磁化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

1、磁化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用摘要：磁化水已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理系統(tǒng)，雖然關(guān)于磁化水的作用機(jī)理上還不能確定，但其在水處理裝置抑垢中的成效卻是顯而易見的，而且近來磁化水技術(shù)還被應(yīng)用到污水的工業(yè)處理中。本文介紹總結(jié)了磁化水在環(huán)境水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)展了淺析。關(guān)鍵詞：磁化水水處理agnetizedtehnlgyinatertreatentindustryABSTRAT：agnetizedatertehnlgyhasbeenidelyusedintheatertreatentsyste.Thughthefuntinfitisntertain,thistehnlgyhaseffetnthere

2、straintfsalefratin.Thistehnlgyhasalsbeenusedntheasteatertreatenttday.Thisartileintrduestheusingfagnetizedaterintheasteatertreatentpressandanalyzingtheehanissiply.Keyrds：agnetizedaterastatertreatent水經(jīng)過一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)，就成為“磁化水。目前研究說明水磁化后會(huì)產(chǎn)生物理化學(xué)性質(zhì)的變化，其中的機(jī)理尚不能肯定。一些學(xué)者認(rèn)為磁場(chǎng)會(huì)破壞水原來的構(gòu)造，使原來較大的締合水分子集團(tuán)變成較小的締合水分子集團(tuán)，甚至是單個(gè)分

3、子。而且分子中的氫鍵也會(huì)有部分因?yàn)槁鍋銎澚Φ淖饔孟抡?fù)離子反方向旋轉(zhuǎn)而斷裂1。所以磁化后的水會(huì)表現(xiàn)出一些性質(zhì)的變化，如：pH值、密度、揮發(fā)性、溶解性、外表張力、電導(dǎo)率、沸點(diǎn)、冰點(diǎn)都有不同的改變，這種改變和所加的磁場(chǎng)大小有親密的關(guān)系2。磁化水因?yàn)槠涮厥獾男再|(zhì)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到工程。早在十三世紀(jì)，人們已經(jīng)注意到磁化水的醫(yī)療作用。1945年比利時(shí)韋梅朗應(yīng)用磁化水減少鍋垢獲得成功并申請(qǐng)了專利。該技術(shù)由于裝置簡(jiǎn)單，不需要任何化學(xué)試劑而被美國(guó)、日本和前蘇聯(lián)廣泛應(yīng)用并得到開展。我國(guó)的磁化水研究開場(chǎng)于六十年代初，以前由于化學(xué)法水質(zhì)穩(wěn)定劑技術(shù)的迅速開展，使得磁水器應(yīng)用推廣較慢。如今這一技術(shù)又重新獲得重視。應(yīng)用對(duì)

4、象已經(jīng)涉及到建材、化工、冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)鍋爐的除垢防垢、油田的防蠟降粘等方面、醫(yī)學(xué)上的磁療等領(lǐng)域中的應(yīng)用獲得了一定的成果。近年來，如何將磁化效應(yīng)與環(huán)境污染治理技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)步污水的處理效果已逐漸引起人們的興趣。1磁化水的裝置構(gòu)造和特點(diǎn)能制備磁化水的裝置稱為磁水器。按磁場(chǎng)形式的方式可將磁水器分為永磁式和電磁式兩種；按磁場(chǎng)位置又可將磁水器分為內(nèi)磁式和外磁式兩種。永磁式和電磁式磁水器在間隙磁場(chǎng)強(qiáng)度一樣的情況下效果一樣，但各有特點(diǎn)。永磁式磁水器的最大優(yōu)點(diǎn)是不需能源，同時(shí)構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，但其磁場(chǎng)強(qiáng)度受到磁性材料和充磁技術(shù)的限制，且存在隨時(shí)間的延長(zhǎng)或水溫的進(jìn)步而退磁的現(xiàn)象。電磁

