵对应于自控图上的剩余污泥泵，作用是在特定时间中排除多余的泥量，维持池内正常的固体负荷。排泥比通常为进水量的2%，具体视进出水SS或者SV30判断是否需要排泥。

一般回流和排泥都会安排两套，一套进行备用。

4）加药系统

混凝剂（除磷剂）：一般采用PAC、PAFC等药剂，有研究表明PAC投加量为 ２5~3０ mg/L 的情况下，对浊度、总磷的去除率可以达到90%,但实际运行中，根据前端总磷的去除情况需要调整PAC投加量到50-80mg/L，可以根据实际情况去调整。

磁粉：磁粉颗粒增大,比表面积迅速减小,磁粉与污染物的接触面积极大降低。磁粉的比重远大于水,大颗粒的磁粉极易迅速下沉。获得高的磁粉絮凝率,磁粉颗粒应不超过10μm。另外加入的磁粉部分自行沉淀,大部分被絮凝剂絮凝成大絮团而沉淀。当磁粉加入量较少时,磁粉絮凝率高,随着磁粉加入量的增多,磁粉絮凝率逐渐降低。这是因为,当磁粉加入量较少时,磁粉周围存在着大量的其它悬浮物,磁粉与其碰撞、吸附和凝聚的机会很多,加入的磁粉大部分与污染物凝聚成大絮团,磁粉絮凝率高。但是,随着磁粉加入量的增多,磁粉周围除了存在着其它悬浮物外,还存在着相当数量的磁粉,这时,磁粉与磁粉相互碰撞凝聚而沉淀的机会增多,磁粉絮凝率降低。磁粉加入量越多,磁粉之间相互碰撞凝聚的机会越多,磁粉絮凝率越低。所以,合适的加入量要视污染物浓度而定（可以观察形成的絮体来参考投加量）,否则要么太少以致絮团的磁性达不到要求,要么太多而浪费磁种。试运行启动的时候可以按照100mg/L 的量进行投加试验，后续持续运行的时候可以根据每天的水量和运行情况进行投加。

絮凝剂（PAM）：其中PAM有几种，一般因为TP 在水中是以有机磷与无机磷的形态存在，而无机磷是以磷酸盐的结构存在并带负电荷，所以采用阳离子PAM应用于磁混凝中比较常见。絮凝剂的投加量也是通过观察絮体来进行确定，增加絮凝剂加入量并未能提高磁粉絮凝率,过量还会导致絮凝失败。根据混凝剂作用机理,加入聚合氯化铁主要是通过改变胶体或悬浮颗粒的表面性质,使胶体或悬浮颗粒之间的吸引能大于排斥能而促进凝聚的,而加入聚丙烯酰胺主要是通过架桥作用使胶体或悬浮颗粒连接起来而聚沉的。目前城市污水处理厂中PAM 的投加量一般为0.5-1mg/L，调试期间可以按照这个投加量进行试验出最适合的配比。

5）磁粉回收设备：磁分离机和高剪机

目前应用比较多的磁分离机是转鼓型的，磁粉分离机利用永磁磁系所产生的磁力，将给料中的磁性磁种颗粒吸附到圆筒表面上，并随圆筒一起旋转，待脱离磁场作用后在刮板或冲洗水作用下回收磁种，而非磁性物料从污泥排出口排出，从而完成磁种（磁粉、磁介质）回收。现阶段回收设备已经比较成熟，回收率可以达到99%。

二、磁混凝工艺的运行

1、进水启动磁混凝工艺启动严格遵循先加药再搅拌最后进水的流程。即先开启校准好的混凝剂，再开启PAM，依次开启搅拌为T1号搅拌机、T2号搅拌机、T3号搅拌机以及刮泥机。再开启进水阀门,具体对应于自控操作主界面的反应池进水闸门,待沉淀池水位上升至斜管位置后，开启回流泵。（注：以上为空池进水调试或者无磁粉进水调试。） 当池体内有磁粉时，保持刮泥机和回流泵的长时运行。其余依旧按照先加药再搅拌最后进水的流程操作。

