磁性粉末活性炭對(duì)微污染原水的處理效果

王子巖，李博文，劉彥志，史 俊，鄧慧萍

(同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092)

微污染原水是指受到天然有機(jī)物、氨氮和微量難降解有機(jī)物污染的水源[1]，其有機(jī)物超過(guò)地表水Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。微污染原水中含有的人工合成有機(jī)物包括一些致癌、致畸、致突變的“三致”物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難以生物降解，在水體中濃度雖低，但危害大、存留時(shí)間長(zhǎng)[2]。常規(guī)水處理工藝難以有效凈化處理[3]，而氯化消毒和臭氧活性炭等工藝會(huì)提高副產(chǎn)物生成的可能性[4-6]。為保障供水安全性，活性炭因其優(yōu)異的吸附性能被廣泛應(yīng)用于水處理工藝中，對(duì)色度、臭、味、CODMn、氨氮等指標(biāo)具有顯著的去除效果[7-8]。

活性炭種類多樣，粉末活性炭(PAC)比表面積大、吸附能力強(qiáng)，但是其再生較困難，且不能循環(huán)使用[9-10]；另一方面，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)PAC吸附污染物至飽和時(shí)，需及時(shí)將PAC從液相中分離出來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一處理。按照傳統(tǒng)的濾網(wǎng)過(guò)濾方法，粒徑小于濾網(wǎng)網(wǎng)眼尺寸的PAC會(huì)產(chǎn)生泄露，并且隨著過(guò)濾時(shí)間的增長(zhǎng)，PAC會(huì)堵塞濾網(wǎng)，增加了運(yùn)行成本費(fèi)用，限制了PAC在分離吸附劑方面的應(yīng)用和發(fā)展。

近年來(lái)，如何對(duì)PAC進(jìn)行改性，以解決其分離困難的問(wèn)題成為研究焦點(diǎn)。其中，磁性分離技術(shù)作為一個(gè)重要途徑被應(yīng)用到活性炭改性領(lǐng)域中[11]。磁性活性炭的制備方法主要包括化學(xué)共沉淀法、浸漬法、水熱合成法、溶膠-凝膠法、黏結(jié)法和一步合成法[12-17]。PAC具有發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu)和比表面積，可作為磁性物質(zhì)負(fù)載的一個(gè)基體或模板，磁性PAC同時(shí)具備PAC強(qiáng)大的吸附性能和磁性物質(zhì)的分離性能，自1946年被首次提出后，磁性PAC多用于金礦的廢水處理和尾礦回收[18-19]，但其對(duì)微污染原水的處理效能還有待深入研究。

本研究旨在制備磁性粉末活性炭(MPAC)，利用MPAC小試裝置考察MPAC對(duì)實(shí)際微污染原水的處理效果，為MPAC工藝的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原水

試驗(yàn)所用原水均為江蘇省某微污染原水，該水源水氨氮和有機(jī)物含量季節(jié)性偏高，同時(shí)存在水體異臭和藻類季節(jié)性暴發(fā)等問(wèn)題，是典型的微污染原水。

試驗(yàn)采用自行投加混凝劑并靜置的方法模擬微污染原水混凝沉淀處理后的出水。

模擬混凝沉淀過(guò)程如下：混凝劑采用聚合氯化鋁濕法投加，投加量為20 mg/L，加藥后用三級(jí)攪拌機(jī)依次以不同轉(zhuǎn)速模擬混凝沉淀的不同階段。高速攪拌(80 r/min)30 s模擬快速混合階段；中速攪拌(40 r/min)5 min模擬絮凝前期；低速攪拌(20 r/min)15 min模擬絮凝中后期，然后靜置沉淀2 h，再通過(guò)進(jìn)水泵抽取上清液作為試驗(yàn)用水。

模擬混凝沉淀后水質(zhì)參數(shù)如表1所示。

表1 模擬混凝沉淀出水的水質(zhì)參數(shù)Tab.1 Effluent Water Quality of Simulation of Coagulation and Sedimentation

1.2 粉末活性炭(PAC)