5、式磁水器的優(yōu)點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度容易調(diào)節(jié)，而且可以到達(dá)很高的磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度不受時(shí)間和溫度影響，穩(wěn)定性好，但其需要外界提供激磁電源。與內(nèi)磁式磁水器相比，外磁式磁水器可能具有更大的優(yōu)越性，其主要優(yōu)點(diǎn)是檢修時(shí)不必停水及拆卸管道，也不易引起磁短路現(xiàn)象。目前國(guó)內(nèi)已有四項(xiàng)關(guān)于磁水器的專利，這些專利通過選用不同的磁性材料和水流的通路形式來到達(dá)使水磁化的目的3。如圖1所示的磁化水裝置外型為管狀，采用不銹鋼管制作，兩端帶法蘭盤可與管道直接相連。磁化水裝置內(nèi)部采用兩組N,S極相對(duì)的特殊合金永磁材料制成的磁棒，按照N-S，N-S排列，磁場(chǎng)能量很高，可高達(dá)6000高斯，使用期限為25年，磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減率為3%，由于磁化

6、裝置使用的是永久磁性材料，無須外加電源，不耗電能。構(gòu)造簡(jiǎn)單，不需要做任何調(diào)整，也不需要特殊的保養(yǎng)與維護(hù)，而且裝置安裝非常方便，并且不占地。圖12磁化對(duì)水性質(zhì)的影響機(jī)理的幾個(gè)假設(shè)和推論磁化只是單純的物理過程，不是軟化過程。一般認(rèn)為水系統(tǒng)進(jìn)展磁處理主要是加快了溶液內(nèi)部的結(jié)晶作用，從而使鹽類在受熱面上的直接結(jié)晶和堅(jiān)硬沉積大大減少,起到防垢的作用。研究說明,磁場(chǎng)的阻垢效果同磁場(chǎng)強(qiáng)度、溶液過飽和度、流速及溶液中各種離子等均有親密的關(guān)系4。另外，還有一種說法認(rèn)為磁處理改變了水本身的構(gòu)造，從而改變了一些性狀。從這兩方面同時(shí)考慮，主要有以下的幾個(gè)假設(shè)和推斷5。1洛侖茲力作用：水與磁流的互相挪動(dòng)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電

7、流，在洛侖茲力的作用下，弱極性的水分子和其他雜質(zhì)的帶電離子作反向運(yùn)動(dòng)。該過程中，正負(fù)離子或顆?；ハ嗯鲎残纬梢欢〝?shù)量的“離子締合體，這種締合體具有足夠的穩(wěn)定性，在水中形成了大量的結(jié)晶核心，以這些晶體為核心的懸浮顆?？梢苑€(wěn)定的存在于水中。2極化作用：磁場(chǎng)的極化作用使使鹽類的結(jié)晶成分發(fā)生了變化。微粒子極性增強(qiáng)，凝聚力減弱，使水中原有的較長(zhǎng)的締合分子鏈被截?cái)酁檩^短的締合分子鏈和帶電離子的變形，破壞了離子間的靜電吸引力，改變了結(jié)晶條件。形成分散的穩(wěn)定小晶體。3磁滯效應(yīng)：磁場(chǎng)引起水中鹽類分子或離子的磁性力偶的磁滯效應(yīng)，因此改變了鹽類在水中的溶解性，同時(shí)使鹽類分子互相間的親和性結(jié)晶性消失，防止大晶體的結(jié)晶。

8、4磁力矩重新取向：在一定基團(tuán)反響中，磁場(chǎng)影響在基團(tuán)中成對(duì)的磁力矩重新取向，通過這樣的中間機(jī)理而影響其他化學(xué)反響。反響動(dòng)力學(xué)發(fā)生了變化，反響結(jié)果中新得到的產(chǎn)品間的比例關(guān)系也發(fā)生了變化。5氫鍵變形：磁場(chǎng)對(duì)水的偶極分子發(fā)生定向極化作用后，電子云會(huì)發(fā)生改變，造成氫鍵的彎曲和部分短裂，使單個(gè)水分子的數(shù)量增多。這些水分子占據(jù)了溶液的各個(gè)空隙，能抑制晶體形成。并使水的整體性能發(fā)生變化。6活化能改變：磁場(chǎng)的的影響與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化有聯(lián)絡(luò)。雖然水在磁化時(shí)獲得的能量很少，但在系統(tǒng)中開場(chǎng)和終結(jié)之間存在一個(gè)“能障為克制這種能障必須向系統(tǒng)輸送相應(yīng)的能量以觸發(fā)活化能。磁場(chǎng)短時(shí)間的作用起著“催化水系活化能改變的作用，最終導(dǎo)致整個(gè)

