ReCoMag超磁分离水体净化系统在城市污水处理中的优越性

1、 ReCoMag超磁分离水体净化系统在城市污水处理中的优越性 易 洋 （四川环能德美科技股份有限公司，四川 成都 610045）摘要：本文运行最新数据介绍了目前我国城市污水处理现状，超磁分离净化水体系统与当前城市污水常用处理工艺的流程、原理、效果等方面相比较。并描述了各种活性污泥的改良方法在废水处理中的应用效果，奠定了投加磁种改良活性污泥在废水处理中具有广阔的应用前景。关键词：城市污水 超磁分离净化水体系统 超磁分离机 活性污泥 改良 磁种 Advantage of ReCoMag System in City Sewage Disposal Yi Yang （Sichuan Demo-Sci

2、mee Sci. & Tech. Co.,Ltd，Chengdu 610045，China）Abstract: This paper introduce the current situation of municipal sewage treatment in our native country as well as the comparison among the procedure, mechanism, effect of the common municipal swage treatment technology. We also describe the improve

3、d method of all kinds of activated sludge and their effects of application in the waste water treatment, which proved that dose the magnetic seeds to improve the property of the activated swage in the waste water treatment is of a good prospect of application and extension.Key Words：Municipal Sewage

4、 ReCoMag System Ultra-magnetic Separator Activated Sludge Improve Magnetic Seeds 中国水资源缺乏，是世界13个缺水国家之一，全国670个城市中目前大约一半的城市缺水，且水污染严重，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化，90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%-70%是由于水污染造成的。我国水体污染主要来源于超标排放的工业废水和大量未经处理直接进入水体的城市生活污水。城市生活污水正成为水污染的最大“公害”之一。因此，城市生活污水的处理对于改善城市环境质量与居民生存环境，促进社会的可持续发展具有十分重要的

5、意义。【1】与国际相比，我国城市污水处理率较低，其主要原因是我国的城市污水处理厂建设滞后。据资料介绍，美国现在平均每1万人就拥有1座污水处理厂，英国和德国每7000-8000人拥有1座污水处理厂。而我国城镇人口中平均每150万人才拥有1座污水处理厂。一、国内常见污水处理工艺比较 我国现阶段的城市污水处理主要以生物法为主，物理法和化学法起辅助作用。生物处理污水方法：活性污泥法，工艺有氧化沟、SBR、CASS、UNITANK、AB法等；生物膜法，工艺构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床等；稳定塘（旧称氧化塘、生物塘）；土地处理；厌氧生物处理。就笔者所知在众多污水处理工艺中目前我国

6、广泛使用的水污染治理技术有传统活性污泥法、SBR、CASS、UNITANK、A/O 和A2/O 以及氧化沟工艺。21、传统活性污泥法 活性污泥法1913年在英国曼彻斯特市试验成功，发展至今已经有近百年历史了，是最有效处理城市污水的方法。传统活性污泥法其主要处理构筑物是曝气池和沉淀池。经初次沉淀后的污水与由二次沉淀池来的回流污泥在曝气池起端进入池内，通过扩散或机械曝气进行充分混合与曝气，并通过活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除废水中的有机物。从曝气池流出的混合液在二次沉淀池沉淀后，沉淀出的活性污泥以进水量的25%-50%返回曝气池（即污泥回流比为25%-50%）。该工艺的特点是有机物去除率高、运

7、行费用低。此法稳定可靠，已经积累了丰富的设计和管理经验，但普通曝气法占地多，建设投资大，仅能满足BOD5、CODCr、SS三项出水指标，且该工艺容易产生污泥膨胀现象，除磷和脱氮效果差。2、SBR法SBR是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的字母缩写。它属于活性污泥法的一种，其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式有很大区别。它是以时间顺序来分割流程各单元，整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的。典型SBR集曝气、沉淀于一池，不需设置二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定

8、时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液进行沉淀，借助专用的排水设备排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为进水、反应、沉淀、排水与闲置五个阶段运行。该工艺具有以下优点：第一，处理构筑物很少，一个SBR反应器集曝气、沉淀于一体，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房。第二，由于其间歇进水，时间长短、水量多少均可调节，因此对水量水质的变化具有较强的适应性，不需另设调节池。第三，占地少，比传统活性污泥法少占地30-50，是目前各种污水处理工艺中占地最省的工艺之一。第四，可脱氮除磷。通过调节曝气时间和间歇时