本試驗(yàn)所用PAC為木質(zhì)炭，購(gòu)自上?；钚蕴繌S有限公司，其主要參數(shù)如表2所示。

表2 粉末活性炭參數(shù)Tab.2 Parameters of PAC

1.3 磁性粉末活性炭(MPAC)制備

本試驗(yàn)采用Oliveira等[12]提出的堿式聯(lián)合沉淀工藝，分別稱取摩爾比為2∶1的FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O溶解于燒杯中，并加入相應(yīng)質(zhì)量的PAC(本試驗(yàn)制備的三種MPAC中的Fe3O4/PAC質(zhì)量比分別為1∶1、1∶2、1∶3，分別命名為MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3)，使三者充分混合均勻，在70 ℃的水浴條件下加熱，逐滴加入5 mol/L NaOH溶液并同時(shí)通過(guò)機(jī)械攪拌使反應(yīng)充分均勻進(jìn)行，反應(yīng)30 min后將燒杯靜置沉淀，移除上清液，將下層懸濁液放入105 ℃烘箱中烘干，用超純水將以上材料反復(fù)清洗至上清液呈中性，利用磁場(chǎng)回收、烘干后放入樣品瓶中密封保存。

1.4 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)所用的MPAC/PAC運(yùn)行裝置如圖1所示。將PAC與3種改性MPAC放在4個(gè)單獨(dú)的裝置中，每個(gè)裝置的體積為2 L，裝置兩端用300目尼龍網(wǎng)封住，以防活性炭產(chǎn)生流失；為防止活性炭過(guò)快沉淀，裝置采用上向流保持活性炭呈懸浮狀態(tài)，進(jìn)出水流量為1 L/h(水流上升速度為12.7 cm/h)，水力停留時(shí)間為2 h。為模擬水源水氨氮季節(jié)性偏高的水質(zhì)并保持進(jìn)水溶解氧充足，在4組裝置前的進(jìn)水箱中加入一定量的氯化銨并設(shè)置相應(yīng)的曝氣裝置，經(jīng)過(guò)充分曝氣后，四組裝置的進(jìn)水溶解氧為9.7±0.2 mg/L。

注：1-PAC裝置；2～4-MPAC裝置；5-空氣泵；6-曝氣裝置；7-蠕動(dòng)泵；8-300目尼龍網(wǎng)圖1 PAC/MPAC裝置示意圖Fig.1 Schematic Diagram of PAC/MPAC Device

裝置1中粉末活性炭濃度為10 g/L，為彌補(bǔ)負(fù)載的四氧化三鐵對(duì)粉末活性炭密度的改變以及方便比較不同負(fù)載比磁性物質(zhì)對(duì)指標(biāo)的去除效果，裝置2、3、4中加入相同粉末活性炭濃度的MPAC。

1.5 儀器與方法

本試驗(yàn)的測(cè)定指標(biāo)主要包括：氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、CODMn、UV254、DOC等，參照標(biāo)準(zhǔn)方法[20]。

氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽和CODMn采用DR2800便攜式分光光度計(jì)(Hach，美國(guó))測(cè)定；UV254采用T6紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(普析，中國(guó))測(cè)定；DOC采用TOC-LCPH總有機(jī)碳分析儀(Shimadzu，日本)測(cè)定；三維熒光采用FluoroMax-4熒光光譜儀(HORIBA，日本)測(cè)定；鐵離子濃度采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Agilent 720ES，美國(guó))測(cè)定；磁化強(qiáng)度值采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(MPMS-3SQUID，美國(guó))測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)氮類物質(zhì)的去除效果