9、系統(tǒng)性質(zhì)的變化。3磁化處理對(duì)水體生物效應(yīng)的影響3.1磁化處理對(duì)藻類初級(jí)消費(fèi)才能的影響及機(jī)理。實(shí)驗(yàn)說明6，經(jīng)過磁化的水體中藻類的消費(fèi)才能明顯高于沒有處理的水體中的藻類。藻類屬于光合自養(yǎng)型微生物，磁化處理引起其光合作用的生物效應(yīng)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)展解釋。第一，光合自養(yǎng)微生物在無機(jī)環(huán)境中吸收無機(jī)鹽，利用光能同化2和H2合成自身物質(zhì)。而水體磁化可以使BD,D降低，使部分有機(jī)物礦化，礦化程度高，有利于藻類的生長(zhǎng)。第二，磁化處理導(dǎo)致水體的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，經(jīng)過磁化處理的水比未處理的水對(duì)光的吸收率高30%，水體透光性的改善，保證了光合自養(yǎng)生物的能源。這是磁化處理引起藻類迅速生長(zhǎng)的原因之一。第三，磁化水的

10、硬度、pH值、電導(dǎo)率都明顯的高于非磁化水，無機(jī)鹽在磁化水中可以較好的溶解，這有利于藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽類的吸收。第四，磁化處理后的污水,能引起生物膜浸透性的增加,從而改善了藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收,促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)和消費(fèi)才能的增加。3.2磁化處理對(duì)水中異養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)的影響異養(yǎng)型細(xì)菌是以有機(jī)物作為能源和碳源的一大類微生物，它的總數(shù)隨水中有機(jī)物濃度的升高而升高，所以水中異養(yǎng)菌總數(shù)可間接反映水中有機(jī)物的污染的程度及水的凈化程度。污水經(jīng)過不同強(qiáng)度磁場(chǎng)的處理后，水中的細(xì)菌總數(shù)均明顯下降。其原因機(jī)理還沒有完全清楚，初步認(rèn)為：第一，在磁場(chǎng)的直接作用下，引起水體BD,D的降低，使異養(yǎng)生物的能源和素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，導(dǎo)致水體異養(yǎng)菌

11、的死亡速度大于增殖速度，于是出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。第二，磁場(chǎng)力直接作用于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水和酶，使酶鈍化或失活。所以污水磁化處理以后，不僅直接改善其耗養(yǎng)特性的作用，而且磁化后的水體具有新的生物特性。4磁化用于有機(jī)廢水的處理有機(jī)廢水處理是當(dāng)前污染治理的一個(gè)普遍問題，傳統(tǒng)方法有活性污泥法、生物膜法、厭氧反響器法、氧化塘法等。前兩種方法是目前二級(jí)處理廠應(yīng)用最廣泛的方法，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)比擬成熟,運(yùn)行穩(wěn)定，出水可達(dá)允許排放標(biāo)準(zhǔn)，但缺點(diǎn)也很突出，基建投資大、運(yùn)行費(fèi)用高昂，尤其運(yùn)行費(fèi)之高，使許多單位望而生畏，無力負(fù)擔(dān)如此之高的運(yùn)行費(fèi)用，因此，常常對(duì)污水不加處理而直接排入江河湖海?；春恿饔?994年發(fā)生的流域性污染災(zāi)害，

