磁混凝系统维护操作规程.docx
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磁混凝系统维护操作规程
磁混凝系统维护操作规程
1.3磁混凝工艺理论及应用
1.3.1一般的除磷原理
磷的去除依靠将可溶解的磷酸盐或者P的化合物转化为沉淀物，然后将形成的沉淀物及其他固体形式的磷化物脱水分离。
此工艺可以采用不同的金属盐类比如硫酸铁（FeSO4）和聚合氯化物（PAC）来沉淀析出磷酸盐。
公式1-1为金属盐离子与磷酸盐在一般情况下的反应。
沉淀析出的固态物质与金属盐离子及磷酸盐达到物料平衡。
4
Me3++PO-3
⇔MePO4（s）公式1-1
在一定范围内，过量的金属盐离子可以导致此反应式向右进行反应，有助于析出更多的磷酸盐。
这其中部分原因是金属盐离子与废水中其他成分的物质反应，该反应在水中形成了金属氢氧化物的污泥。
一定含量的金属氢氧化物是凝结细微的磷酸盐沉淀物的必要条件，然而过量的金属盐离子耗费混凝剂并产生过量的氢氧化物污泥。
如果在处理工艺中采用多点投加混凝剂的方式（例如二沉池和磁混凝），则会在投加较少量的混凝剂的情况下达到同样的处理效果。
所谓多点投加的方式是更加有效的使用混凝剂，因为当金属盐与磷酸盐反应并形成沉淀物时（公式1-1），其反应保持物料平衡。
如果去除上游形成的析出物质，多于的混凝剂会使反应向右进行，并导致最终的出水磷浓度较低。
图表1-4所示为一个典型的金属盐（混凝剂）的药剂剂量响应曲线。
在较低的药剂投加情况下，磷的去除一般遵循线形关系，即1摩尔当量当量的金属离子与1摩尔当量当量的磷酸盐反应。
金属盐的投加量必须远远大于理论摩尔比数才能达到较低的磷浓度（例如0.1mg/L）。
经过对许多处理站的测试，发现最佳混凝剂投加量每天都在变化，并且与磁混凝进水磷的浓度基本没有关联性。
最佳药剂投加量依靠经验判定，并且综合考虑系统监测的费用，同时根据混凝剂使用及污泥处理的费用做出调整。
金属盐：
磷的摩尔比率
图表1-4除磷药剂剂量响应曲线
1.3.2最佳投药量与产泥量
本工程的污泥产量主要来自于投加除磷剂所产生的固体悬浮物，而进水SS基本上稳定，磁分离机未回收的磁粉也相对很小。
本工程进水TP成分复杂，无法进行理论计算或者估算。
污泥产生量的评估方法：
1）,在一批（比如4~6只）1.0L的烧杯中分别加入1.0L的进水；
2）,在每只烧杯中分别投加不同的除磷剂，投加量按下列梯度（mg/L）：
200、300、450、
600、800、1000；
3）,各搅拌3分钟，之后加入适量磁粉（液体颜色变黑即可）再搅拌1分钟，再加入1.0mL液体PAM（浓度0.1%），静止沉淀10分钟；
4）,取上清液，检测TP浓度；
5）,上清液TP浓度低于出水要求的最低投加量，即是工程需要的投加量；
6）,检测除磷剂最佳投加量的烧杯中的污泥重量（全部过滤、烘干、称重），可得出1L污水产生的污泥量，从而可算出全部的污泥产生量。
1.4磁混凝系统工艺介绍
附录D中列出了磁混凝系统的设备清单。
1.4.1磁混凝原水进水
磁混凝的原水来自二沉池的出水，由提升泵打入磁混凝系统。
1.4.2混凝与絮凝
混凝剂由化学计量泵注入反应池T1，固体颗粒物得到混凝。
然后，在T2加入磁粉，在T3投加PAM助凝剂，形成混凝絮体（俗称矾花）。
为了防止磁粉沉淀，同时有效的参与絮凝并形成絮状颗粒，（T2）和（T3）池需要一定的搅拌强度。
理想的絮状颗粒直径为大约2毫米。
如果出现颗粒过大的情况，一般是PAM过量的缘故。
磁粉可以增加絮状颗粒的密度进而提高其沉降速度。