9、间使污水在反应池中处于交替好氧、缺氧和厌氧状态，为工艺脱氮除磷创造了条件。同时，这种环境条件的变化也可以有效抑制丝状菌的生长，减少污泥膨胀的影响。第五，污水处理厂刚建成运行时，流量一般比设计值低，SBR可以根据水量水质的需要，增减运行池体的数量，这样可以避免不必要的能量消耗，这是其他工艺所不具备的。存在的缺点有：第一，反应池的进水、曝气、排水过程变化频繁，不能采用人工管理，因此对污水厂设备仪表的要求较高，并要求管理人员有一定的技术水平。第二，水量较大时会暴露出容积利用率不高的问题。3、CASS工艺CASS（Cyclic Activated S1udge System）工艺是普通SBR工艺的一种

10、改进型工艺。 CASS反应池由预反应区和主反应区组成，预反应区控制在缺氧状态，因此，提高了对难降解有机物的去除效果。CASS进水是连续的，因此进水管道上无电动控制阀，单个池子可独立运行。CASS 工艺可以根据脱氮除磷效果的要求，将预反应区分成厌氧、缺氧两段。在工艺运行过程中，可根据实际污泥性状和除磷要求选择回流装置的开启。技术特点与优势：第一，建设费用低CASS工艺较普通活性污泥法省去了初沉池、二沉池，工艺流程简洁，布局紧凑，一次建设费用低。第二，运行费用省CASS工艺由于曝气地周期性，池内溶解氧浓度是变化的，在每一周期开始时，氧浓度梯度大，传递效率高，节省运行费用。第三，运行管理简单可靠CA

11、SS工艺控制系统简单，不易发生污泥膨胀，运行安全可靠，并且污泥产量少。缺点在于脱氮除磷效果不稳定，不适合大水量的污水处理，一般仅适用于小城镇的生活污水处理，即10万吨/天以下的水量。4、UNITANK法此工艺是以活性污泥法为基础的一种新工艺（由比利时SEGHERS公司开发）。本工艺的特点是将曝气和沉淀组成一体的新工艺，不是形式上的合并，而是工艺上的创新。进水-好氧-好氧-沉淀-出水，首末两端交替曝气和沉淀。它周期性变更进出水方向，可省去污泥回流系统，并且布置紧凑、用地省、连续运转、省电耗、结构设计简单经济，但该方法不具备脱氮除磷功能，需要较高的自动监测和自动控制水平。5、A/O法 A/O法是在

12、传统活性污泥法基础上发展起来的一种缺氧-好氧生物法处理工艺。该工艺中好氧池和缺氧池形成硝化-反硝化系统，具有明显的脱氮作用，但需要进行严格的控制，管理水平的要求比较高。6、A2/O法 A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%-95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时才采用该

13、工艺。7、氧化沟法 氧化沟法是活性污泥法的一种变形，属于低负荷、延时曝气活性污泥法。废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断地循环流动，因此又被称为“循环曝气池”。氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池（一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统）、有机物去除率较高、脱氮除磷（沟前增设厌氧池）综合指标较优、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等优点，但存在负荷低、占地大、电耗大、运转费用偏高的缺点，适用于中小规模的低负荷污水处理厂。二、新型、高效城市污水处理技术的诞生我国城市污水处理普遍采用的上述工艺是欧美等发达国家在20世纪六七十年代根据欧洲国家排放标准制定的工艺。

14、进入20世纪 90年代后，一些西方国家污水处理率达到90%以上，每年仅有一两个城市污水处理厂的建设项目，城市污水处理市场需求萎缩，失去了开发新工艺的动力，而中国依据当前形势对污水处理新技术开发仍有巨大的需求和动力。王凯军认为在最近一个时期内我国城市污水处理厂主要以延时曝气的氧化沟和SBR工艺为主是不适合我国国情的。目前我国城市污水处理工艺的发展趋势往高效反应器发展。其中对沉淀和分离性能的改进，生物的量和质的提高以及充氧性能的改善是高效反应器发展的要点。开发各类效率高、投入低、可达到一定治理深度的城市污水处理新技术。3对于我国这样一个污染严重、资源短缺的发展中国家，四川环能德美科技股份有限公司经

15、过多年技术研发，成功开发出符合高效、低耗和低成本原则的超磁分离净化水体系统。其处理工艺为MagBRReCoMag组成一个没有沉淀池、占地面积极小、外排污泥量极低、避免污泥回流，处理超大流量的脱氮除磷水处理新工艺。具体介绍参考磁生物反应器研究，其工艺流程如图1所示。4三、超磁分离净化水体系统工艺独特性磁性活性污泥处理废水是目前国内方兴未艾发展中的新技术，所谓磁性活性污泥法是指在活性污泥中添加一定量的磁种和磁性生物载体的磁性分离法。能够大幅度消减BOD5、SS负荷，去除CODCr和NH3-N的效率及承受毒物的浓度都优于普通活性污泥,而且可以明显改善污泥絮体结构和沉降性能,克服污泥膨胀,可以大幅度提

