磁混凝技术在水处理中的研究进展

马宏英 谢可飞 黄永澎 张婷娟 任恒辉

摘  要：磁混凝技术作为一种新型水处理工艺，其具有高效分离净水功能，因此引起了社会各界广泛关注其其在水处理领域的地位日渐突出。在水处理过程中，采取磁混凝方法，不仅能有效缩短沉降和絮凝时间，还能提高混凝效果。基于此，本文对水处理中磁混凝技术的研究进展进行了深入的探讨与分析，以期为相关应用提供参考。

关键词：磁混凝;应用;影响因素;水处理

中图分类号：X703  文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）03-0000-00

0前言

水是人类进步与发展的基础条件，也是地球生物的生命之源，是无法替代的宝贵资源。在水资源中采取的最有效的手段就是污水处理技术，其可以转化和分离水中的污染物质，所以在处理污水时，分离技术属于重要的应用技术，直接决定着污水处理的最终效果。与传统沉淀技术相比，磁混凝沉淀技术效率更高、沉淀速度更快，作为新型污水处理分离技术，其对微小粒子、油类以及细菌的沉淀效果较佳，所以，已被广泛应用在我国污水处理行业，在高磷废水、中水回用以及城市污水中均取得了不错的成绩[1]。

1磁混凝技术原理

作为新兴的污水处理技术，磁混凝沉淀处理技术就是将磁粉投加到常规的助凝剂与絮凝剂中，基于磁粉密度大的特性，能实现固液分离，高效快速地沉淀絮凝团，实现处理污水效果，有效去除污染物。据相关数据表明，在含有或不含磁絮体的过程中，磁混凝技术的作用机理相同，都是在基于混凝剂的作用下完成的。在对磁粉进行添加时，测试磁种表面的ζ电位结果为负电，在电中和的作用下，混凝剂水产生的正离子会聚集于磁粉和带负电的胶体颗粒周围;随后会逐渐消失电磁力，在范特华力的作用下，磁粉颗粒与胶体颗粒会发生聚焦，再通过絮凝剂的吸附架桥作用，不断增大絮体凝集，最终使污染物与水沉底分离。磁混凝沉淀技术能减少基建费用，节约土地资源，与污水处理厂普通初沉池大小相当;还能减少污水处理成本，需要投加的药剂较少、水力负荷较高，经济效益显著，这也是磁混凝沉淀技术被广泛应用在高磷废水处理、河道水处理、中水回用以及城市污水处理中的主要原因，该污水处理技术具有较好的应用前景[2]。

2应用磁混凝技术处理工业污水

2.1处理焦化废水

在废水处理中最难降解的就是焦化废水，其经过常规处理后仍存在难以降解的污染物。基于常规混凝技术的磁混凝技术，充分结合了磁分离的物理效果，将磁性混凝剂、混凝剂或磁粉等物质投入到污水中，能使其和污染物形成絮体，发生混凝絮凝作用，实现了污染物的沉淀分离。

2.2钢铁行业废水处理

在产品生产过程中，钢铁冶金企业在对产品进行加工时，需要利用酸洗工艺来完成，但在酸洗工程中，各种金属会以离子形态进入酸溶液中，导致大量重金属在废水中产生。若不能及时有效的处理钢铁企业污水，不仅会流失大量的金属离子，还会严重影响生态环境，同时，若这些金属离子进入到人体中，也会在一定程度上威胁到人类的身体健康。但在实际处理过程中，传统的污水处理技术固液分离效果差，成本较高，对于污水处理标准难以有效满足[3]。

2.3木材加工行业废水处理

在处理纤维板废水时，运用接触氧化结合混凝气浮的方法，COD、色度以及悬浮物的去除效率可达99.28%、93.83%和96.8%，但在混凝气浮前处理中，该工艺的色度去除率为36.33%，悬浮物去除率为60.5%，COD的去除效率37.79%，可见在前处理过程中，混凝工艺的作用较差，对整个处理工艺的稳定性有直接影响。而在处理纤板废水过程中，采用磁混凝技术效果较好，其投加的磁粉能对混凝剂的吸附架桥作用进行显著提升，并产生磁凝聚力，使处理中的絮体更加结实和紧密。

