磁分离净水技术在BDO脱离子废水及炭黑废水预处理中的应用

冯文煜，袁智慧，闫娟丽(延长石油油田气化工科技公司，陕西 延长 717100)

1 工程试验背景

延长石油某化工科技公司污水处理装置接收上游装置BDO脱离子废水和炭黑废水。BDO脱离子废水COD含量高达10 000 mg/L以上(大多数是由于废水中BYD含量高)，经过气浮装置曝气机产生大量的泡沫，浮渣经过离心脱水机其上清液中含有大量的泡沫，由于泡沫的存在致使气浮设备无法正常运转；同时含有BYD的废水可生化性较差，时常对生化单元造成冲击，造成污水监测池出水COD指标不达标，极大地影响生产。炭黑废水虽然COD不高，但其中含有的炭黑无法通过气浮完全去除，致使炭黑进入预水解、厌氧反应器、水解酸化池影响其中的填料微生物着床，降低预水解、厌氧反应器、水解酸化池的处理效果，这一点从现场生化池活性污泥颜色可以看出[1]。

鉴于上述情况，磁分离净水技术作为一种污水预处理的常规技术有试验的必要性。

2 磁分离净水技术原理

2.1 磁分离净水技术流程简介

如图1所示，磁分离净水技术主要包括磁分离净水机和叠螺脱水机两部分，水处理过程中，首先通过在污水中投加混凝剂、凝聚剂和磁粉，使污水形成絮凝团并产生磁性，在永磁磁场作用下被强制吸附在磁盘上，实现第一步泥水分离；吸附在磁盘上的污泥由输送泵输入叠螺机进行脱水，脱水后的污泥形成泥饼外运或装袋，从磁分离机出来的清水进入清水池后进入后续污水处理系统。

图1 磁分离净水技术流程示意图

2.2 磁分离净水技术的特点

(1)对来水水质没有要求、不需沉降直接处理，可以直接处理污水，去除COD和悬浮物均有良好的效果。

(2)通过磁盘吸附及化学药剂双重作用，可有效降低钙、镁、铁等阳离子(沉淀后磁盘吸附)，钠、氯离子增加(离子稳定、不易形成沉淀)，从而延缓后续水处理系统结垢、腐蚀等问题，通过磁分离净水机的处理在降低COD的同时也可提高污水的可生化性，为后续生化系统提高处理效率、减轻负荷。

(3)处理流程简单，速度快，时间短。

(4)设备占地面积小，配套基础建设成本低。

(5)自动化程度高，操作简便，故障率低，没有易损易耗件，后期使用维护成本低。

3 现场工程试验

本次现场工程试验时间为2021年4月20日至27日，试验废水处理量为4 m3/h，原水首先进入磁分离设备，经过加磁粉和加药，大部分不溶性的、较大分子的有机物从水中分离出来，分离出的有机物、磁粉以泥饼的形式装袋；分离出的清水进入氧化罐，在催化剂和曝气风的作用下静置2 h进一步去除COD。

3.1 BDO脱离子废水试验情况

3.1.1 BDO脱离子废水试验磁分离去除COD情况

此次试验中BDO脱离子废水共分析5组作为试验数据，如表1所示。BDO脱离子废水原水COD值为12 574～16 842 mg/L、均值14 347.4 mg/L，磁分离出水COD值为7 857.27～10 087.00 mg/L、均值9 076.51 mg/L，氧化出水COD值为5 614.00～7 639.82 mg/L、均值6 646.28 mg/L。磁分离去除率为26.95%～40.11%，平均去除率为36.46%；氧化去除率2.77%～44.34%，平均去除率25.66%。可以看出，BDO脱离废水在经过磁分离净水机和氧化罐后，COD值由12 574～16 842 mg/L降至5 614.00～7 639.82 mg/L，综合去除率超过60%。通过现场对BDO脱离子废水原水、磁分离出水、氧化出水色度比对，水质明显由浑浊变得清澈。

表1 BDO脱离子废水试验数据

3.1.2 BDO脱离子废水试验氧化罐去除COD情况

此次试验中BDO脱离子废水共分析5组作为试验数据，如表1所示。BDO脱离子废水磁分离出水COD值为7 857.27～10 087.00 mg/L、均值9 076.51，氧化出水COD值为5614.00～7 639.82 mg/L、均值6 646.28 mg/L。氧化去除率2.77%～44.34%，平均去除率25.66%。

可以看出，BDO脱离废水在经过磁分离净水机和氧化罐后，COD值由12 574～16 842 mg/L降至5 614.00～7639.82 mg/L，综合去除率超过60%。

3.1.3 其他情况

磁分离净水技术+氧化罐工艺在试验过程中均未产生泡沫，可以作为BDO脱离子废水预处理的前端处理工艺选择。据现场了解，BDO脱离子废水实际经过气浮后进入后续单元，但是由于气浮在曝气机的作用下，大量的泡沫从废水中吹托出来，致使气浮机、污泥池以及离心机、叠螺机均无法正常运转。

3.2 炭黑废水试验情况

3.2.1 炭黑废水COD去除试验数据

此次试验中炭黑废水共分析5组数据，经判别5组数据均可作为试验数据，如表2所示。炭黑废水原水COD值为888.9～917.6 mg/L、均值906.66 mg/L，磁分离出水COD值为694.7～803.5 mg/L、均值756.42 mg/L。由于炭黑废水COD值较低，没有进入氧化罐的必要。磁分离去除率为11.07%～23.47%，平均去除率为16.56%。

3.2.2 炭黑废水各阶段水质

此次试验中炭黑废水共分析5组数据，经判别5组数据均可作为试验数据，见表2。炭黑废水原水悬浮物指标为247～265 mg/L、均值257 mg/L，磁分离出水悬浮物值为11～17 mg/L、均值14.2 mg/L。磁分离去除率为93.12%～95.72%，平均去除率为94.47%。现场可以明显看出经过磁分离净水机后，炭黑废水色度由黑色完全变成清澈透亮，悬浮物去除效果非常明显。

表2 炭黑废水试验数据

3.2.3 其他情况

据现场了解，炭黑废水经过气浮后，水质依然浑浊，致使后续单元水质均呈现明显黑色，生化单元活性污泥已完全变成黑色。磁分离出水水质明显清澈透亮不会影响后续厌氧、水解酸化、生化单元出水水质。

4 结语

磁分离净水技术+氧化罐工艺在处理BDO脱离废水中，COD去除率超过60%，对后续厌氧、水解酸化以及生化单元均可起到极大的保护作用，同时整个过程不产生泡沫、不影响设备正常运转。

磁分离净水技术对于炭黑废水COD平均去除率为16.38%，COD去除效果一般；悬浮物去除率均值94.47%，悬浮物去除效果非常可观。

经过现场试验，可以得出：磁分离净水技术可以作为BDO脱离废水和炭黑废水在污水处理生产中预处理工艺的工程应用实践[2]。