La technologie de floculation magnétique consiste à introduire des matériaux de chargement magnétique dans le processus conventionnel de séparation par sédimentation par floculation, de sorte que les flocs produits par floculation soient efficacement combinés avec les matériaux de chargement, l'effet de floculation soit amélioré, la gravité spécifique des flocs soit augmentée, les flocs se déposant la vitesse est accélérée, le plan d'eau est rapidement purifié et l'effluent est clair et transparent. Les boues dans le réservoir de clarification sont d'abord envoyées à la machine de récupération de poudre magnétique à tambour rotatif pour récupérer la poudre magnétique pour recyclage, et les boues sont évacuées vers le système de déshydratation des boues. La technologie de floculation magnétique est largement utilisée dans le traitement en profondeur des stations d’épuration de grande, moyenne et petite taille.
Avantages techniques
Le système de mélange par floculation magnétique ajoute de la poudre magnétique et des floculants, qui peuvent éliminer efficacement les bactéries, les virus et diverses particules minuscules. Par conséquent, le taux d’élimination des MES est supérieur à celui des procédés traditionnels, et la qualité et la stabilité de l’eau effluente sont élevées. Dans le même temps, la charge hydraulique est élevée, le débit croissant est de 15-30 m/h, le temps de séjour est très court et ses performances de sédimentation à grande vitesse sont excellentes. Par rapport aux processus traditionnels, il présente de nombreux avantages tels qu'une vitesse rapide, un rendement élevé, un faible encombrement et un faible investissement.
Applications
- Application à l’élimination profonde du phosphore dans les eaux usées domestiques
Les procédés conventionnels d'élimination chimique du phosphore présentent des problèmes tels que des flocs lâches, une sédimentation lente, un grand espace au sol, une grande quantité d'agent chimique dosé, une grande quantité de boue et des coûts d'exploitation élevés, qui ont conduit à des goulots d'étranglement dans le développement de procédés conventionnels d'élimination chimique du phosphore. .
En tant que type d’élimination physique et chimique du phosphore, la technologie de sédimentation par floculation magnétique surmonte les défauts de l’élimination chimique traditionnelle du phosphore. Il présente les caractéristiques de flocs denses, d'une vitesse de sédimentation rapide, d'un dosage moindre d'agent, d'un petit espace au sol et de faibles coûts d'exploitation, et est largement utilisé dans le traitement des eaux usées domestiques.
L'élimination chimique traditionnelle du phosphore ne provoque pas de retour des boues car les flocs ne se déposent pas facilement. La technologie de sédimentation par floculation magnétique ajoute un système de retour des boues dans le système, et les boues peuvent toujours se déposer à grande vitesse dans le bassin de décantation après leur retour. La fonction principale du retour des boues est d’augmenter l’effet de floculation et de réduire la quantité de floculant dosé.
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>temps de sédimentation.
Par rapport aux technologies traditionnelles, la technologie de floculation magnétique a non seulement un meilleur effet sur l'élimination des matières en suspension et de la DCO, mais réduit également le temps de 33 %, de sorte que des bassins de décantation et d'autres bâtiments plus petits puissent être utilisés pour réduire les coûts.
Des études ont confirmé que la taille des particules de l'aimant est meilleure à 75-105 μm. Dans le vortex turbulent, en raison de l’ajout de l’aimant, la force exercée sur les particules de flocage change, changeant ainsi constamment de direction. La probabilité de collision entre les flocs et les aimants dans l'eau augmente, ce qui facilite la formation de flocs magnétiques et le taux d'élimination est amélioré. Si la taille des particules magnétiques est trop grande ou trop petite, la force d'inertie centrifuge sera trop petite ou trop grande, ce qui entraînera des flocs instables ou détruits, de sorte que l'effet d'élimination n'est pas idéal. Cependant, au stade de la floculation, le grand vortex généré par la poudre magnétique de grand diamètre peut favoriser de manière synergique la génération de flocs, améliorant ainsi le taux d'élimination.
- Application au traitement des eaux de résidus miniers
Au cours du processus d'exploitation minière, un grand nombre de particules à grains fins sont produites en raison du broyage du traitement des minéraux et d'autres processus. Ces particules à grains fins dans les eaux de résidus miniers présentent les caractéristiques d'une petite taille de particules, d'une bonne hydrophobicité et d'un potentiel négatif élevé, ce qui facilite la stabilisation des matières en suspension. Les processus conventionnels de floculation et de sédimentation sont difficiles à traiter.
Ces dernières années, la technologie de floculation magnétique a été largement utilisée dans le traitement des eaux résiduaires dans diverses mines en tant que nouvelle technologie de traitement des eaux résiduaires. Comparé au processus traditionnel de floculation et de sédimentation, il présente les avantages d’une faible consommation d’énergie, d’un bon effet et d’un faible coût dans le traitement des eaux de résidus miniers.
Les résultats de recherches pertinentes sur le traitement des eaux de mine par procédé de floculation magnétique montrent que le meilleur coagulant dans le procédé de floculation magnétique est le PAC et que le meilleur dosage est de 60 mg/L. Le type de PAM coagulant a peu d’effet sur l’effet du traitement. Compte tenu du coût, le PAM anionique est sélectionné comme le meilleur coagulant et le meilleur dosage est de 4 mg/L.