12、就是傳統(tǒng)污水處理形式費(fèi)用太高所帶來的直接后果。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性開展戰(zhàn)略，我國(guó)的國(guó)情要求我們必須開發(fā)一種投資少、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低的污水處理技術(shù)。針對(duì)這一實(shí)際,我們?cè)?0年代初，根據(jù)磁化水能改變水的一些物理特性，改善生物機(jī)能、促進(jìn)生物生長(zhǎng)、進(jìn)步農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)產(chǎn)量和治療保健等經(jīng)歷，開展磁化人工生態(tài)系統(tǒng)方法處理和利用有機(jī)廢水的研究7，近10年的大量實(shí)驗(yàn)研究和初步應(yīng)用證明，這一方法是行之有效的，實(shí)際應(yīng)用是成功的，有必要廣泛推廣，并在實(shí)用中進(jìn)一步完善，以保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開展的良性循環(huán)。1去除D的效應(yīng)與分析在水中有氧的情況下，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度、水溫、磁化流速等對(duì)各種污水進(jìn)展了一系列實(shí)驗(yàn)，結(jié)果說明：水溫對(duì)污水

13、瞬間通過磁化器直接去除D沒有影響。磁化流速2.5/時(shí)最好,這時(shí)對(duì)形成核磁共振比擬有利，磁化去除D的才能較強(qiáng)。常溫下磁化流速2.5/左右,磁感應(yīng)強(qiáng)度0.2620.315T下，上述各類污水的D直接去除率平均醫(yī)院污水為25.4%，印染廢水為21.2%，城鎮(zhèn)污水為16.4%(磁化流速為2.5/時(shí)為20.0%)、橡膠業(yè)廢水為11.3%，造紙廢水為8.1%，葡萄糖水為17.8%，淀粉水為11.1%，氨水為8.1%。另外，為查明瞬間磁化直接使D減少的原因，還對(duì)去離子水、自來水和城鎮(zhèn)污水磁化前后的溶解氧進(jìn)展測(cè)試。常溫下磁化流速2.0/，最正確磁感應(yīng)強(qiáng)度0.315T，4組去離子水磁化前后的溶解氧濃度不變，磁處理

14、對(duì)溶解氧無影響;，5組自來水磁化后溶解氧略有降低，平均減少4.1%；12組城鎮(zhèn)污水，磁化后溶解氧平均減少24.7%。這種瞬間磁化使污水有機(jī)物降解和溶解氧減少的現(xiàn)象，稱磁處理污水的直接效應(yīng)。這一作用并非水中微生物酶引起的有機(jī)物分解，也非磁化使水中有機(jī)物分子的化學(xué)鍵斷裂,而是磁處理引起核磁共振激活了水中的溶解氧，促使部分有機(jī)物氧化分解。這可從三個(gè)方面來分析：一是上述實(shí)驗(yàn)中，葡萄糖、水、淀粉水、氨水均為蒸餾水配制，其中沒有微生物，顯然瞬間磁化使污水D降低并非微生物酶的作用；二是水和有機(jī)物分子的化學(xué)鍵斷裂，需要消耗相當(dāng)大的能量，如水分子的氫鍵斷裂需46千卡/克分子的能量，如此之低的磁感應(yīng)強(qiáng)度所提供的能

15、量很小，無法使化學(xué)鍵斷裂；最后,?帕特羅夫的實(shí)驗(yàn)一定程度上證實(shí)了上述論斷，他使有溶解氧的水連續(xù)從感應(yīng)磁場(chǎng)中通過，水中那么產(chǎn)生510-5%的h22，這是一種很強(qiáng)的氧化劑，可使水中的有機(jī)物直接氧化分解。另外，我們還做了對(duì)污水屢次連續(xù)反復(fù)磁化的實(shí)驗(yàn)，如圖2，可見隨著磁化次數(shù)的增加，每次去除D的比率急劇變小，并趨于程度。因此，將磁處理技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際時(shí)，應(yīng)使磁處理器間水流有一段時(shí)間的恢復(fù)過程。經(jīng)歷說明，水力滯留時(shí)間約23d以上為佳。圖2D隨磁處理次數(shù)增加而降低的關(guān)系厭氧條件下磁化對(duì)進(jìn)步水中有機(jī)物分解也有很好的效果，且更為顯著。我們?nèi)?組城鎮(zhèn)生活污水做實(shí)驗(yàn)，溫度保持在40，最正確磁感應(yīng)強(qiáng)度仍為0.3150