16、高活性污泥的浓度,增大单位容积的处理能力。国内外研发成功使用磁性活性污泥处理污水技术屈指可数，并且均采用常规的重力沉淀法进行泥水分离。那样取代不了二沉池和污泥回流系统，所以除了曝气池内污泥浓度提高可缩小池容外，没有其他地方有节省占地的优势。四川环能德美科技股份有限公司成功研制出磁生物反应器，其打破常规工艺，利用磁性活性污泥与在众多工程项目中成功运行长达20年之久的超磁分离机相结合。通过超磁分离机的磁分离部件对曝气池中泥水混合液进行打捞（固液分离），磁性活性污泥被全部回收利用，这样省去了二沉池和污泥回流系统。这是生物与物理方法完美融合，对城市污水C、N有极好的去除能力，后面紧接RoCoMag工艺

17、，高效除磷。最终出水水质优于国家一级A标。当前城镇污水处理厂升级改造工程正如火如荼的开展中，其中悬浮物（SS）、总磷（TP）是由一级B提高到一级A标准中的两项重要指标。而超磁分离机在这方面有绝对的优势，经处理后外排水中SS10mg/l；TP0.5mg/l。磁生物反应器除了超磁分离机这个技术核心外，在生物处理单元中：投加磁种进行活性污泥的改良从而达到高效率处理城市污水这点也相当重要。四、活性污泥的改良 活性污泥结构和功能的中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块，即菌胶团。菌胶团有类似于水处理工程中混凝剂的作用。对活性污泥进行改性以提高其耐受有毒有害物质的能力非常必要。除此之外，改性往往可以使处理

18、效果更佳。以下介绍常见的活性污泥改良方法并加以比较。1、臭氧改性臭氧是一种很强的氧化剂，反应过程中无二次污染物。臭氧处理有助于活性污泥的生物降解。但是臭氧生成困难，价格较贵。2、酸改性 不同的微生物要求不同的pH值，改变活性污泥中的酸碱度可以为细菌提供更好的生存环境，从而增大对有机物的吸附量提高分解能力，但操作复杂、成本高。3、投加粉末活性炭 粉末活性炭是一种优良的吸附剂，将其投入活性污泥中，构成复合系统，不仅可以改善污泥絮体的沉降性能、提高系统的抗冲击负荷能力，而且可以增强其吸附作用，此法亦称作PACT 法。但由于粉末活性炭价格高、再生问题等原因，在废水方面的应用受到一定限制。4、静电处理

19、静电处理技术常用于改善活性污泥絮体的物理特性,以提高活性污泥的沉降性和脱水性。杨峰等人研究了高压静电处理水对活性污泥耗氧速率的影响，发现在经过一定时间高压静电处理后的缓冲液中，活性污泥降解有机物的能力可提高20%以上。静电改性方法投资费用低，处理效果好，但是设备复杂，运行费用较高。5、紫外辐射处理 李伟民等研究了紫外线诱变对活性污泥降解城市生活污水中COD的影响，发现活性污泥经适当剂量的紫外光诱变后，其对COD降解效率有明显的增强作用。江映翔等人研究了适当剂量紫外线辐射对活性污泥除磷性能的增强作用。但是紫外线产生困难，不适合大规模应用。6、投加特异功能菌种活性污泥体系中虽然菌种丰富，但是对于某

20、些有特异功能的菌种还是比较缺乏的，投加特异功能菌可以使其对特定的废水有更好的处理效果。试验证明单纯的投菌可以使处理效果较为理想，但也存在着一些缺点，如：附着性能较差，菌体易流失，并且菌群生长环境条件难以控制。7、投加磁种 在改良活性污泥众多方法失败的基础上，开辟采用投加磁种组成磁性活性污泥试验。试验成功运行数月，磁性活性污泥浓度较普通活性污泥浓度提高3-5倍，在磁种粒径、比表面积、比重、剩磁等要点选择得当的情况下可以使磁性活性污泥比普通活性污泥氧利用率高，曝气池中的污水复氧率增大。众所周知，活性污泥由真菌、细菌、原生动物、后生动物组成。细菌为优势群体，在净化水中起主导作用。选择微米级磁种其粒径选择与微生物个体大小相匹配，细菌与磁种方能紧实结合。微生物的生长有一定的周期性，在对数增长