而磁粉可通过磁粉回收系统不断的得到回收再利用。
回收系统可以回收绝大部分的磁粉，但不能确保全部回收，因此操作人员需要根据使用情况向T2池内补充磁粉。
磁混凝的自控系统全程同步在线控制，以满足所需要的絮加药量。
1.4.3澄清工艺
在前一段形成的磁粉絮状物进入澄清池，并快速沉淀到澄清池底部。
大多数污泥会被泵回到T-2池里，而剩余的污泥则从系统中排出。
1.4.4污泥
澄清池底部污泥由污泥泵分别打入T2反应池和磁粉回收系统，即回流污泥与剩余污泥，2条污泥管上都有自动控制阀门，操作人员可以控制污泥的回流量。
正常操作情况下，污泥回流量与磁混凝进水量成比例。
1.4.4.1固相物质物料平衡
物料平衡等式有助于我们了解固态物质排放量与回流量的比例。
在下列图表1-5中列出了在物料平衡等式中用到的符号的解释说明。
图表1-5物料平衡
符号
含义
Q
磁混凝进水量
C
流入磁粉罐中的悬浮固体浓度
B
磁粉罐中的磁粉浓度，该值应保持稳定不变
Qr
回流量=Q，%=回收率
Cr
潜流固体物质浓度
Qw
污泥排放量=Q,其中=%排放率
X
反应罐体内固体物质浓度
Qe
出水量=Q–Qw在稳定状态下的出水量
Ce
出水固体物质浓度，可以忽略不计
潜流固体物质浓度（Cr）和反应罐体内固体物质浓度（X）的计算，可以在假定稳定状态情况下，围绕反应池和澄清池的物料平衡进行计算。
排放率（）和回流率（）的变化会影响潜流（Cr）和反应罐（X）的浓度。
公式1-12A表明，不含磁粉的情况下，反应罐体内固体物质浓度（X）与流入磁粉罐中的悬浮固体（包括混凝剂）浓度，回流率和排放率的关系。
而公式1-12B则为，在加入磁粉的情况下，他们之间的关系。
公式1-13A表明，不含磁粉的情况下，Cr,X（不含磁粉），回流率及排放率之间的关系。
公式1-13B则为，在加入磁粉的情况下，他们之间的关系。
从图表1-6里可以看出，在排放率保持恒定（2%）不变的情况下，当回流量被提高后对X,X’,Cr以及Cr’的影响/。
图表1-6当排放率恒定不变，而改变回流率的数值后，X和Cr的数值变化。
1.4.4.2启动调试阶段的污泥控制
在系统的最初启动调试阶段，所有污泥要回流到反应池内（没有剩余污泥），以形成池体内大量有效的固体物质。
一旦系统内的固体物质充足，操作人员就要排放剩余污泥量，以保证系统内的固体物质量处于稳定状态，可以通过澄清池内的污泥层的状况来确定。
1.4.4.3污泥回流
回流量可以先调整为进水的5%-10%。
系统启动运行后，操作人员可以通过检测污泥层厚度，逐渐的减小这一比率。
4.4.4章节提供了一个估算污泥回流率的方法。
1.4.4.4剩余污泥排放
剩余污泥排放流量是磁混凝系统控制最重要的一个控制参数。
剩余污泥排放量取决于固体物质总量以及污泥浓度。
剩余污泥排放量太高会稀释系统内的固态物质，造成污泥层深度较小，有可能降低磷的去除率。
剩余污泥排放量过低会使得固体物质悬浮与沉淀池内，进而有可能由出水堰排出。
对于稳定的废水量和进水SS浓度，污泥的产量基本上会与絮凝剂加药量成比例。
剩余污泥排放率可以通过仔细观测沉淀池内污泥层厚度来确定。
操作人员可以使用电子（光电）污泥层厚度测量探头或手动探管（污泥探管）来监测污泥层厚度。
污泥探管是一只透明的塑料管，并在末端设有球阀。
当阀门末端插入澄清池内后，会闭合，该探管会显示出污泥层的高度以及澄清池内的液体的情况。
系统启动后，操作人员应进行小试（详见4.4.4章节），以判定污泥排放率。
另外，非常重要的是，每天要两次对污泥层厚度进行检测，同时根据其厚度的大小调整污泥排放率。