16、.368T，厭氧培養(yǎng)10d測(cè)試D，說明磁化使D的去除率進(jìn)步21%28%，平均為24.5%。其效果即使肉眼也能清楚看出，但機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。2水磁處理生態(tài)效應(yīng)及間接凈化影響外加磁場(chǎng)對(duì)生物影響稱生物磁效應(yīng)，可分為生物分子效應(yīng)、細(xì)胞效應(yīng)、組織器官效應(yīng)及整體效應(yīng)，例如病毒為單純的大分子微生物、細(xì)菌、真菌根本上為單細(xì)胞微生物、原生動(dòng)物、高等生物為不同功能器官所構(gòu)成，其組織器官又為細(xì)胞組成。污水中生物種類繁多，構(gòu)造與功能各異，它們通過某一強(qiáng)度的磁場(chǎng)時(shí)，受到的影響也很不一樣。從整體上說，有些被抑制，甚至死亡；有些被激活，加快新陳代謝和生長(zhǎng)，間接上進(jìn)步了凈化污水的作用。對(duì)此，做了以下幾個(gè)方面的系列實(shí)驗(yàn)和分析

17、8：(a)污水磁化具有很強(qiáng)的滅菌作用。磁感應(yīng)強(qiáng)度0.3150.420T下，磁化流速2.02.5/s，3組水樣的情況根本一致,滅菌率為74%81%。但連續(xù)反復(fù)磁化，滅菌率那么進(jìn)步不大，說明有些種類的菌群可以抵御磁場(chǎng)的作用，甚至激活其代謝才能，會(huì)更快地生長(zhǎng)和降解有機(jī)物。磁化處理滅菌原因，可歸納為7：一是在磁場(chǎng)的直接作用下，引起B(yǎng)D、D降低,使異養(yǎng)微生物的能源和素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，導(dǎo)致水體異養(yǎng)菌死亡速度大于增殖速度，于是出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象，二是磁場(chǎng)力直接作用于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水和酶，使酶鈍化或失活。而BD數(shù)值的降低是細(xì)菌總數(shù)減少的反映，一方面在外加磁場(chǎng)直接作用下，BD隨D指標(biāo)的降低而降低，另一方面，在外加磁場(chǎng)作

18、用下，水體中功能微生物(以細(xì)菌為主)受到影響，一部分細(xì)菌適應(yīng)才能強(qiáng)，生命代謝活動(dòng)不受到干擾,或者雖受到干擾但經(jīng)過一定時(shí)間后可以恢復(fù)到正常狀態(tài)，這部分細(xì)菌以更強(qiáng)的適應(yīng)才能生存下去，大部分細(xì)菌受到外界磁場(chǎng)作用下，由于體內(nèi)外水的理化性質(zhì)的變化(如電導(dǎo)率、外表張力等)以及酶的鈍化、失活,不能適應(yīng)而發(fā)生死亡現(xiàn)象，功能細(xì)菌數(shù)目的急劇減少，造成了BD指標(biāo)的降低，因此認(rèn)為磁處理后BD降低是水中細(xì)菌總數(shù)減少的反映。綜上所述，可以得出這樣一種認(rèn)識(shí)，外界磁場(chǎng)作用于微生物，對(duì)微生物的影響存在有害的一面，也存在有利的一面。磁處理具有殺菌效果，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度加大到2100GS(4A)以上，可以使70%以上的細(xì)菌死亡。施加磁場(chǎng)

19、可以看作微生物生存環(huán)境的突發(fā)改變，可以經(jīng)得起周圍環(huán)境及體內(nèi)離子、電子傳遞速度變化的細(xì)菌繼續(xù)生存下來并且維持正常的生命代謝活動(dòng)，這部分細(xì)菌具有更強(qiáng)的適應(yīng)才能，或者說具有更強(qiáng)的生物活性。(b)活性污泥磁化會(huì)明顯進(jìn)步其活性，從而增強(qiáng)污水的處理效率。我們?nèi)?組活性污泥，在37恒溫下觀測(cè)不同磁強(qiáng)處理后的甲基蘭脫色時(shí)間，說明0.367T下脫色時(shí)間由無磁化的29h減少至24h，污泥活性增強(qiáng)17%，原因就在于磁化后生存下來的微生物有更大的增殖和代謝才能。為證明這一論斷，又取3組造紙中段廢水稀釋水樣，分別在不磁化和磁化處理后標(biāo)準(zhǔn)溫度下培養(yǎng)，測(cè)得它們的BD5，后者均比前者高,平均高13%，可見磁處理既有滅菌作用，

