磁粉

磁粉的產(chǎn)品說(shuō)明及磁絮凝技術(shù)的原理

　　磁絮凝技術(shù)是常規(guī)混凝與磁化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。該技術(shù)通過(guò)磁性接種，即投加磁粉，并投加混凝劑，使污染物與磁粉絮凝結(jié)合成一體，形成帶有磁性的絮凝體，從而使原本沒(méi)有磁性的污染物具有磁性，然后通過(guò)高梯度磁分離技術(shù)或自身的高效沉降，使具有磁性的絮凝體與水體分離，從而將污染物去除。
　　磁絮凝技術(shù)具有處理效果好、占地面積小、沉降性能好以及沉降污泥密實(shí)、含水率低等優(yōu)點(diǎn)。作為近幾年新興的水處理技術(shù)，磁絮凝工藝在給水處理和各類(lèi)污、廢水處理中得到快速發(fā)展，并在工程實(shí)際中得到應(yīng)用。

一、磁絮凝技術(shù)的作用機(jī)理

1.1 吸附作用

吸附劑是指能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。吸附劑是否有吸附作用，要看"固一液"兩相的接接觸角θ。當(dāng)０°＜θ＜９０°時(shí)，吸附劑為親水性；當(dāng)９０°＜θ＜１８０°時(shí)，吸附劑為親油性。在水中分散性良好的吸附劑對(duì)污染物有好的吸附作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定：磁粉的接觸角為45．5°時(shí)屬于親水性物質(zhì)，對(duì)水溶性物質(zhì)具有吸附作用。故磁粉靠其較大的比表面積能吸附水中的懸浮物和膠態(tài)物質(zhì)。

1.2 增加碰撞機(jī)會(huì)

根據(jù)混凝動(dòng)力學(xué)可知，當(dāng)水中懸浮物濃度很低時(shí)，顆粒碰撞速率將大大減小，混凝效果差，而擴(kuò)散在水中的磁粉使水中懸浮顆粒增多，增加了膠體物質(zhì)碰撞的機(jī)會(huì)，并且磁粉產(chǎn)生的微弱磁場(chǎng)使磁粉周?chē)鷰щ娔z體受到洛倫茲力的作用而運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了懸浮物和膠體物質(zhì)的碰撞。這樣就使水中顆粒形成絮體的幾率更大，強(qiáng)化了絮凝效果。

1.3 對(duì)f電位的影響

f電位是顆粒之間的相互排斥和吸引的強(qiáng)度的度量。f電位越高，說(shuō)明水中膠體的分散系越穩(wěn)定。降低或消除膠粒的f電位能降低排斥能峰進(jìn)而使膠體"脫穩(wěn)"。試驗(yàn)結(jié)果表明：原水的f電位為11．7mV，加入絮凝劑后為9．81mV，加入磁粉后為8．7mV。

1.4 "磁核"作用

加入水中的磁粉與水中的懸浮物結(jié)合，形成了以磁粉為核心的"磁性復(fù)合體"。這些"磁性復(fù)合體"在磁場(chǎng)力的作用下相互吸引，形成粒徑大、密實(shí)度高的絮體，且更耐水力剪力，不易破碎阻6|。而且由于"磁性復(fù)合體"以磁粉為核心使絮體密度增大、沉降速度加快，從而使后續(xù)處理單元如沉淀池占地面積減小。

二、磁絮凝在水處理中的應(yīng)用

2.1 市政污水

市政污水是造成水體污染的重要原因，其處理效果越來(lái)越受到人們重視。與傳統(tǒng)生物處理相比，投加混凝劑的化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理具有自然條件約束少、占地省、流程短、處理速度快、基建與運(yùn)行費(fèi)用低、操作靈活等特點(diǎn)。此外，磁絮凝技術(shù)還有簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、能快速沉降和分離、污泥含水率低等優(yōu)點(diǎn)，故而成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的城市污水處理方法。

2.2 含磷廢水

飲用水中的磷主要通過(guò)與混凝劑形成沉淀以及與非溶解性的磷形成礬花而被去除。當(dāng)絮凝效果好時(shí)，大部分的磷可由絮凝沉淀去除。但是在常規(guī)絮凝除磷中，絮體一般較為松散，沉降性能差，處理構(gòu)筑物占地面積大且出水效果也不穩(wěn)定，而磁絮凝能強(qiáng)化絮凝效果，使形成的絮體粒徑增大，密實(shí)度增加，易于沉降，從而加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)總磷的去除效果。

2.3 含油廢水

磁粉本身對(duì)廢水中的油類(lèi)和膠態(tài)物質(zhì)具有良好的吸附能力。而絮凝劑能通過(guò)絮凝作用包裹油類(lèi)物質(zhì)和其他懸浮物形成絮體從而使油水分離。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絮凝劑與磁粉聯(lián)用處理含油廢水比單獨(dú)采用絮凝劑或磁粉效果要好，去除率提高了３０％～４０％。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)廢水含油量為１２０～７００ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ為２１００ｍｇ／Ｌ時(shí)，利用高梯度磁分離法處理，可使油和ＣＯＤ的去除率均達(dá)到８０％。

2.4 造紙廢水

造紙廢水中含有大量的纖維、色素和無(wú)機(jī)鹽，有機(jī)物濃度和濁度很高，ＢＯＤ可達(dá)５～４０ｇ／Ｌ。一般采用絮凝沉淀作為預(yù)處理工藝，然后進(jìn)行生化處理和其他工藝處理，達(dá)標(biāo)后排放。根據(jù)某造紙廠(chǎng)采用磁絮凝與磁分離工藝處理造紙廢水?dāng)?shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，目前大多水廠(chǎng)采用常規(guī)混凝沉淀工藝，ＣＯＤＣｒ去除率僅為１０％。由表３可知磁絮凝工藝可使去除率提高到３０％左右，優(yōu)勢(shì)明顯。

2.5 焦化廢水

焦化廢水中不僅所含有的有機(jī)物濃度高，而且焦化廢水中的焦油會(huì)附著在菌膠團(tuán)表面，抑制微生物的氧化作用，進(jìn)而影響生化處理效果。所以在生化反應(yīng)前進(jìn)行預(yù)處理對(duì)處理焦化廢水是有效的。針對(duì)焦化廢水應(yīng)用磁絮凝技術(shù)進(jìn)行燒杯試驗(yàn)。
常規(guī)混凝對(duì)焦化廢水ＣＯＤ、濁度的去除率為５５％和８５％，磁絮凝技術(shù)能將去除率分別提高到６３％和９２％。

2.6 重金屬?gòu)U水

重金屬行業(yè)產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境的污染極為嚴(yán)重，是工業(yè)廢水處理的一大難點(diǎn)。重金屬?gòu)U水的常規(guī)處理方法有化學(xué)沉淀法、氧化還原法、鐵氧體法、電解法、蒸發(fā)濃縮法、離子交換樹(shù)脂法等，但這些方法存在投資大、運(yùn)行成本高等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)重金屬?gòu)U水的磁絮凝－大梯度磁濾工藝的處理試驗(yàn)，證明了其處理的可行性與優(yōu)越性。
磁絮凝－大梯度磁濾工藝對(duì)鐵、銅、鉛離子有較好的去除效果，但對(duì)錳、鋅離子去除效果不明顯