2.1.1 對(duì)氨氮的去除效果

4組PAC/MPAC裝置對(duì)模擬沉后水的氨氮去除效果如圖2所示。

圖2 氨氮去除效果Fig.2 Removal Effect of Ammonia Nitrogen

在初始運(yùn)行的前4 d，PAC與3種MPAC對(duì)氨氮的去除率在20%～30%，PAC的去除率高于3種MPAC，說(shuō)明活性炭對(duì)氨氮的去除主要通過(guò)吸附作用，且PAC的吸附性能優(yōu)于MPAC；在運(yùn)行的第4～9 d，由于4種活性炭均吸附飽和，4組裝置對(duì)氨氮的去除率均呈現(xiàn)小幅下降趨勢(shì)；在運(yùn)行的第10～15 d，4組裝置對(duì)氨氮的去除率從13%～30%逐步提高到76%～84%，且MPAC的去除率提升速度要比PAC快31%，說(shuō)明PAC/MPAC的表面開始生長(zhǎng)出可以降解氨氮的硝化細(xì)菌，且磁性物質(zhì)的負(fù)載會(huì)促進(jìn)硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)；隨著反應(yīng)進(jìn)行，4組裝置在反應(yīng)的第16 d開始對(duì)氨氮的去除效率逐漸達(dá)到穩(wěn)定，維持在90%以上，說(shuō)明硝化細(xì)菌已經(jīng)成功掛膜，在穩(wěn)定階段，PAC、MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)應(yīng)的平均去除率分別為88.05%、92.12%、92.08%、92.49%，MPAC對(duì)氨氮的去除率要略高于PAC。

由圖2可知，在微生物生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期，多數(shù)情況下，3組MPAC裝置對(duì)氨氮的平均去除率高于PAC裝置，說(shuō)明MPAC上硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)情況要略優(yōu)于PAC。

2.1.2 亞硝酸鹽的變化規(guī)律

裝置運(yùn)行期間進(jìn)出水的亞硝酸鹽濃度曲線如圖3所示。

圖3 進(jìn)出水的亞硝酸鹽濃度變化Fig.3 Concentration Variation of Influent and Effluent Nitrite

在運(yùn)行的前2 d，4組裝置對(duì)亞硝酸鹽存在一定程度的去除作用，主要通過(guò)活性炭的吸附作用；在運(yùn)行的第3～14 d，4組裝置亞硝酸鹽的出水濃度高于進(jìn)水濃度，說(shuō)明此階段主要表現(xiàn)為亞硝酸細(xì)菌的生長(zhǎng)，亞硝酸細(xì)菌將氨氮氧化成為亞硝酸鹽，使出水的氨氮濃度降低且亞硝酸鹽濃度升高；在運(yùn)行的15～30 d，4組裝置對(duì)亞硝酸鹽逐漸呈現(xiàn)去除的趨勢(shì)，且去除率隨時(shí)間增長(zhǎng)而變高，從20%提升至95%，說(shuō)明亞硝酸細(xì)菌已成功掛膜。

由圖3可知，在亞硝酸細(xì)菌生長(zhǎng)階段(3～14 d)，MPAC對(duì)亞硝酸鹽的去除率要略高于PAC，說(shuō)明磁性物質(zhì)的負(fù)載會(huì)促進(jìn)硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)。

2.2 對(duì)有機(jī)物的去除效果

2.2.1 對(duì)DOC的去除效果

PAC/MPAC裝置對(duì)DOC的去除效果如圖4所示。

圖4 DOC去除效果Fig.4 Removal Effect of DOC

在運(yùn)行的前4 d，由于PAC/MPAC的吸附作用，4組裝置對(duì)DOC的去除率可達(dá)50%以上，隨著負(fù)載比的提升，材料對(duì)DOC的去除率出現(xiàn)小幅下降。在裝置運(yùn)行的后25 d，PAC/MPAC吸附飽和導(dǎo)致裝置對(duì)DOC去除率下降，且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，PAC/MPAC表面異養(yǎng)菌逐漸生長(zhǎng)，最后4組裝置對(duì)DOC的去除率穩(wěn)定在20%左右，說(shuō)明原水的可生化性不好，其中可以被生物降解的有機(jī)物比例較低。在裝置運(yùn)行的后10 d，PAC、MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)DOC的平均去除率分別為21.4%、26.6%、22.9%、21.3%，說(shuō)明磁性物質(zhì)的負(fù)載幾乎不影響異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)。

2.2.2 對(duì)CODMn的去除效果

PAC/MPAC裝置對(duì)CODMn的去除效果如圖5所示。

圖5 CODMn去除效果Fig.5 Removal Effect of DOC

在運(yùn)行的前7 d，PAC、MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)CODMn具有較好的去除效果，其對(duì)CODMn的平均去除率分別為54.5%、52.7%、50.6%、48.4%，MPAC負(fù)載比越高對(duì)CODMn去除率越高，主要原因?yàn)檫\(yùn)行前期PAC/MPAC表面沒(méi)有生物附著，去除途徑主要為吸附作用。運(yùn)行后期，CODMn去除率趨于穩(wěn)定，且高于中期(15～17 d)的去除率，原因是運(yùn)行后期出水中亞硝酸鹽濃度極低，導(dǎo)致出水的CODMn較中期低。此外，如圖5所示，運(yùn)行后期PAC對(duì)CODMn的去除率低于MPAC，且MPAC的負(fù)載比越高對(duì)CODMn的去除率越高，說(shuō)明運(yùn)行穩(wěn)定后期4種炭材料均失去了吸附作用，主要去除途徑為生物降解作用。

