淺談磁分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

1、淺談磁分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 摘要：通過對磁分離技術(shù)在污廢水中的作用，以及在處理城市污水中的應(yīng)用，指出磁處理技術(shù)在水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢并討論了該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：磁分離技術(shù) 物理力學(xué)效應(yīng) 高梯度磁場 1.磁分離技術(shù)簡介 磁技術(shù)是利用外加磁加載物的作用增強絮凝已達(dá)到高效沉降和過濾的目的，其原理是向污水中投加少量混凝劑、磁種等與污染物絮凝結(jié)合成一體，然后通過高效沉淀核磁過濾將水中的污染物去除，磁種通過磁鼓分離器回收循環(huán)使用，次過濾基本工作原理是在外加磁場下，磁性介質(zhì)表面產(chǎn)生高梯度磁場，捕集經(jīng)過它的磁性顆粒。 目前磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理有三種方法：直接磁分離法、間接磁分離法、微生物磁分離

2、法。主要利用污染物的凝聚性和對污染物的加種性。具有占地面積小、能耗低、易于操作、無二次污染的優(yōu)勢。 2.磁場在污（廢）水處理中的作用 2.1磁場的物理力學(xué)效應(yīng) 磁分離技術(shù)是把已磁化的磁粉和絮凝劑投加到污水中并進(jìn)行攪拌，油滴、顆粒物及膠體等污染物就會附著到磁種上，然后經(jīng)磁分離器，可使吸附在磁粉上的污染物質(zhì)和磁粉一起被磁場截留，或磁粉及被吸附的污染物發(fā)生磁聚絮凝加速沉降，從而凈化污水。磁分離效率與磁場力、顆粒粒徑、水流速度、顆粒磁化率及流體與磁體表面的接觸面積等有關(guān)。 2.2 磁場對水中微生物的作用 2.2.1 對水中微生物生長代謝的影響 磁場類型、磁感應(yīng)強度、作用時間以及生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同，所引

3、起的生物學(xué)效應(yīng)也是不同的。栗杰等研究發(fā)現(xiàn)：在100 mt 的磁感應(yīng)強度下磁場對放線菌和真菌表現(xiàn)出正效應(yīng)，對細(xì)菌的生長則顯示出抑制作用；而在300 mt 的磁感應(yīng)強度下，不同類群的土壤微生物數(shù)量均有不同程度的增長。王祥三等通過磁化處理污水的生物效應(yīng)試驗，發(fā)現(xiàn)磁感應(yīng)強度為0.37 t 時，好氧微生物的活性增大了17.3%，水藻的初級生產(chǎn)力由對照樣的8.41 g /m3提高到16.9 g /m3。在生物流化床中引入磁場，采用uasb 厭氧/磁化復(fù)合系統(tǒng)以及磁場對厭氧活性污泥的活性影響的研究等都有明顯的效果。同時磁場可以影響微生物酶的活性，可以使過氧化氫酶、過氧化物酶和三種磷酸酶的活性得到不同程度的提

4、高，且磁場效應(yīng)持續(xù)時間較長。 3.磁技術(shù)在廢水處理中的研究與應(yīng)用 3.1 餐飲廢水 試驗表明，磁粉類磁種具有良好的除油性能，投加經(jīng)過磁化的磁種吸附污染物，進(jìn)行磁分離可以使水質(zhì)凈化。朱又春等研究磁分離法處理含動植物油廢水的原理和工藝條件時，采用磁粉攪拌混合/磁分離工藝流程處理餐廳廚房含油廢水，除污效果顯著。孫鴻燕等采用由pfs、pam、磁粉復(fù)合而成的磁絮凝劑處理高濃度餐飲廢水，研究表明：在cod為4 300 5 000 mg /l 的餐飲廢水中，pfs /pam 復(fù)合磁絮凝劑的性能明顯高于pfs /pam 復(fù)合絮凝劑。磁絮凝不但能提高絮凝效果，縮短絮凝與沉降時間，而且能使絮體（污泥）體積減少約1