1.4.4.5剩余污泥操作过程
剩余污泥在剪切机内被剪切，即絮体被打开，然后进入磁分离机，污泥中的磁粉在磁力作用下被收集到一起并回收到系统中。
含有磷的污泥则流到澄清池浓缩。
剩余污泥中有一部分磁粉物质流失，因此必须人工的补充到系统中。
2.运行操作指南
2.1系统启动前的准备
表2-1列出了启动磁混凝系统前必须完成的事项。
其中按行每项列出应记录的状态内容以及本手册其他章节相关的参考内容。
表2-1磁混凝系统启动前核对清单
步骤
内容描述
参考资源
状态
1.0
阀门及设定值
第三章及附录C
1.1
于控制系统界面输入密码
1.2
于控制面板内设置运行操作设定值。
1.3
根据图纸将阀门调整到正常运行状态。
附录A中的
P&ID
2.0
原水泵
2.1
将所有外接电源仪表板上的HOA开关拨至OFF状态，直到系统启动准备就绪。
2.2
在控制系统界面输入进水量设定值
3.0
混凝剂加药系统
3.1
首先确认加药配置准备系统内有充足的除磷剂
3.2
制定存储除磷剂药剂浓度。
药剂配置系统控制面板屏幕。
3.3
根据处理效果及初步试验结果选择除磷剂加药量。
3.4
确保所有加药泵连接正确，同时管道系统内真空。
3.5
设定絮凝剂加药泵冲程长度并于控制系统界面输入该值。
3.6
将除磷剂加药泵HOA开关打到OFF状态。
5.0
PAM加药系统
5.1
制定PAM药剂加药浓度。
药剂配置系统控制面板屏幕。
5.2
于控制系统界面输入PAM加药系统运行参数。
5.3
将其中一个PAM加药泵HOA开关设置到OFF状态。
6.0
反应池及搅拌机
步骤
内容描述
参考资源
状态
6.1
检查池体内是否有碎物。
6.2
确保齿轮盒内有机油。
6.3
检查搅拌机搅动方向。
T-1到T-2内混合器搅动力向下，（顺时针方向旋转），T-3内混合器产生向下搅动力（逆时针方向）。
6.4
向池内注水同时启动搅拌机。
检查震动及噪音情况。
6.5
将搅拌机HOA开关设置到OFF状态。
7.0
澄清池
7.1
检查池体内是否有碎物
7.2
保持池体清空，同时将澄清池HOA开关设置到手动状态。
8.0
污泥处理
8.1
在控制系统界面，输入初始污泥回流及排放率以及其他设定值。
8.2
在澄清池满水的情况下，选择系统运行用污泥泵及剩余污泥泵，同时将他们的HOA开关设置为手动。
将水打入磁分离机并检查是否有渗漏。
检查剩余污泥和回流污泥流量表是否工作正常并与控制系统界面数值一致。
8.3
将污泥泵转为自动。
8.4
将所选设备阀门转为远程控制。
9.0
磁分离机
9.1
检查磁分离机转速。
调整电机使磁分离机转速为6~7rpm。
9.2
磁分离机的启动先于剩余污泥阀的开启
9.3
将磁分离机HOA开关转为自动。
9.4
调整喷头使清洗水喷到滑道上。
由于水于剩余污泥混合后会稀释剩余污泥，因此避免将水喷到磁分离机表面。
警告：
每次启动系统时，一定确保先启动磁分离机，之后才能启动污泥泵。
2.2系统启动注意事项清单及步骤
表2-2列出了启动系统时必须完成的工作清单。
其中按行每项列出应记录的状态内容以及本手册其他章节相关的参考内容。
表2-2磁混凝系统启动注意事项清单
步骤
内容描述
参考
状态
1
完成磁混凝系统启动前注意事项清单所有内容
错误！
未找到引用源。
2
进行小试以制定加药量。
在控制系统界面输入加药量。
3
仅以原污水，一定回流及剩余污泥比运行系统几个小
时，不要加入磁粉及化学药剂，测试水泵及其他设备。
观察整个工艺系统过程。
4
所有上述所有步骤完成并检查无误后，将混凝剂加药泵