2.2.3 對(duì)UV254的去除效果

PAC/MPAC裝置對(duì)UV254的去除效果如圖6所示。

圖6 UV254去除效果Fig.6 Removal Effect of UV254

PAC/MPAC對(duì)UV254的去除趨勢(shì)與DOC和CODMn相似，去除率從初始的60%左右降到穩(wěn)定階段的15%左右。可以看出，初始時(shí)期4組裝置對(duì)UV254的去除率波動(dòng)幅度較大，且去除效果相同。運(yùn)行后期，MPAC對(duì)UV254的去除率高于PAC，且負(fù)載比越高去除率越高，可能是由于Fe3O4的催化作用，不飽和鍵或芳香性結(jié)構(gòu)有機(jī)物或大分子腐植酸被O2氧化。

2.2.4 對(duì)熒光響應(yīng)類有機(jī)物的去除效果

PAC/MPAC運(yùn)行穩(wěn)定期間的進(jìn)出水三維熒光圖譜如圖7所示。

PAC/MPAC對(duì)原水中熒光響應(yīng)類有機(jī)物的去除效果明顯。由圖7(a)可知，原水的三維熒光譜圖上在Ex：275 nm，Em：315 nm和Ex：240 nm，Em：340～375 nm兩個(gè)位置處存在很高的峰，表明原水中存在大量芳香蛋白質(zhì)類物質(zhì)和溶解性微生物代謝產(chǎn)物，同時(shí)還有部分的富里酸類物質(zhì)和腐殖質(zhì)。MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)I+II、III、IV、V區(qū)的物質(zhì)均有良好的去除效果，而PAC、MPAC1∶1對(duì)芳香蛋白類物質(zhì)和溶解性微生物代謝產(chǎn)物的去除效果稍差，但MPAC1∶1對(duì)其他區(qū)物質(zhì)的去除效果優(yōu)于PAC。

圖7 進(jìn)出水三維熒光圖譜Fig.7 3D EEM of Influent and Effluent

利用熒光區(qū)域積分(FRI)計(jì)算各熒光分區(qū)區(qū)域的積分體積，以此來(lái)反應(yīng)該分區(qū)所代表有機(jī)物的相對(duì)含量，計(jì)算結(jié)果如圖8和圖9所示。

圖8 不同熒光區(qū)域積分標(biāo)準(zhǔn)體積的去除量Fig.8 Removal Amount of Integral Standard Volume in Different Fluorescence Areas

圖9 不同熒光區(qū)域積分標(biāo)準(zhǔn)體積的去除率Fig.9 Removal Rate of Integral Standard Volume in Different Fluorescence Areas

4種材料對(duì)熒光響應(yīng)類物質(zhì)的去除效果高低順序?yàn)镸PAC1∶2、MPAC1∶3、MPAC1∶1、PAC，對(duì)應(yīng)的去除率分別為71.70%、69.50%、59.75%、51.92%。PAC對(duì)各個(gè)熒光區(qū)域物質(zhì)的去除率均不高；雖然MPAC1∶1對(duì)I+II、IV區(qū)物質(zhì)去除效果差，去除率只有42.96%和59.84%，但其對(duì)III和V區(qū)物質(zhì)的去除率分別為70.93%和68.72%，優(yōu)于其他三種材料，而腐植酸類物質(zhì)(V區(qū))也是UV254指標(biāo)所代表的物質(zhì)，因此與2.2.3結(jié)論一致；MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)各個(gè)分區(qū)有機(jī)物的去除率較高，均可保持在60%以上。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因有待進(jìn)一步深入研究。