20、也有激活某些功能微生物的作用，并加速有機(jī)物的降解。()磁化使藻類光合作用大大增強(qiáng),顯著地進(jìn)步了水中的溶解氧。常溫下取2組同樣的污水實(shí)驗(yàn)，3天后磁化水中綠藻生長(zhǎng)旺盛，非磁化水幾乎看不到藻類。另外，又取3組生活污水用明暗瓶比照實(shí)驗(yàn)磁處理對(duì)藻類產(chǎn)氧才能的影響，都說明磁感應(yīng)強(qiáng)度0.367T時(shí)污水的藻類產(chǎn)氧才能最高，比非磁化的平均高出1.1倍，按藻類固炭消費(fèi)力與產(chǎn)氧才能的關(guān)系推算，藻類的消費(fèi)力也將進(jìn)步1.1倍，這與農(nóng)業(yè)上磁化水使作物顯著增產(chǎn)和大大進(jìn)步種子的發(fā)芽率的結(jié)論一致。其原因主要是：磁化污水使有機(jī)物分解加快，為藻類生長(zhǎng)提供了充足的,N,p等營(yíng)養(yǎng)物；磁化使生物膜浸透性增加，給藻類吸收營(yíng)養(yǎng)元素創(chuàng)造了有利

21、條件；磁化使水的透光性增強(qiáng)，為藻類光合作用提供了更好的光能。水中溶解氧的增加，又促進(jìn)了水中微生物的生長(zhǎng)和有機(jī)物分解，二者互相促進(jìn),導(dǎo)致有機(jī)廢水加速分解。(d)污水磁化可促進(jìn)高等水生生物生長(zhǎng)，有利于污染物的去除。我們以泥鰍做實(shí)驗(yàn)，在3個(gè)水桶(10L)中，1個(gè)未磁化，2個(gè)被磁化，磁強(qiáng)分別為0.03T和0.25T，分別放養(yǎng)1.5kg的泥鰍，其他條件一樣，3個(gè)月后所有磁化的水中泥鰍產(chǎn)量均高于未磁化的，平均產(chǎn)量進(jìn)步15%20%。另外，還對(duì)泥鰍的耐污才能和同化D進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，說明未磁化水桶中放養(yǎng)的50條泥鰍到第5天時(shí)全部死去，磁化的水桶中的50條在第7天時(shí)還有23條存活下來。由于高等水生動(dòng)物通過食物鏈?zhǔn)褂袡C(jī)物

22、分解轉(zhuǎn)化，間接上進(jìn)步了污水的凈化才能3組水樣測(cè)定7天后的D，說明被磁化且養(yǎng)有泥鰍的2、3號(hào)水桶的D去除率比無磁化、無泥鰍的進(jìn)步20%)，并使之以更高的速度轉(zhuǎn)化為對(duì)人類有用的產(chǎn)物，變廢為寶，防止了二次污染。3磁化人工生態(tài)系統(tǒng)方法凈化污水應(yīng)用實(shí)例如圖2，1980年在原污水站根底上，建成了一個(gè)磁化人工生態(tài)處理系統(tǒng)工程，主要由二級(jí)磁化和3個(gè)生態(tài)池組成。該處理系統(tǒng)有效占地面積7702，平均日處理醫(yī)院生活污水和病房污水700t。污水直接排入預(yù)沉調(diào)節(jié)生態(tài)池，水力滯留時(shí)間約4.0h，經(jīng)水泵提升和一級(jí)磁化，進(jìn)入放養(yǎng)大量魚類的生態(tài)轉(zhuǎn)化池，水力滯留2.02.5d，再次磁化并自流到設(shè)有許多垂直生態(tài)濾管的金魚池，滯留時(shí)

