磁混凝沉淀技术

水资源保护和水污染防治已经成为人类实施可持续发展战略的关键问题，引起了全世界的广泛关注，污水处理技术不断发展。

根据原理，现代污水处理技术可以分为三类：物理处理法、化学处理法和生化处理法。物理学处理法是利用物理作用对污水中悬浮固体状态的污染物进行分离，包括筛选、沉淀、上浮、气浮、过滤和反渗透等。化学物质是利用化学反应，分离回收污水中处于各种形态的污染物，包括悬浮、溶解和胶体。其主要方法有中和、凝结、电解、氧化还原、蒸汽提取、吸附、离子交换和电渗析等。生化处理法是利用微生物的代谢作用，使污水中的有机污染物溶解，胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。其主要方法可分为两类，即利用好氧微生物的好氧法和厌氧法。

综观以上处理方法，污水处理的本质是分离和转化水中的污染物，转化的产物大多需要分离去除。因此，分离是污水处理过程中非常重要的一环，直接影响处理效果和成本。显然，强化分离过程对提高污水处理技术水平具有重要意义。通过外加磁粉加强絮凝效果，提高沉淀效率无疑是加强分离过程的有效手段。因此，笔者对磁性絮凝物的形成机理和形成规律进行了初步探讨，通过试验获得了磁性絮凝物沉淀技术的参数，为磁性絮凝物沉淀技术在水处理中的应用创造了条件。

所谓磁混凝沉淀技术，就是在普通的混凝沉淀工艺中同步加入磁粉，与污染物絮凝结合，增强混凝效果，使产生的絮凝密度更大更强，从而达到高速沉降的目的。磁粉可以通过磁鼓回收利用。

整个过程的停留时间很短，所以对包括TP在内的大部分污染物进行反溶解的概率很小。此外，系统中添加的磁粉和絮凝剂对细菌、病毒、油和各种微粒有很好的吸附作用，因此去除这类污染物的效果优于传统工艺。同时，由于其高速沉淀性能，与传统工艺相比，具有速度快、效率高、占地面积小、投资少等优点。

磁絮凝机理初探。

根据混凝机理，添加混凝剂主要是通过改变胶体或悬浮颗粒的表面性质，使胶体或絮体的吸引力大于排斥能来促进凝聚，而添加絮凝剂的作用主要是通过架桥作用来增加颗粒的聚集。混凝剂水解产生的正离子因吸附电中和作用而聚集在带负电荷的胶体颗粒和磁粉颗粒周围；然后，由于静电斥力的消失，胶体颗粒和磁粉颗粒之间以及它们自身之间的通过范得华引力大，通过絮凝剂的架桥作用，凝结体进一步凝结成大絮体沉淀。由此可见，磁粉参与的磁絮凝反应与非磁粉参与的絮凝反应没有本质区别。磁粉和其他微悬浮颗粒一样，混凝剂的作用机理对其起作用，现有的混凝理论对磁絮凝反应也有指导意义，所有的强化混凝措施都会促进磁絮凝反应的进。

磁粉的回收

传统的磁粉回收装置有格栅型、鼓型、带型等，常用的是鼓型。其主要部分由固定磁系统和在磁系统外旋转的非磁圆筒构成。磁系统的磁极性沿圆周方向交替排列，沿轴向极性单一，磁系统的包角为106~135°[3]，桶是运输附着在其表面的磁性物质

滚筒磁粉回收装置工作原理图。

含磁粉和污泥的污水从滚筒的一端进入分离装置，固定磁极将磁颗粒吸出并附着在滚筒表面，当滚筒旋转时，被带到磁系边缘的低磁区，并从磁出口卸下，非磁出口在重力作用下，沿分离槽流向非磁出口，完成磁出口和非磁出口的分离过程。

污水经格栅初步分离后，进入处理装置的一级混合池，同时向一级混合池投入凝集剂PAC，两者充分混合后进入二级混合池，与回收的磁粉和回流污泥混合凝集，进入三级混合池，与该添加的凝集剂PAM反应，产生大的絮体粒子，进入沉淀池迅速沉降，出水进入下一个处理工序。

沉淀池沉淀的污泥部分通过污泥回流泵回流到二级混合池继续参与反应，另一部分通过高剪切机剥离污泥，进入磁鼓回收磁粉，回收的磁粉再次进入二级混合池继续参与反应，剩馀污泥进入后续污泥处理系统。加药室配制的PAC和PAM溶液由加药泵输送到各加药点。PAC投入一级混合池。PAM投入三级混合池。

总结。

从污染物的去除效果来看，由于磁性物质参与混凝反应，形成的絮体更紧密、更坚固，可以吸附更多的污染物。因此，它比普通的混凝沉淀工艺有更好的去除污染物的效果，尤其是去除水中的油脂和总磷。

由于磁粉参与的凝结反应产生的絮凝物比普通凝结反应产生的絮凝物密度大得多，因此沉降速度快得多，可以大大缩短沉降时间，大大降低池容量。因此，采用磁混凝沉淀技术可以大大节约占地面积，减少基础设施投资。

由于池容量小，可采用钢结构或其他材料作为设备的主体结构，可采用工厂预制和现场安装，可大大加快施工进度。

综上所述，与传统工艺相比，磁混凝沉淀技术具有较好的污染物去除效果，建设投资少，建设周期快，运行管理简单，启动快捷，值得在水处理行业推广应用。