磁混凝技術在水處理中的研究進展

馬宏英 謝可飛 黃永澎 張婷娟 任恒輝

摘? 要：磁混凝技術作為一種新型水處理工藝，其具有高效分離凈水功能，因此引起了社會各界廣泛關注其其在水處理領域的地位日漸突出。在水處理過程中，采取磁混凝方法，不僅能有效縮短沉降和絮凝時間，還能提高混凝效果。基于此，本文對水處理中磁混凝技術的研究進展進行了深入的探討與分析，以期為相關應用提供參考。

關鍵詞：磁混凝;應用;影響因素;水處理

中圖分類號：X703? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）03-0000-00

0前言

水是人類進步與發(fā)展的基礎條件，也是地球生物的生命之源，是無法替代的寶貴資源。在水資源中采取的最有效的手段就是污水處理技術，其可以轉化和分離水中的污染物質(zhì)，所以在處理污水時，分離技術屬于重要的應用技術，直接決定著污水處理的最終效果。與傳統(tǒng)沉淀技術相比，磁混凝沉淀技術效率更高、沉淀速度更快，作為新型污水處理分離技術，其對微小粒子、油類以及細菌的沉淀效果較佳，所以，已被廣泛應用在我國污水處理行業(yè)，在高磷廢水、中水回用以及城市污水中均取得了不錯的成績[1]。

1磁混凝技術原理

作為新興的污水處理技術，磁混凝沉淀處理技術就是將磁粉投加到常規(guī)的助凝劑與絮凝劑中，基于磁粉密度大的特性，能實現(xiàn)固液分離，高效快速地沉淀絮凝團，實現(xiàn)處理污水效果，有效去除污染物。據(jù)相關數(shù)據(jù)表明，在含有或不含磁絮體的過程中，磁混凝技術的作用機理相同，都是在基于混凝劑的作用下完成的。在對磁粉進行添加時，測試磁種表面的ζ電位結果為負電，在電中和的作用下，混凝劑水產(chǎn)生的正離子會聚集于磁粉和帶負電的膠體顆粒周圍;隨后會逐漸消失電磁力，在范特華力的作用下，磁粉顆粒與膠體顆粒會發(fā)生聚焦，再通過絮凝劑的吸附架橋作用，不斷增大絮體凝集，最終使污染物與水沉底分離。磁混凝沉淀技術能減少基建費用，節(jié)約土地資源，與污水處理廠普通初沉池大小相當;還能減少污水處理成本，需要投加的藥劑較少、水力負荷較高，經(jīng)濟效益顯著，這也是磁混凝沉淀技術被廣泛應用在高磷廢水處理、河道水處理、中水回用以及城市污水處理中的主要原因，該污水處理技術具有較好的應用前景[2]。

2應用磁混凝技術處理工業(yè)污水

2.1處理焦化廢水

在廢水處理中最難降解的就是焦化廢水，其經(jīng)過常規(guī)處理后仍存在難以降解的污染物?；诔Ｒ?guī)混凝技術的磁混凝技術，充分結合了磁分離的物理效果，將磁性混凝劑、混凝劑或磁粉等物質(zhì)投入到污水中，能使其和污染物形成絮體，發(fā)生混凝絮凝作用，實現(xiàn)了污染物的沉淀分離。

2.2鋼鐵行業(yè)廢水處理

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，鋼鐵冶金企業(yè)在對產(chǎn)品進行加工時，需要利用酸洗工藝來完成，但在酸洗工程中，各種金屬會以離子形態(tài)進入酸溶液中，導致大量重金屬在廢水中產(chǎn)生。若不能及時有效的處理鋼鐵企業(yè)污水，不僅會流失大量的金屬離子，還會嚴重影響生態(tài)環(huán)境，同時，若這些金屬離子進入到人體中，也會在一定程度上威脅到人類的身體健康。但在實際處理過程中，傳統(tǒng)的污水處理技術固液分離效果差，成本較高，對于污水處理標準難以有效滿足[3]。

2.3木材加工行業(yè)廢水處理

在處理纖維板廢水時，運用接觸氧化結合混凝氣浮的方法，COD、色度以及懸浮物的去除效率可達99.28%、93.83%和96.8%，但在混凝氣浮前處理中，該工藝的色度去除率為36.33%，懸浮物去除率為60.5%，COD的去除效率37.79%，可見在前處理過程中，混凝工藝的作用較差，對整個處理工藝的穩(wěn)定性有直接影響。而在處理纖板廢水過程中，采用磁混凝技術效果較好，其投加的磁粉能對混凝劑的吸附架橋作用進行顯著提升，并產(chǎn)生磁凝聚力，使處理中的絮體更加結實和緊密。

