磁化技术在污水处理中的应用

磁化技术在污水处理中的应用前言水一定强度磁场，就成为“磁化水”。目前研究表明水磁化后会产生物理化学性质变化，其中机理尚不能肯定。一些学者认为磁场会破坏水原来结构，使原来较大缔合水分子集团变成较小缔合水分子集团，是单个分子。分子中氢键也会有部分洛仑兹力作用下正负离子反方向旋转而断裂（1）。磁化后水会表现出一些性质变化，如：pH值、密度、挥发性、溶解性、表面张力、电导率、沸点、冰点都有不同改变，这种改变和所加磁场大小有密切关系（2）。磁化水其特殊性质已经被广泛应用到工程。·1.磁化对水性质影响机理几个和推论磁化单纯物理过程，软化过程。一般认为水系统进行磁处理主加快了溶液内部结晶作用，使盐类受热面上直接结晶和坚硬沉积大大减少,起到防垢作用。研究表明,磁场阻垢效果同磁场强度、溶液过饱和度、流速及溶液中各种离子等均有密切关系。另外，还有一种说法认为磁处理改变了水本身结构，改变了一些性状。从这两方面同时考虑，主要有以下几个和推断。（1）洛仑兹力作用：水与磁流相互移动，能够产生感应电流，洛仑兹力作用下，弱极性水分子和其他杂质带电离子作反向运动。该过程中，正负离子或颗粒相互碰撞形成一定数量“离子缔合体”，这种缔合体具有足够稳定性，水中形成了大量结晶核心，以这些晶体为核心悬浮颗粒可以稳定存水中。（2）极化作用：磁场极化作用使使盐类结晶成分发生了变化。微粒子极性增强，凝聚力减弱，使水中原有较长缔合分子链被截断为较短缔合分子链和带电离子变形，破坏了离子间静电吸引力，改变了结晶条件。形成分散稳定小晶体。（3）磁滞效应：磁场引起水中盐类分子或离子磁性力偶磁滞效应，改变了盐类水中溶解性，同时使盐类分子相互间亲和性（结晶性）消失，防止大晶体结晶。（4）磁力矩重新取向：一定基团反应中，磁场影响基团中成对磁力矩重新取向，这样中间机理而影响其他化学反应。反应动力学发生了变化，反应结果中新到产品间比例关系也发生了变化。（5）氢键变形：磁场对水偶极分子发生定向极化作用后，电子云会发生改变，造成氢键弯曲和局部短裂，使单个水分子数量增多。这些水分子占据了溶液各个空隙，能抑制晶体形成。并使水整体性能发生变化。（6）活化能改变：磁场影响与系统转化有联系。水磁化时获能量很少，但系统中开始和终结之间存一个“能障”为克服这种能障必须向系统输送相应能量以触发活化能。磁场短时间作用起着“催化”水系活化能改变作用，最终导致整个系统性质变化。2.磁化处理对水体生物效应影响2.1磁化处理对藻类初级生产能力影响及机理。实验表明，磁化水体中藻类生产能力明显高于没有处理水体中藻类。藻类属于光合自养型微生物，磁化处理引起其光合作用生物效应，可以从以下几个方面进行解释。第一，光合自养微生物无机环境中吸收无机盐，利用光能同化CO2和H2O合成自身物质。而水体磁化可以使BOD,COD降低，使部分有机物矿化，矿化程度高，有利于藻类生长。第二，磁化处理导致水体光学性质发生变化，磁化处理水比未处理水对光吸收率高30%，水体透光性改善，保证了光合自养生物能源。这是磁化处理引起藻类迅速生长原因之一。第三，磁化水硬度、pH值、电导率都明显高于非磁化水，无机盐磁化水中可以较好溶解，这有利于藻类对营养盐类吸收。第四，磁化处理后污水,能引起生物膜渗透性增加,改善了藻类对营养物质吸收,促进藻类生长和生产能力增加。2.2磁化处理对水中异养细菌总数影响异养型细菌是以有机物作为能源和碳源一大类微生物，它总数随水中有机物浓度升高而升高，水中异养菌总数可间接反映水中有机物污染程度及水净化程度。污水不同强度磁场处理后，水中细菌总数均明显下降。其原因机理还没有完全清楚，初步认为：第一，磁场直接作用下，引起水体BOD,COD降低，使异养生物能源和C素营养物质减少，导致水体异养菌死亡速度大于增殖速度，出现负增长现象。第二，磁场力直接作用于细菌细胞内水和酶，使酶钝化或失活。污水磁化处理以后，直接改善其耗养特性作用，磁化后水体具有新生物特性。3.磁化用于有机废水处理磁处理广泛应用于农业、医学、养殖、工业等诸多领域，尤其生命科学。基于这些经验，我们提出将磁处理技术与人工生态系统相结合应用于有机废水净化处理，并着重对磁处理问题开展了一系列实验分析和实际应用，从中获一些有益认识。(1)有机废水磁处理，水体有氧条件下，污水瞬间合适磁场(0.315～0.368T)后，视水质成分差异，可直接去除COD8%～25%，且不受水温影响，但连续反复磁化，每次去除率会随磁化次数急剧下降。实际应用初步表明，磁处理器相隔水力滞留时间以2～3d为宜。磁处理直接去除COD原因，是污水被磁化中产生h2O2等强氧化剂所致，并非生物酶作用或有机物分子结合键直接断裂结果。(2)厌氧条件下，污水磁化对COD降解也很显著，实验表明，水温40℃上述适宜磁场下，可使COD去除率比不磁化提高21%～28%，但其机理尚需进一步研究。(3)污水磁化,直接灭菌率可达70%～80%(可能是形体很小病毒、细菌等)，但不能使所有微生物死亡，尤其功能微生物，生存下来还会被激活，以更大活力提高污水净化能力(初步实验约17%)。(4)磁处理污水，有利于菌藻系统生长和光合作用,可使水体产氧率和藻类(绿藻)生产力增加一倍之多,促进生物链对污水净化作用。(5)磁处理宜与人工生态系统联合使用，上述污水处理站就是这一结合成功范例，处理效率高，运行费用低，污水资源化和变废为宝，为可持续发展和推广展示了广阔应用前景。4．结论以上分析表明，磁化水技术水循环系统除垢去垢领域有着重要作用，磁场水处理技术还废水处理方面有很好效用，废水磁化后再进行生物和物理方法进行处理到效果，明显好于没有磁化废水。这主磁化后水性质发生了变化，导致了微生物生长条件，絮凝条件变化。但并磁场强度越大效果越好，他们都有一个相对高效范围，其机理尚需进一步研究。相信对其不断研究，磁化水废水处理领域中必将具有更广阔应用前景。谢立群环工111111021011