2.3 微生物群落結(jié)構(gòu)分析

圖10為四種材料以門(a)和科(b)級(jí)別分類的微生物群落結(jié)構(gòu)。

圖10 微生物群落結(jié)構(gòu)分析Fig.10 Analysis of Microbial Community Structure

從門水平上分析，相對(duì)豐富度最高的3個(gè)菌門依次是變形菌門(Proteobacteria，占55.7%～66.8%)，放線菌門(Actinobacteria，占10.7%～18.5%)、硝化螺旋菌門(Nitrospirae，占5.2%～8.4%)?？梢钥闯?，隨負(fù)載比提升，變形菌門和硝化螺旋菌門所占比例變大，而放線菌門所占比例變小，但4種微生物在門水平上的分布種類未見(jiàn)區(qū)別，可見(jiàn)磁性物質(zhì)的負(fù)載對(duì)于門水平上微生物群落種類類別無(wú)影響，但對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)種類的比例具有略微影響。

從科水平上分析，樣品中共檢出191個(gè)菌科、291個(gè)菌屬，在測(cè)出的所有菌種中，紅環(huán)菌科(Rhodocyclaceae，占6.9%～16.4%)、硝化螺旋菌屬(Nitrospira，占5.2%～8.4%)、叢毛單胞菌科(Comamonadaceae，占4.8%～6.5%)、甲基桿菌科(Methylobacteriaceae，占2.6%～8.0%)、孢魚菌科(Sporichthyaceae，占3.0%～7.7%)、亞硝化單胞菌科(Nitrosomonadaceae，占2.4%～4.3%)等均為優(yōu)勢(shì)菌種。亞硝化單胞菌科屬于典型的氨氧化細(xì)菌，具有將氨氮氧化為亞硝酸鹽的功能，該菌科的檢出說(shuō)明4組裝置在運(yùn)行穩(wěn)定后具備進(jìn)行硝化反應(yīng)的能力，因而對(duì)氨氮有較好的去除作用，且隨著負(fù)載比的升高，亞硝化單胞菌科的占比從2.4%提高到4.3%，說(shuō)明磁性物質(zhì)的負(fù)載有利于亞硝化單包菌的生長(zhǎng)和硝化反應(yīng)的進(jìn)行。

2.4 MPAC穩(wěn)定性分析

2.4.1 進(jìn)出水鐵離子變化情況

圖11 4組裝置的鐵離子泄漏量Fig.11 Leakage Range of Fe Ion in the Four Bioreactors

圖12 4組裝置鐵離子泄漏范圍Fig.12 Leakage Range of Fe Ion in the Four Bioreactors

將4組裝置出水與進(jìn)水中的鐵離子濃度相減，若結(jié)果為正，則鐵離子發(fā)生泄漏；若為負(fù)，則鐵離子被截留，如圖11、圖12所示。PAC、MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)鐵離子的最大截留濃度分別為0.217、0.209、0.243、0.203 mg/L，30 d內(nèi)PAC、MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)鐵離子的總截留質(zhì)量分別為27.768、27.792、21.216、26.856 mg。MPAC1∶1和MPAC1∶2在運(yùn)行期間發(fā)生了離子泄漏，其泄漏最高濃度分別為0.030、0.008 mg/L，與PAC相比，MPAC1∶1和MPAC1∶2分別在30 d內(nèi)泄漏了2.088、0.032 mg，僅為總截留質(zhì)量的7.51%和0.15%。但從30 d的平均泄漏數(shù)據(jù)來(lái)看，4組裝置對(duì)鐵離子均表現(xiàn)出截留行為，所以在運(yùn)行期間3種MPAC材料均保持著一定的穩(wěn)定性，從飲用水安全角度考慮，MPAC1∶3更適合應(yīng)用到飲用水處理工藝中。

2.4.2 試驗(yàn)前后磁性分析

圖13為MPAC裝置運(yùn)行前后的磁滯回線對(duì)比圖，MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3的飽和磁化強(qiáng)度分別從19.73、14.35、10.83 emu/g上升到26.95、16.88、13.21 emu/g，分別上升了36.6%、17.6%、22.0%；經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行后的MPAC1∶1、MPAC1∶2、MPAC1∶3的剩余磁化強(qiáng)度分別為0.624、0.249、0.612 emu/g；3種材料的矯頑力分別為13.52、9.61、23.03 Oe。經(jīng)過(guò)30 d的運(yùn)行，3種材料磁化強(qiáng)度均有不同程度的增強(qiáng)，但剩余磁化強(qiáng)度值和矯頑力較初始狀態(tài)時(shí)均有所升高，說(shuō)明運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了物理化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致MPAC的超順磁性略微下降。因此，MPAC在液相中長(zhǎng)期工作后，其分離性能會(huì)增強(qiáng)，但是在磁場(chǎng)消失后會(huì)存在微小的磁滯現(xiàn)象。