L'ajout d'espèces magnétiques a peu d'effet sur l'amélioration de la turbidité des effluents et du taux d'élimination des MES, mais peut réduire considérablement le temps de sédimentation. Le temps de sédimentation du floc est inférieur à 15 secondes et le taux d'élimination de la turbidité des effluents peut atteindre plus de 95 %. L'intensité d'agitation du réservoir de réaction à trois étages doit être réduite, qui est respectivement de 300, 200 et 100 tr/min.
- Application au traitement des eaux usées par cokéfaction
Les eaux usées industrielles générées par la cokéfaction du charbon à haute température, la purification du gaz de houille, la récupération des produits de cokéfaction et les opérations de raffinage sont appelées eaux usées de cokéfaction. La composition chimique des eaux usées de cokéfaction est principalement constituée de sels d'ammonium de composés inorganiques et de phénols, de composés aromatiques monocycliques et polycycliques et de composés hétérocycliques contenant de l'azote, du soufre et de l'oxygène dans des composés organiques. À l’heure actuelle, de nombreux pays choisissent de traiter les eaux usées de cokéfaction par méthode biochimique. En raison de sa biodégradabilité difficile, il est difficile de traiter les eaux usées selon les normes par méthode biochimique, et le traitement en profondeur des eaux usées de cokéfaction est principalement effectué par méthode mixte.
À l'heure actuelle, les services concernés utilisent généralement des méthodes de coagulation et d'adsorption pour le traitement en profondeur des eaux usées de cokéfaction. En tant que technologie émergente de traitement de l’eau, la technologie de floculation magnétique a attiré de plus en plus de personnes à l’étudier en raison de ses avantages uniques. La poudre magnétique ajoutée aux eaux usées diffuse dans l'eau, en s'appuyant sur sa force magnétique pour obtenir une grande surface spécifique et générer un champ magnétique pour adsorber les particules colloïdales chargées. Dans le même temps, les particules de poudre magnétique en suspension dans les eaux usées augmentent le nombre de particules en suspension, augmentant ainsi les possibilités de collision des particules colloïdales, facilitant ainsi la formation de floculations, et le taux d'élimination augmente également avec l'amélioration de l'effet de floculation. .
Des expériences ont montré qu'au début de l'ajout de poudre magnétique, les différents indicateurs des eaux usées de cokéfaction augmentent avec l'augmentation de la quantité ajoutée. Lorsque la quantité d'entrée atteint 400 mg/L, l'effet d'élimination est le meilleur, avec un taux d'élimination de la DCOcr de 62,5 %, un taux d'élimination de la turbidité de 92,2 % et un taux d'élimination de l'azote ammoniacal de 22,3 %. Par rapport au taux d'élimination sans ajout de poudre magnétique, le taux d'élimination a augmenté respectivement de 1,5 %, 2,4 % et 1,6 %. Cependant, lorsque de la poudre magnétique était ajoutée, le taux d’élimination diminuait.
Les observations expérimentales ont montré que la combinaison de poudre magnétique et de flocs formait un floculant magnétique composite avec un volume plus petit, une combinaison plus serrée et une vitesse de sédimentation plus rapide. L'analyse a montré que dans le processus d'augmentation de la poudre magnétique, davantage de poudre magnétique peut être combinée avec des flocs, ce qui augmente le taux d'élimination. Cependant, à mesure que la quantité de poudre magnétique ajoutée dépasse la valeur optimale, non seulement les flocules magnétiques ne se formeront plus, mais la poudre magnétique interférera également avec l'adsorption des polluants par les floculants, réduisant ainsi le taux d'élimination.
- Application à la modernisation et à la transformation des stations d'épuration des eaux usées
En raison du manque de ressources en eau par habitant et de la pollution des ressources en eau dans les villes, le traitement efficace des eaux usées suscite de plus en plus d’attention. À l'heure actuelle, le processus de traitement des eaux usées domestiques consiste généralement en un traitement physique primaire et un traitement biochimique secondaire, mais l'effet n'est pas idéal.
En tant que type de technologie de traitement en profondeur des eaux usées, la technologie de floculation magnétique est devenue une nouvelle façon de moderniser les usines de traitement des eaux usées en raison de ses avantages techniques. Afin de répondre aux exigences de la norme de classe A de la « Norme d'émission de polluants pour les usines de traitement des eaux usées urbaines » (GB18918-2002) pour l'indice de rejet des effluents, de nombreux chercheurs ont étudié l'application de la technologie de floculation magnétique dans le modernisation et transformation des stations d'épuration.
Dans une certaine plage, le taux d'élimination des SS peut être amélioré en augmentant le dosage de réactifs PAC et poudre magnétique, mais avec l'augmentation du PAM, le taux d'élimination des SS montre une tendance à l'augmentation puis à la diminution. L'augmentation du dosage de poudre magnétique et de PAC peut améliorer le taux d'élimination de la turbidité des eaux usées ; avec l'augmentation du dosage de PAM, le taux d'élimination de la turbidité a tendance à diminuer plus tard, et la vitesse d'agitation affecte également sérieusement l'effet d'élimination. Trop vite et trop lent ne sont pas bons.
Dans le même temps, il est proposé que la poudre magnétique présente une tendance à la hausse puis à la diminution ; l'effet d'élimination n'est pas bon lorsque le taux d'agitation est trop rapide ou trop lent. Plus l’aimant est ajouté tôt, plus il est bénéfique pour l’élimination des SS. L'ordre d'ajout des médicaments est la poudre magnétique, le PAC, puis l'agitation pendant 4 minutes, puis l'ajout du PAM.