5、 /2。 3.2 印染廢水 印染廢水水質(zhì)復(fù)雜、水量大、有機污染物含量高、色度高、ph 變化大、水質(zhì)變化劇烈。因化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使pva 漿料、新型助劑等難以生化降解的有機物大量進(jìn)入印染廢水中，增加了處理難度。 劉建榮等在處理人工模擬印染廢水試驗過程中，在反應(yīng)器中投加磁粉形成穩(wěn)定磁場，同時向厭氧流化床中加入高效脫色菌種，采用聚集交聯(lián)固定法，將脫色菌固定于活性污泥中。微生物在磁場的作用下產(chǎn)生生物磁效應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率。趙靜等研究不同條件下fe3o4 磁流體對cod 和色度的去除，效果顯著。磁分離技術(shù)相對于傳統(tǒng)方法處理印染廢水在技術(shù)和成本及管理方面有相對較大優(yōu)勢。 3.3 應(yīng)

6、用于城市污水處理 城市污水中含有大量的非磁性污染物，采用高梯度磁分離技術(shù)處理城市污水時，需投加磁種與混凝劑。污水處理中向絮凝池中加入磁種和適當(dāng)?shù)幕炷齽?，再通過高梯度磁分離器，能去除污水中的懸浮物、色度、濁度、磷酸鹽、細(xì)菌和多種重金屬懸浮體等。 美國麻省理工學(xué)院的研究者對城市污水投加fe3o4和硫酸鋁，進(jìn)行高梯度磁分離處理，獲得良好的效果其試驗結(jié)果列于表1。 黃自力等19用梯度磁分離技術(shù)對污水中磷的處理進(jìn)行了研究，并且同化學(xué)除磷作了比較：藥劑省，分離速度快是磁種- 高梯度磁分離方法最顯著的特點。采用磁分離技術(shù)進(jìn)一步處理對于深度除磷、除cod，實現(xiàn)中水回用，合理用水，節(jié)約水資源等，都有重要意義。

7、4.磁技術(shù)在水處理中的應(yīng)用前景 綜上所述，磁復(fù)合生物法處理技術(shù)必將成為未來我國水處理領(lǐng)域一項極具發(fā)展前景的技術(shù)，有很大的探索空間： （1）在水處理的應(yīng)用中，要逐漸從磁場的物化效應(yīng)轉(zhuǎn)向磁場的生物效應(yīng)對生物體的影響方面發(fā)展。磁作用是綜合效應(yīng)的結(jié)果，其復(fù)雜的作用機理和過程還需要更加深入的研究。 （2）對不同的磁場類型、磁場強度及磁場作用方式（水平、垂直、環(huán)狀）等產(chǎn)生的效果差異做進(jìn)一步研究，確定不同水質(zhì)條件下水處理的各個階段最佳的磁場參數(shù)。 （3）磁分離技術(shù)能實現(xiàn)多種污染的一次凈化，具有多功能性和通用性。在原水中通過投加磁種和混凝劑，使得各種性質(zhì)的弱磁性微細(xì)顆粒甚至半膠體顆粒在高梯度磁場中能得到高效去

8、除，同時用磁分離技術(shù)還可進(jìn)行海水淡化和除鹽 （4）利用高梯度磁濾法可作為給水的殺菌消毒處理，可研究作為氯消毒的替代產(chǎn)品。有研究表明磁化后的水能促進(jìn)水垢脫落，可利用磁場磁化那些礦化度較高的水源（如地下水源）作為鍋爐用水和其它機械冷卻用水等都是磁處理技術(shù)很不錯的研究方向。 綜上，有效的利用磁場的能量，注重磁場的生物效應(yīng)和磁場強化絮凝機理的研究，不斷與其他技術(shù)相互滲透、共同作用來達(dá)到廢水處理的基本要求，開展這方面的研究工作無疑具有重要意義。 參考文獻(xiàn)： 1 皮科武. 磁效應(yīng)在水處理中的應(yīng)用研究j . 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2003，26（1）：26- 28 2栗杰，依艷麗，焦穎，等. 棕壤微生物和幾種酶活性的磁致效應(yīng)研究j . 土壤通報，2007，38（5）：22- 27. 3王祥三，王平. 磁化處理污水的生物效應(yīng)試驗j.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2000，