及碱液泵设为自动。
确保所有水泵准备就绪并可以正常
工作。
检查化学加药泵是否有渗漏及其他问题。
5
将剩余污泥率设为0%，并将污泥回流率设为10%。
6
观察混凝池（T-1）内絮状物的形成。
7
调整磁粉混合池T-2搅拌以及PAM混合池内混合器速度为30~40Hz。
磁粉投加后的这些速度都要做精细的调校。
8
在絮凝剂投加正常运转后，将PAM加药系统设为自动同时检查系统是否有渗漏情况。
9
调节PAM加药量使得絮体的大小在直径2-3厘米左右。
如果絮体过大，则减少PAM投加量；如果反之则增加投药量。
10
调整磁粉混合池内搅拌机速度以确保池内混合效果的同
时，絮体颗粒不会沉淀。
避免搅拌速度过快，进而导致
的过大剪切力。
11
测量磁粉浓度同时每天补充磁粉以维持最佳浓度。
运行
初期需要较多的磁粉，以保证盲区内有充足的磁粉，同
时一些极细微的颗粒被清洗出去。
12
在向系统内投加磁粉后的一周到两周内，部分磁粉会沉
积在角落或是其他的盲区内。
此后，测试澄清池出水以
及磁分离机流出的剩余污泥的磁粉浓度。
记录平均出水
及剩余污泥流量，并计算出每天损失的磁粉重量。
每天
根据此损失重量补充磁粉。
13
接下来几个小时要监测澄清池内的污泥层厚度。
此后开
步骤
内容描述
参考
状态
始以小试的结果外排剩余污泥。
如果污泥层厚度持续升
高，可以以1%的额度提高剩余污泥率直至污泥层高度.稳
定下来。
如果没有可观测到的污泥层，则以1%的额度递
减剩余污泥率直至污泥层开始升高，然后以1%的额度回
调。
14
监测污泥层深度直至系统工艺趋于平衡稳定，一般这个
过程需要几个小时的调试。
在必要的情况下，需要调整
剩余污泥率及回流污泥率。
慢慢地将系统转为联动运行。
操作人员在最初阶段不要完全依赖控制系统屏幕确定水泵
与设备的运行状况。
操作人员必须亲自巡视每一台设备以确保控制系统如实反应设备运行情况。
系统启动后，将化学药剂加药量及剩余污泥率进行小的调整（+/-10%），并运行3-4个小时。
因为水力停留时间短，一般一个小时内就可以观测的变化，同时系统在接下来几个小时内就会稳定下来。
出水浊度是判定工艺性能的最佳参数。
2.3系统停机步骤
表2-7中列出了磁混凝系统长期停机的步骤。
其中每行按项列出应记录的状态内容以及本手册其他章节相关的参考内容。
表2-7磁混凝停机步骤
步骤
内容描述
状态
1.0
终止系统
1.1
在控制系统界面将进水泵设为手动同时拨到OFF。
2.0
阀门
2.1
从主要工艺中超越或者隔离磁混凝系统。
2.2
关闭所有药剂存储罐出口阀门
3.0
化学药剂加药系统
3.1
在电控板上将混凝泵HOA开关拨到OFF
3.2
在电控板上将PAM泵HOA开关拨到OFF
4.0
反应池及搅拌机
步骤
内容描述
状态
4.1
在电控板上将搅拌机HOA开关拨到OFF
4.2
如果系统长期停止运行，放空并清洗池体。
5.0
澄清池
5.1
清洗流槽
5.2
将污泥从澄清池泵入反应池
5.3
如果系统长期停止运行，放空并清洗池体。
6.0
污泥管路系统
6.1
如果系统长期停止运行，放空并清洗池体。
6.2
在电控板上将污泥搅拌机以及磁分离机HOA开关拨到OFF并关闭喷水装置。
6.3
在电控板上将污泥泵HOA开关拨到OFF
6.4
放空污泥管道至SS浓度程度。
7.0
磁分离机
7.1
在停止将污泥流到系统后的至少两分钟内继续运转分离机。
如果仍有污泥被注入分离机，同时磁分离机仍在继续工作并像刹车一样运行的时候，一定不要停止磁分离机的运行。
8.0
现场工具仪器