2、排泥启动

排泥在手动情况下调试时，依次开启步骤为①开启磁分离机②高剪机③剩余污泥泵。在自控情况下通过PLC程序控制排泥时间和停止时间。

3、进水关闭系统关闭步骤跟开启步骤大致相反。及首先关闭进水、依次关闭搅拌机最后关闭加药。剩余刮泥机和回流泵，待关闭上述全部设备后延迟30分钟关闭。若需要长时间停止不运行，则需在停止搅拌后开启排泥系统。排泥60分钟后再关闭排泥系统和刮泥机、回流泵，防止管路的堵塞。4、排泥关闭排泥在手动情况下调试，依次关闭步骤为关闭①剩余污泥泵②高剪机③延迟30秒后再关闭磁分离机。在自控情况下系统通过PLC程序自动依次关闭排泥设备。

三、磁混凝工艺控制要点

1、水量的控制

磁混凝工艺的进水水量一般不超过设计负荷的130%，超设计负荷容易使得混凝时间不足，沉淀池沉淀时间不足而导致跑泥。另外由于磁混凝系统的过水通道的限制，超过负荷的流量会导致磁混凝混合池发生溢流。 进水水量波动不宜过大，水量波动较大容易导致沉淀池表面负荷波动大，遭受冲击导致跑泥，应有序增加流量

2、进水水质的控制对于磁混凝来说，进水的水质最主要控制的是pH，因为混凝沉淀对于pH是有要求的，一般控制在6-9。

3、加药系统的控制

加药顺序的控制：运行效果最好的加药顺序是先加磁粉和PAC，最后加PAM，如果磁粉最后加会导致磁粉来不及参与混凝反应而使得混凝的效率降低，沉降效果变差 加药量的控制：在前面我们已经提及到加药量的控制范围，根据实际的调试情况进行调整，并且加药量受进水水质和水量的影响存在变化，这就要求运行人员需要每天都观察磁混凝的运行情况进行加药量的调整，保证混凝达到最好的效果 pam配药机的控制：一般为自动装置，配比浓度为0.10%-0.15%恒定，投加量可根据PLC自行增大或减小计量泵的频率来进行控制，一般在0.5-1mg/l。 PAM加药装置需要定期清理内部吸湿块体，经常检查成品槽内液体粘度。若出现问题，及时进行现场处理或联系厂家进行设备的维修和更换。

4、搅拌系统的控制

前面我们已经提及，T1,T2混合池的搅拌速度应该是快速搅拌，转速为250r/min；T3的絮凝池应该慢速搅拌，转速为70-80r/min左右。 系统运行的时候搅拌机不能长时间停，否则磁粉等容易沉降低池底而无法进行后续的絮凝沉降，并且就算后面搅拌机开起来以后，磁粉也容易因为堆积在角落而无法再次参与反应，严重的话需要进行清理池底的磁粉。

5、回流和排泥系统的控制

回流比一般为进水量的8%~12%，回流比随进水量的增大可适当增大。排泥泵对应于自控图上的剩余污泥泵，作用是在特定时间中排除多余的泥量，维持池内正常的固体负荷。排泥比通常为进水量的2%，具体视进出水SS或者SV30判断是否需要排泥。 观察回流污泥的情况，如果比较稀，那么应该查看沉淀池是否有跑泥现象，絮凝是否正常，如果都正常那么应该减少排泥量，保证回流有足够的浓度。 剩余污泥排泥时间：①一般定期排泥，每隔4h排泥30min的循环，这个时间各个项目可以根据自身情况进行设置；②根据T2混合池的回流污泥浓度进行排泥；③根据沉淀池的跑泥情况进行排泥 剩余污泥泵的堵塞：磁混凝工艺中，剩余污泥泵和回流泵等易发生堵塞的情况，需要根据对回流和剩余污泥排泥出来的结果判断是否存在堵塞。

6、沉淀池的控制

刮泥机不宜一直开启也不宜一天都不运行，应根据进水量定期进行运行。 应定期对斜管进行冲洗，放置堆积污泥过多导致跑泥。 清洗沉淀池的注意事项：一般放空至斜管下1m的液位，利用有一定压力的中水或自来水对斜管、池壁、出水槽等进行冲洗；如果前端出水水质良好的话可以超越磁混凝到滤布滤池进行处理

四、磁混凝系统巡视要点

1、进水水量的巡视这个一般是整个运行项目需要巡视控制的，而对于磁混凝来说也是非常重要的，进水负荷的变化容易对系统进行较大的冲击

2、自来水的巡视一般pam配药系统采用的是自来水，如若自来水停水需马上切换中水进行配药。如果剩余污泥泵、回流泵和污泥输送泵采用自来水水封，也要切换到中水

3、加药系统的巡视

确保厂区有足够的药剂储备 巡视检查加药口是否有正常稳定出药，各加药管道的过滤器是否有堵塞 pam加药机确保药斗有足够的pam，防止药剂不足 pam配药机搅拌器等是否正常运行，药剂是否有粘性（药剂长时间不用要导致失效，一般48h不用即失去粘性导致失效）