圖13 經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行前后MPAC磁滯回線圖Fig.13 Comparison of Megnetic Retardation before and after 30 Days’ operation

2.4.3 試驗(yàn)前后XRD比較

圖14為經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行后4種材料的XRD對(duì)比。由圖14(a)可知，經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行，PAC上出現(xiàn)很多雜峰，經(jīng)jade5.0分析，發(fā)現(xiàn)峰匹配率較高的物質(zhì)均為結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的有機(jī)物和離子化合物，證明活性炭在運(yùn)行期間吸附了原水中較多的離子和有機(jī)物。由圖14(b)、圖14(c)、圖14(d)中可知，經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行，出現(xiàn)在2θ=30.108°、35.434°、43.477°、57.389°、62.878°位置的峰更為明顯且峰強(qiáng)度變高，說(shuō)明Fe3O4在運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定存在且含量變高。

圖14 經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行后XRD譜圖對(duì)比Fig.14 XRD Pattern of Samples before and after 30 Days’ Operation

3 結(jié)論與展望

(1)MPAC較PAC在穩(wěn)定階段對(duì)氨氮的平均去除率更高，隨著負(fù)載比提升，MPAC對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的去除效率均升高。4組裝置對(duì)DOC、UV254和CODMn的去除趨勢(shì)相同，初始階段由于活性炭的吸附性能對(duì)有機(jī)物具有較高的去除率，當(dāng)吸附飽和后對(duì)有機(jī)物的去除主要通過(guò)微生物降解作用

(2)MPAC1∶2、MPAC1∶3對(duì)芳香蛋白質(zhì)類物質(zhì)、溶解性微生物代謝產(chǎn)物、富里酸類物質(zhì)和腐殖質(zhì)物質(zhì)均有良好的去除效果，去除率均在60%以上；而PAC對(duì)4個(gè)分區(qū)的物質(zhì)均低于其MPAC；MPAC1∶1對(duì)富里酸類物質(zhì)和腐殖質(zhì)的去除效果優(yōu)于其他3種材料，此結(jié)果與UV254去除效果一致。

(3)磁性物質(zhì)對(duì)門水平上的微生物群落種類無(wú)影響，但對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)種類的比例有略微影響；亞硝化單包菌作為典型的氨氧化細(xì)菌被檢出，說(shuō)明4組裝置在運(yùn)行穩(wěn)定后具有進(jìn)行硝化反應(yīng)的能力，磁性物質(zhì)有利于亞硝化單包菌的生長(zhǎng)和硝化反應(yīng)的進(jìn)行。

(4)經(jīng)過(guò)30 d運(yùn)行后，4組裝置對(duì)鐵元素總體表現(xiàn)為截留作用，其中MPAC1∶1和MPAC1∶2在運(yùn)行期間內(nèi)出現(xiàn)過(guò)離子泄漏；MPAC的飽和磁化強(qiáng)度上升，但是剩余磁化強(qiáng)度值和矯頑力較初始狀態(tài)時(shí)都有所升高；MPAC的分離性能會(huì)增強(qiáng)，但是在磁場(chǎng)消失后會(huì)存在微小的磁滯現(xiàn)象；MPAC上磁性物質(zhì)晶型結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生改變，但4種材料譜圖上均出現(xiàn)了一些雜峰，是成分復(fù)雜的有機(jī)物。

(5)MPAC對(duì)微污染原水中無(wú)機(jī)氮和有機(jī)污染物的去除效果整體上優(yōu)于PAC，然而MPAC工藝用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性尚需深入研究，同時(shí)MPAC工藝與生物接觸氧化預(yù)處理工藝的效果對(duì)比與經(jīng)濟(jì)性分析也仍需加以探究。