3應用磁混凝技術處理城市生活污水

3.1磁混凝技術工藝流程

城市生活污水通過裝置進入混合池，將混凝劑加入混合池中，污水與混凝劑在混合池中結合，促進了二者間的融合，這時應用磁混凝沉淀技術，將磁粉加入到混合池中，使磁粉與污泥形成絮團，并在沉淀池加入絮凝物進行沉降處理，待完成出水作業(yè)后，方可進入下一程序。經(jīng)過一級處理后的城市污染水流通，污染水沉淀后，可回流處理部分污泥，這對于處置污泥是非常有利的，而磁粉回收也應在后續(xù)繼續(xù)進行，進而優(yōu)化反應池。此外，要根據(jù)污水成分，對城市污水處理進行分析，以此來結合多項指標數(shù)據(jù)確定沉淀工藝的運行情況[4]。

3.2磁混凝技術工藝參數(shù)

將混凝劑加入進水參數(shù)中，在一級混合池停留時間為兩分鐘，待城市生活污水進入格柵后，在一級混合池內(nèi)加入混凝劑，并將助凝劑加入到二級混合池，停留時間也是兩分鐘，在此過程中，需要注意污泥的貯存情況，也可以增加磁鼓，將磁粉添加在三級混合池中，停留時間依然為兩分鐘，使城市生活污水產(chǎn)生沉淀。在運行過程中，應注意磁混凝工藝的使用情況與水質(zhì)，快速攪拌一、二級混合池污水，并加入磁粉與混凝劑，攪拌的速度要適宜。在城市生活污水中應用磁混凝技術時需要重視其除磷情況，特別是在對投放量進行添加時，應時刻關注磷物質(zhì)的去除情況與總量。將磁粉加入到磁混凝沉淀工藝中，能實現(xiàn)磁粉與絮凝體的結合，實現(xiàn)絮團的產(chǎn)生，這對于提升絮凝體的沉降速度是非常有利的。在城市污水中使用磁混凝技術時，應注意混凝劑受水力的影響，注意絮凝劑與磁粉的使用和添加，與傳統(tǒng)工藝相比，使用磁混凝技術還應注意投資、效率以及速度等情況。

3.3實例研究

我國某污水處理廠每天需要處理污水一萬噸，在應用磁混凝技術后，取得了優(yōu)異的成績，污水處理效果較好。另外，我國某地市政污水處理中也應用了該技術，在處理每天5萬t污水時，因為混凝反應中有了磁性物質(zhì)的參與，使污水處理中的絮團更加結實和緊密，并逐漸吸收了更多的污染物，效果非常明顯，而且磁混凝技術能節(jié)省占地面積，減少建設周期，降低投入資金，具有啟動快捷、運行管理簡便的特點，應在水處理行業(yè)進一步應用與推廣，未來發(fā)展不容小趨。

3.4磁混凝技術在城市生活污水處理中的應用前景

城市生活污水會受到親水性能、帶電性能以及化學組成成分等多種因素影響，在使用磁混凝技術過程中，應注意pH值的范圍，結合不同混凝劑對水質(zhì)的影響，不同的PH值的鋁鹽水解的產(chǎn)物形態(tài)也會存在一定差異，其在水中能以離子形式存在，同時，水溫也會影響混凝效果。除此之外，在城市生活污水處理中應用磁混凝技術，在處理廢水與給水時，絮凝劑對固液分離有著關鍵性作用，應重視水體富養(yǎng)化程度，以此來解決我國水體污染現(xiàn)象。當前在社會發(fā)展中，磁混凝技術占據(jù)著非常重要的位置，其具有綠色、無公害、低毒、高效的特點，未來磁混凝技術還應朝著多功能方向發(fā)展，結合我國城市生活污水的實際情況，明確研發(fā)方向，將其綠色安全無污染的優(yōu)勢最大化發(fā)揮出來[5]。

4結語

綜上所述，廢水處理最關鍵的環(huán)節(jié)就是應用混凝技術。與傳統(tǒng)的混凝沉淀技術相比，磁混凝技術需要的基建投資較少，去除污染物的效果更佳，且運行操作簡便、出水效果穩(wěn)定，已被廣泛應用在各種污水處理中，尤其是處理城市生活污水效果更加顯著。但在磁混凝技術的發(fā)展中，受到了混凝劑分散性、磁種回收技術以及磁粉投加量的限制，需要我國研發(fā)人員加大對其研究，以此來克服這些缺點，實現(xiàn)在降低成本的同時，保證利用該技術進行污水處理的效果。

參考文獻

[1]蔣海，安琳，歐芳.磁混凝沉淀技術在城市污水處理中的應用[J].環(huán)境保護工程，2012，1（30）：108-113.

[2]宋立堂.磁混凝沉淀工藝在污水處理中的應用[J].環(huán)境保護工程，2018，4（36）：192-194.

[3]蔣海，安琳，歐芳.磁混凝沉淀技術在城市污水處理中的應用[J].市政技術，2012，30（1）：108-110+113.

[4]李和平，于衍真，譚娟.幾種新型混凝法在廢水處理中的應用[J].中國資源綜合利用，2016，34（1）：41-45.

[5]肖俊絢.磁混凝與SBR組合工藝處理餐飲廢水的試驗研究[D].武漢：武漢科技大學，2013.

收稿日期：2020-03-05

作者簡介：馬宏英（1999—），女，新疆昌吉人，本科，[無職稱]研究方向：給排水科學與工程。