磁化技术在水处理中的应用（二）

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2 ，平均水深 1 . 1～ 2 .5m，为兼氧池，池面风眼莲覆盖，吸收污水分解的N，p等营养盐 ；②生态转化池，直径25m，由中心园池、环形复氧沟、环形外池组成，接纳来自预沉池并进行一级磁化的污水，池中放养数万尾罗非鱼，吞食大量生长的菌、藻及原生动物，使水体快速净化，并流入中心园池；③生态滤池100m² ，平均水深 2 .3m，其中放养约 6万条金鱼和布设许多生态滤管，接纳中心园池流来并经二级磁化的水流，继续生态转化后经生态滤管过滤后排放，完成整个净化过程。该系统对BOD（Biological Oxygendemand），COD，N，p去除率全年平均分别为 89.9% ，87. 6 % ，6 9.6 %和73 .6 % .该系统工程基建总投资 2 7万元，折合日处理污水1t/d的基建投资单价为3 86元；年运行费用7500元，折合处理污水1t/d的年运行单价1 0 .7元，远低于表 1所列的常规二级处理的投资单价和运行单价。不仅如此，由于污水处理过程中的牛蛙、金鱼、罗非鱼、中药材、葡萄等收入，每年还可收益1 .8万元，比年运行费还多出1.0万元，形成污水处理过程的负投入。该法由于生态处理中的磁化效应，大大加速和提高了污染物转化速度和效率，且变废为宝，使之成为投资少、占地小、效率高、运行费用低、无二次污染，并有一定产出收益的污水处理新途径。

　　（4）结论磁处理广泛应用于农业、医学、养殖、工业等诸多领域，尤其生命科学。基于这些经验，我们提出将磁处理技术与人工生态系统相结合应用于有机废水的净化处理，并着重对磁处理问题开展了一系列的实验分析和实际应用，从中获得一些有益的认识。

　　（a ）有机废水磁处理，在水体有氧条件下，污水瞬间通过合适的磁场 （0.315～0.368 T）后，视水质成分的差异，可直接去除COD8%～2 5% ，且不受水温影响，但连续反复磁化，每次的去除率会随磁化次数急剧下降。实际应用初步表明，磁处理器相隔的水力滞留时间以2～3d为宜。磁处理直接去除COD的原因，是污水被磁化中产生的H₂O₂等强氧化剂所致，并非生物酶作用或有机物分子结合键直接断裂的结果。

　　（b ）厌氧条件下，污水磁化对COD降解也很显著，实验表明，水温40℃在上述适宜磁场下，可使COD的去除率比不磁化的提高2 1 %～2 8% ，但其机理尚需进一步研究。

　　（c）污水磁化，直接灭菌率可达 70 %～ 80 %（可能是形体很小的病毒、细菌等 ），但不能使所有的微生物死亡，尤其功能微生物，生存下来的还会被激活，以更大的活力提高污水净化能力 （初步实验约 1 7% ）。

　　（d）磁处理的污水，有利于菌藻系统生长和光合作用，可使水体产氧率和藻类 （绿藻 ）生产力增加一倍之多，从而促进生物链对污水的净化作用。

　　（e）磁处理宜与人工生态系统联合使用，上述污水处理站就是这一结合的成功范例，处理效率高，运行费用低，污水资源化和变废为宝，为可持续发展和推广展示了广阔的应用前景。

　　5 磁化效应在含酚废水处理中的应用

　　由于各工厂含酚废水的具体生成过程千差万别，其组成和性质各不相同，并非任一处理方法都适用，需相应地根据实际情况寻求和采取有效的治理方法和技术。由于磁化效应能够改善混凝效果和促进化学反应，所以采取先将含酚废水经过微弱磁场的磁化后，再运用絮凝氧化法进行处理会提高其处理的效果。含酚废水在经过微弱磁场的磁化作用后，再运用絮凝氧化法处理，处理效果与未经磁化的废水相比略有差别，而且随着磁化条件的改变存在不同的变化规律。

　　主要结论有：废水经磁化后，与未经磁化相比絮凝效果和氧化处理大都有不同程度的提高。相对而言，较小的磁化流量对提高絮凝沉淀处理效果有利，而较大的磁化流速有利于获得较高的氧化去酚率。增加废水的磁化次数能够使絮凝去酚率略有提高，对氧化去酚率的增加不很明显。一般地可使废水经过 3～ 4个磁化器即可。无论磁化与否，氧化去酚率均随着氧化剂ClO₂使用量的增加而提高。但废水比较高的流速经磁化后，在相同的氧化量条件下，其氧化去酚率均比未磁化的要高。这有利于减少氧化剂消耗量和处理费用，而不影响总处理效果。磁化效应能够改变水的微观状态和结构从而影响其物理、化学性质。在适当的条件下可以明显改善污水的处理效果。因此将磁化技术和工业废水处理过程相结合的新处理手段值得进行研究和推广应用。

　　6 磁化在的Fe₃O₄吸附溶液中的铬的应用

　　关于Fe₃O₄吸附阴离子的机理已有研究，Fe₃O₄在水中由于水解呈正电性，对阴离子的的吸附平衡可以用形式与Langmuir等温式相类似的的函数关系式描述，但吸附很难得到最大值。将Fe₃O₄粉末和磁性介质置于磁场中，磁化Fe₃O₄粉末聚集在具有磁力线密度不等的磁束的磁性介质附近，导致磁化的Fe₃O₄对Cr6+产生了磁力，通过提高磁场强度，增大Fe₃O₄的磁力，从而增加对Cr6+吸附量。但另一方面，在磁化Fe₃O₄的表面吸附量的增加，因为被吸附的粒子电性相同，斥力增大，抵消了一部分磁力，造成了在较小的磁场强度下，吸附质增大到一定程度后，吸附量反而下降。由此可见，在磁场作用下，磁化的Fe₃O₄表面的吸附量是磁力和电性斥力作用的结果，并形成多分子吸附。

　　7 结论

　　通过以上的分析表明，磁化水技术不仅在水循环系统的除垢去垢领域有着重要的作用，而且磁场水处理技术还在废水处理方面有很好的效用，废水经过磁化后再进行生物和物理方法进行处理得到的效果，明显好于没有经过磁化的废水。这主要是因为磁化后的水性质发生了变化，从而导致了微生物生长条件，絮凝条件的变化。但并不是磁场强度越大效果越好，他们都有一个相对的高效范围，其机理尚需进一步研究。相信随着对其不断的研究，磁化水在废水处理领域中必将具有更广阔的应用前景。

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