8.1
清洗所有仪器
2.4运行操作
2.5常规操作
磁混凝的系统流程图描述了整个处理系统的工艺过程。
附录A中的管道及设备仪表图则提供了更详细的阀门位置以及运行的控制系统。
本章节最后的图表则表明了所有设备的位置。
2.6应急操作
如果某台设备或者控制系统出现故障，磁混凝系统可以在不同的应急模式下运行。
2.6.1工艺设备应急
表2-3列出了当工艺设备故障的紧急情况下，可以采用的相应措施。
其中根据紧急情况的高，中，低不同等级做出描述。
高级：
需要人为介入，如果不尽快纠正则极有可能减弱系统的工艺性能。
中级：
处理效果可能不会很快降低或处理效果可能会恶化，但是控制系统可以自动应
急。
低级：
控制系统能够自动应急；处理工艺性能不会受到较大的影响。
表2-3针对工艺设备故障的应急反应
工艺单元
故障
等级
应急方法
进水流量计
流量计失效
高
人工控制污泥回流与剩余污泥比，以及除磷剂和PAM投加。
感应器
不能准确读数
低
更换。
反应池搅拌机
T2或T3池的一个搅拌机不工作
高
尽快跟换损坏部件。
T-1池的搅拌机不工作
中
保持其他搅拌机运转；尽快跟换损坏部件。
澄清池
刮泥机不工作
中
继续运行处理系统；水量大时处理效果会受影响。
污泥泵
污泥泵不工作
高
换成备用泵
剩余污泥系统后果
剩余污泥控制阀在自动模式下不工作
高
手动调节阀门开关量。
仔细观察剩余污泥量，因为污泥会淤积在阀门内，进而停止过水。
磁分离机不转
高
停止该级工艺，冲洗磁分离机淤积的鼓面。
如果磁分离机不转动，不要将污泥泵入。
剩余污泥流量计不工作
中
将流量控制改为人工控制。
尽快修理流量计。
污泥剪切机不工作
中
将水导入另一级处理，超越剪切混合器故障该级工艺。
工艺单元
故障
等级
应急方法
污泥回流
回流控制阀门在自动模式下不工作
高
人工超越该控制阀并调整开关量。
仔细观察剩余污泥量，因为污泥会淤积在阀门内，进而停止过水。
回流污泥流量计不工作
中
将流量控制改为人工控制。
尽快修理流量计。
混凝剂加药系统
计量泵隔膜不工作
高
转到备用泵并尽快修理隔膜
计量泵不工作
中
磁混凝系统共有两台泵
泵出口阀关闭
低
泄压阀会开启，并将药剂排入污水沟。
PAM加药系统
PAM系统不输送稀释的PAM
高
检查PAM配药系统
PAM加药系统机械部分故障
中
系统配备两台泵。
可以手动切换到备用系统。
控制面板
控制面板通信信号损失
高
控制系统需要将信息传输到几个控制面板上。
一个面板需要其他面板上的信息来控制设备。
超越磁混凝系统直至通信信息可以被存储。
2.6.2人身安全应急
2.6.2.1搬运设备
警告：
按电力控制面板上的E-stop按钮来自动停止磁混凝设备。
2.6.2.2化学药剂暴露及喷溅
警告：
当使用化学药剂时要使用防护工具
警告：
维护正确的并且最新的化学药剂安全信息资料
警告：
及时清理所有的化学药剂喷洒物
表2-4总结了在接触到磁混凝工艺中用到的四种化学药剂后的应急措施。
表2-4磁混凝化学药剂与人体接触后的应急措施
化学药剂
吸入
吞入
皮肤接触
进入眼内
硫酸铝
剧烈刺激
如果吞咽，一定
立即用清水冲洗
立即用大量清水
酸性
搬到新鲜空气的
不要诱发呕吐。
皮肤至少15分
冲洗眼部至少15
腐蚀性
环境中。
如果没
在意识清醒的情
钟，同时出去污
分钟，不时的提
有呼吸，进行人
况下，大量饮
染的衣物鞋袜。
起上下眼睑。
立
工呼吸。
如果呼
水。
千万不要给
立即呼叫医务人
即就医。
吸困难，吸氧。
昏迷的人喂食任
员。
衣物鞋袜在
立即就医。
何东西。