23、間2.53.0d，通過生態(tài)濾管集中后排出，出水達(dá)三級(jí)地面水標(biāo)準(zhǔn)，供醫(yī)院綠化和清洗之用。該站運(yùn)用多年來，僅1994年在預(yù)沉池排過一次池污，且數(shù)量不多，足見污染物降解轉(zhuǎn)化率之高。該系統(tǒng)中：預(yù)沉調(diào)節(jié)生態(tài)池面積1802，平均水深1.12.5，為兼氧池，池面風(fēng)眼蓮覆蓋,吸收污水分解的N,p等營(yíng)養(yǎng)鹽；生態(tài)轉(zhuǎn)化池，直徑25，由中心園池、環(huán)形復(fù)氧溝、環(huán)形外池組成,接納來自預(yù)沉池并進(jìn)展一級(jí)磁化的污水，池中放養(yǎng)數(shù)萬尾羅非魚，吞食大量生長(zhǎng)的菌、藻及原生動(dòng)物,使水體快速凈化，并流入中心園池；生態(tài)濾池1002，平均水深2.3，其中放養(yǎng)約6萬條金魚和布設(shè)許多生態(tài)濾管，接納中心園池流來并經(jīng)二級(jí)磁化的水流，繼續(xù)生態(tài)轉(zhuǎn)化后經(jīng)生

24、態(tài)濾管過濾后排放，完成整個(gè)凈化過程。該系統(tǒng)對(duì)BD(Bilgialxygendeand)，D，N，p去除率全年平均分別為89.9%，87.6%，69.6%和73.6%。該系統(tǒng)工程基建總投資27萬元，折合日處理污水1t/d的基建投資單價(jià)為386元；年運(yùn)行費(fèi)用7500元，折合處理污水1t/d的年運(yùn)行單價(jià)10.7元，遠(yuǎn)低于表1所列的常規(guī)二級(jí)處理的投資單價(jià)和運(yùn)行單價(jià)。不僅如此，由于污水處理過程中的牛蛙、金魚、羅非魚、中藥材、葡萄等收入，每年還可收益1.8萬元，比年運(yùn)行費(fèi)還多出1.0萬元，形成污水處理過程的負(fù)投入。該法由于生態(tài)處理中的磁化效應(yīng)，大大加速和進(jìn)步了污染物轉(zhuǎn)化速度和效率，且變廢為寶，使之成為投資

25、少、占地孝效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染，并有一定產(chǎn)出收益的污水處理新途徑。圖3(4)結(jié)論磁處理廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、養(yǎng)殖、工業(yè)等諸多領(lǐng)域，尤其生命科學(xué)?；谶@些經(jīng)歷，我們提出將磁處理技術(shù)與人工生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)用于有機(jī)廢水的凈化處理，并著重對(duì)磁處理問題開展了一系列的實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)際應(yīng)用，從中獲得一些有益的認(rèn)識(shí)。(a)有機(jī)廢水磁處理，在水體有氧條件下，污水瞬間通過適宜的磁場(chǎng)(0.3150.368T)后，視水質(zhì)成分的差異，可直接去除D8%25%，且不受水溫影響，但連續(xù)反復(fù)磁化，每次的去除率會(huì)隨磁化次數(shù)急劇下降。實(shí)際應(yīng)用初步說明，磁處理器相隔的水力滯留時(shí)間以23d為宜。磁處理直接去除D的原因，是污水被

26、磁化中產(chǎn)生的h22等強(qiáng)氧化劑所致，并非生物酶作用或有機(jī)物分子結(jié)合鍵直接斷裂的結(jié)果。(b)厭氧條件下，污水磁化對(duì)D降解也很顯著，實(shí)驗(yàn)說明，水溫40在上述適宜磁場(chǎng)下，可使D的去除率比不磁化的進(jìn)步21%28%，但其機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。()污水磁化,直接滅菌率可達(dá)70%80%(可能是形體很小的病毒、細(xì)菌等)，但不能使所有的微生物死亡，尤其功能微生物，生存下來的還會(huì)被激活，以更大的活力進(jìn)步污水凈化才能(初步實(shí)驗(yàn)約17%)。(d)磁處理的污水，有利于菌藻系統(tǒng)生長(zhǎng)和光合作用,可使水體產(chǎn)氧率和藻類(綠藻)消費(fèi)力增加一倍之多,從而促進(jìn)生物鏈對(duì)污水的凈化作用。(e)磁處理宜與人工生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合使用，上述污水處理站就