4、磁混凝混合池的巡视

巡视的重点在于搅拌器是否正常运行，磁分离机是否正常运行 观察絮凝体的情况，絮体颜色、大小是否正常，间隙水是否清澈 观察回流污泥情况，流量是否正常，浓度是否正常，一般其他运行正常的情况下浓度过高则需要加大排泥，过低是减少排泥

5、沉淀池的巡视

巡视刮泥机是否运行正常，是否要正常保养维护 沉淀池是否发生跑泥现象，上清液是否清澈 斜管是否有堆积污泥过多

6、磁混凝泵房的巡视

回流泵、剩余污泥泵、污泥输送泵是否正常运行，有异响、漏油等事项发生 水封、阀门等是否处于正常状态，切记因为阀门的启闭导致系统无法正常运行 巡查储泥池的液位和液位控制系统是否正常，避免因为液位故障导致储泥池溢流等事故发生 同时也要检查厂区脱泥是否正常，否则磁混凝的排泥将会溢流到泵房导致出现其他的问题

7、PLC控制系统的巡视一般磁混凝系统都是自动控制的，包括加药、回流、排泥等都是根据进水流量、时间等进行自动控制，所以需要特别注意控制系统是否正常，通过对控制系统的参数。如泵的频率，药剂的流量，回流量，排泥量等参数进行查看，保证系统正常运行。

五、磁混凝工艺常见的问题以及应急的处理办法

1、沉淀池上部跑泥（问题等级高）

首先检查进水有无问题，若进水出现水量过大则为泥量负荷过大导致的跑泥问题。处理办法为人工开启排泥，排泥量为进水量的3%，连续开启排泥，直至进水水质稳定。 进水无问题的情况，若出现轻微的跑泥，优先考虑除磷加药是够开启或者除磷药剂有没有正常加入池体 中。若除磷药剂为正常投加，再考虑絮凝剂是否正常投加。同时确定T3搅拌池的絮凝是否正常。若药剂投加都正常，絮凝依旧不正常，则考虑池内的磁粉量是否正常。T4搅拌池内观察是否有5公分左后的上清液。最后再考虑进水的PH值是否正常。阴离子最佳的絮凝PH为6—9。 斜管沉淀池的斜管堆积污泥过多，此时首先考虑是不是排泥不及时，没有按照进水水量去调整排泥周期，二是斜管出现破损，倾倒现象，这个就比较麻烦了，需要停用更换斜管才行。

2、设备故障（问题等级高-中-低）

T3搅拌机故障（高），磁分离机故障（高），PAC、PAM加药故障（高）。不建议继续运行，按照关闭系统关闭此套磁混凝工艺池体。临时使用另外1套正常的池体运行。待检修排除问题后再按正确的方式开启此套池体。 T1、T2、T3搅拌故障（中），刮泥机故障（中），回流泵、排泥泵故障（中）。可以继续运行系统，及时排除故障，T2搅拌故障，增大T3的搅拌频率，上调5HZ。刮泥机故障则增大回流比，调至进水量的12%。回流泵、排泥泵故障或者堵塞，及时切换备用泵，同时及时修理清理。 高剪机故障（低）。系统可以继续正常运行，适当的增大排泥比即可。

六、其他注意事项

1、卫生健康问题

磁混凝系统因为涉及到磁粉投加、pac、pam投加等系统，会造成一定程度上的卫生问题，因此在投加磁粉等后需要清理现场 磁混凝系统沉淀池如果是露天的将非常容易滋生青苔、藻类等物质，需要及时清理，以免影响出水和感官，最好是设置有遮阳棚 投加磁粉的时候需要佩戴口罩，避免磁粉吸入体内

2、安全问题

因为磁混凝系统设计到的设备比较多，搅拌器，剪切机等都需要做好防护，以免机械伤人 配挂好相应的安全操作规程，并且需要通过培训后才能操作系统 因为一般磁混凝泵房位于地下室，需要需要注意通风的设置，需要进入地下泵房的时候要按照有限空间作业来执行

本部分理论引用“陈文松，韦朝海，韩虹.磁性絮团形成的最佳参数及机理研究[J]. 四川环境，2005，23(1)：1-4.”

本文部分内容引自“江苏兆盛环保股份有限公司磁混凝操作手册”