立即就
重新使用前一定
医。
要清洗。
氢氧化钠
搬到新鲜空气的
.一定不要诱发呕
立即用清水冲洗
立即用大量清水
强碱
环境中。
如果没
吐。
尽可能饮用
皮肤至少15分
冲洗眼部至少15
腐蚀性
有呼吸，进行人
大量清水或牛
钟，同时出去污
分钟，不时的提
工呼吸。
如果呼
奶。
千万不要给
染的衣物鞋袜。
起上下眼睑。
立
吸困难，吸氧。
昏迷的人喂食任
立即呼叫医务人
即就医。
立即就医。
何东西。
立即就
员。
衣物鞋袜一
医。
定要清洗。
磁粉
无毒但有侵蚀
不作为吞食毒物
将其从皮肤上用
立即用大量清水
Fe3O4
性。
带专用防
考虑。
磁铁吸走或用肥
冲洗眼部至少15
磁粉
护口罩。
皂和水清洗掉。
分钟。
PAM
搬到新鲜空气的
如果吞咽，呼叫
立即用清水冲洗
立即用大量清水
环境中。
如果没
医护人员。
仅在
皮肤至少15分
冲洗眼部至少15
有呼吸，进行人
医务人员的指导
钟，同时出去污
分钟，不时的提
工呼吸。
如果呼
下诱发呕吐。
染的衣物鞋袜。
起上下眼睑。
立
吸困难，吸氧。
立即呼叫医务人
即就医。
立即就医。
员。
衣物鞋袜一
定要清洗。
*医务人员注意事项：
对怀疑吞咽氢氧化钠的伤者进行内窥镜检查。
万一有严重的食道
腐蚀的情况，应考虑注射类固醇药剂。
2.6.2.3火灾及爆炸
警告：
维护正确的并且随时更新安全数据信息共消防人员使用。
警告：
在控制面板上将系统转为待命模式或者按电力控制板上的E-stop按钮。
表2-5总结了应对磁混凝系统中用到的四种化学药剂（包括磁粉）在失火或是爆炸的情况下的应对措施。
表2-5磁混凝化学药剂火灾应急措施。
化学药剂
易燃性
易爆性
灭火介质
灭火设施
硫酸铝
不易引起火灾。
不是易爆危险
水，干化学物
穿具有完全保护
AlSO4
遇火易形成灼伤
物。
质，泡沫或二氧
功能经权威机构
酸性腐蚀
感烟雾。
化碳。
不要让水
认证的工作服，
漫流并流入下水
并要自带呼吸器
道或水道。
具，可以满足压
力要求以及在正
压模式下正常工
作。
氢氧化钠
非易燃危险品。
不是易爆危险
采用任何适当的
穿具有完全保护
NaOH
该药品在加热或
物。
手段扑灭火焰。
功能经权威机构
强碱腐蚀
融化的情况下会
向强碱中加水会
认证的工作服，
与水发生剧烈反
产生大量的热
并要自带呼吸器
应。
可以与铝等
量。
具，可以满足压
一些物质反应并
力要求以及在正
产生易燃的含氢
压模式下正常工
气体。
作。
磁粉
非易燃危险品。
不是易爆危险
采用任何适当的
没有特定设备要
Fe3O4
物。
手段扑灭火焰。
求。
磁粉
PAM
非易燃危险品。
不是易爆危险
使用水，干化学
穿自带呼吸器具
阴离子聚丙烯酰
预热溶解会释放
物。
物质，泡沫或二
的救火护具。
胺
二氧化碳，一氧
氧化碳灭火。
用
化碳，氨气及其
水给容器降温。
他物质。
2.7操作人员运行操作要求
2.7.1检查
注意不要完全依赖控制系统屏幕检查系统。
控制系统所反应的系统运行状况有可能与实际情况不符。
例如，一台泵可能显示为运行，但淤堵的管路会阻断水流。
操作人员应该每天巡视磁混凝系统运行。
每次巡视应该持续30-60分钟。
其他项目，如下所示：
亲自检查所有化学加药系统已确保计量泵工作正常。
仔细听泵及搅拌机运行声音。
（例如齿轮震动）；
目测反应池内絮体的质量，注意大小和外观；
取一升T-3池磁粉絮体水样注入干净烧杯中，观察沉降特性，例如沉降率，浊度以细磁粉颗粒是否与絮体结合。
测量澄清池污泥层深度同时注意澄清池液面与出水堰的情况。
检查
升级会员 