27、是這一結(jié)合的成功范例，處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，污水資源化和變廢為寶，為可持續(xù)開展和推廣展示了廣闊的應(yīng)用前景。5磁化效應(yīng)在含酚廢水處理中的應(yīng)用9由于各工廠含酚廢水的詳細(xì)生成過程千差萬別，其組成和性質(zhì)各不一樣，并非任一處理方法都適用，需相應(yīng)地根據(jù)實(shí)際情況尋求和采取有效的治理方法和技術(shù)。由于磁化效應(yīng)可以改善混凝效果和促進(jìn)化學(xué)反響8，所以采取先將含酚廢水經(jīng)過微弱磁場(chǎng)的磁化后，再運(yùn)用絮凝氧化法進(jìn)展處理睬進(jìn)步其處理的效果。含酚廢水在經(jīng)過微弱磁場(chǎng)的磁化作用后，再運(yùn)用絮凝氧化法處理，處理效果與未經(jīng)磁化的廢水相比略有差異，而且隨著磁化條件的改變存在不同的變化規(guī)律。主要結(jié)論有：廢水經(jīng)磁化后，與未經(jīng)磁化相比絮凝效果

28、和氧化處理大都有不同程度的進(jìn)步。相對(duì)而言，較小的磁化流量對(duì)進(jìn)步絮凝沉淀處理效果有利，而較大的磁化流速有利于獲得較高的氧化去酚率。增加廢水的磁化次數(shù)可以使絮凝去酚率略有進(jìn)步，對(duì)氧化去酚率的增加不很明顯。一般地可使廢水經(jīng)過34個(gè)磁化器即可。無論磁化與否，氧化去酚率均隨著氧化劑l2使用量的增加而進(jìn)步。但廢水比擬高的流速經(jīng)磁化后，在一樣的氧化量條件下，其氧化去酚率均比未磁化的要高。這有利于減少氧化劑消耗量和處理費(fèi)用，而不影響總處理效果。磁化效應(yīng)可以改變水的微觀狀態(tài)和構(gòu)造從而影響其物理、化學(xué)性質(zhì)。在適當(dāng)?shù)臈l件下可以明顯改善污水的處理效果。因此將磁化技術(shù)和工業(yè)廢水處理過程相結(jié)合的新處理手段值得進(jìn)展研究和推

29、廣應(yīng)用。6磁化在的Fe34吸附溶液中的鉻的應(yīng)用10關(guān)于Fe34吸附陰離子的機(jī)理已有研究，F(xiàn)e34在水中由于水解呈正電性，對(duì)陰離子的的吸附平衡可以用形式與Languir等溫式相類似的的函數(shù)關(guān)系式描繪，但吸附很難得到最大值。將Fe34粉末和磁性介質(zhì)置于磁場(chǎng)中，磁化Fe34粉末聚集在具有磁力線密度不等的磁束的磁性介質(zhì)附近，導(dǎo)致磁化的Fe34對(duì)r6+產(chǎn)生了磁力，通過進(jìn)步磁場(chǎng)強(qiáng)度，增大Fe34的磁力，從而增加對(duì)r6+吸附量。但另一方面，在磁化Fe34的外表吸附量的增加，因?yàn)楸晃降牧Ｗ与娦砸粯?，斥力增大，抵消了一部分磁力，造成了在較小的磁場(chǎng)強(qiáng)度下，吸附質(zhì)增大到一定程度后，吸附量反而下降。由此可見，在磁場(chǎng)作用下，磁化的Fe34外表的吸附量是磁力和電性斥力作用的結(jié)果，并形成多分子吸附。7結(jié)論通過以上的分析說明，磁化水技術(shù)不僅在水循環(huán)系統(tǒng)的除垢去垢領(lǐng)域有著重要的作用，而且磁場(chǎng)水處理技術(shù)還