3应用磁混凝技术处理城市生活污水

3.1磁混凝技术工艺流程

城市生活污水通过装置进入混合池，将混凝剂加入混合池中，污水与混凝剂在混合池中结合，促进了二者间的融合，这时应用磁混凝沉淀技术，将磁粉加入到混合池中，使磁粉与污泥形成絮团，并在沉淀池加入絮凝物进行沉降处理，待完成出水作业后，方可进入下一程序。经过一级处理后的城市污染水流通，污染水沉淀后，可回流处理部分污泥，这对于处置污泥是非常有利的，而磁粉回收也应在后续继续进行，进而优化反应池。此外，要根据污水成分，对城市污水处理进行分析，以此来结合多项指标数据确定沉淀工艺的运行情况[4]。

3.2磁混凝技术工艺参数

将混凝剂加入进水参数中，在一级混合池停留时间为两分钟，待城市生活污水进入格栅后，在一级混合池内加入混凝剂，并将助凝剂加入到二级混合池，停留时间也是两分钟，在此过程中，需要注意污泥的贮存情况，也可以增加磁鼓，将磁粉添加在三级混合池中，停留时间依然为两分钟，使城市生活污水产生沉淀。在运行过程中，应注意磁混凝工藝的使用情况与水质，快速搅拌一、二级混合池污水，并加入磁粉与混凝剂，搅拌的速度要适宜。在城市生活污水中应用磁混凝技术时需要重视其除磷情况，特别是在对投放量进行添加时，应时刻关注磷物质的去除情况与总量。将磁粉加入到磁混凝沉淀工艺中，能实现磁粉与絮凝体的结合，实现絮团的产生，这对于提升絮凝体的沉降速度是非常有利的。在城市污水中使用磁混凝技术时，应注意混凝剂受水力的影响，注意絮凝剂与磁粉的使用和添加，与传统工艺相比，使用磁混凝技术还应注意投资、效率以及速度等情况。

3.3实例研究

我国某污水处理厂每天需要处理污水一万吨，在应用磁混凝技术后，取得了优异的成绩，污水处理效果较好。另外，我国某地市政污水处理中也应用了该技术，在处理每天5万t污水时，因为混凝反应中有了磁性物质的参与，使污水处理中的絮团更加结实和紧密，并逐渐吸收了更多的污染物，效果非常明显，而且磁混凝技术能节省占地面积，减少建设周期，降低投入资金，具有启动快捷、运行管理简便的特点，应在水处理行业进一步应用与推广，未来发展不容小趋。

3.4磁混凝技术在城市生活污水处理中的应用前景

城市生活污水会受到亲水性能、带电性能以及化学组成成分等多种因素影响，在使用磁混凝技术过程中，应注意pH值的范围，结合不同混凝剂对水质的影响，不同的PH值的铝盐水解的产物形态也会存在一定差异，其在水中能以离子形式存在，同时，水温也会影响混凝效果。除此之外，在城市生活污水处理中应用磁混凝技术，在处理废水与给水时，絮凝剂对固液分离有着关键性作用，应重视水体富养化程度，以此来解决我国水体污染现象。当前在社会发展中，磁混凝技术占据着非常重要的位置，其具有绿色、无公害、低毒、高效的特点，未来磁混凝技术还应朝着多功能方向发展，结合我国城市生活污水的实际情况，明确研发方向，将其绿色安全无污染的优势最大化发挥出来[5]。

4结语

综上所述，废水处理最关键的环节就是应用混凝技术。与传统的混凝沉淀技术相比，磁混凝技术需要的基建投资较少，去除污染物的效果更佳，且运行操作简便、出水效果稳定，已被广泛应用在各种污水处理中，尤其是处理城市生活污水效果更加显著。但在磁混凝技术的发展中，受到了混凝剂分散性、磁种回收技术以及磁粉投加量的限制，需要我国研发人员加大对其研究，以此来克服这些缺点，实现在降低成本的同时，保证利用该技术进行污水处理的效果。

参考文献

[1]蒋海，安琳，欧芳.磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用[J].环境保护工程，2012，1（30）：108-113.

[2]宋立堂.磁混凝沉淀工艺在污水处理中的应用[J].环境保护工程，2018，4（36）：192-194.

[3]蒋海，安琳，欧芳.磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用[J].市政技术，2012，30（1）：108-110+113.

[4]李和平，于衍真，谭娟.几种新型混凝法在废水处理中的应用[J].中国资源综合利用，2016，34（1）：41-45.

[5]肖俊绚.磁混凝与SBR组合工艺处理餐饮废水的试验研究[D].武汉：武汉科技大学，2013.

收稿日期：2020-03-05

作者简介：马宏英（1999—），女，新疆昌吉人，本科，[无职称]研究方向：给排水科学与工程。