磁混凝在水与废水处理领域的应用

磁技术作为一种高效的分离、净化方法在水与废水处理领域的作用和地位日益凸显,磁性接种、磁性吸附等水处理方法已受到了广泛关注;高场强、低能耗的磁分离器的相继问世和不断完善为高效稳定地进行磁分离提供了必要条件。基于上述考虑,将传统的混凝过程与磁技术有机结合而产生的磁混凝工艺将成为混凝发展的新方向之一。本文系统综述了磁混凝在水处理中的研究和应用,从颗粒物在磁场和重力场中的界面过程、相互作用机制,磁混凝在国内外的研究现状,以及磁分离器的研究进展等角度展开讨论,探讨了该技术面临的问题,并展望了其发展前景。     

“磁种—高梯度磁分离”污水除磷技术的研究

通过添加磁种和混凝剂，用高梯度磁分离方法去除污水中正磷酸盐污染物，并对工艺参数进行了探讨。     

垃圾渗滤液的加载磁絮凝预处理工艺研究

垃圾渗滤液是一种成分复杂多变的高浓度难处理有机废水。采用加载磁絮凝技术对垃圾渗滤液进行预处理,以提高其可生化性,便于后续生化处理的进行。研究了适宜的磁载体种类、凝聚剂和絮凝剂的加入量,以及不同pH值和药剂投加顺序的影响,并进行了磁絮凝与常规絮凝工艺的对比实验。得到的最优组合工艺为：PAC投加量5.5 g/L,磁载体投加...     

生物磁分离新技术处理含铬废水最佳条件的研究

为了探索新工艺"趋磁细菌-磁分离法"处理含铬废水的最佳条件,首先进行了趋磁细菌对铬离子的去除影响因素试验,研究了pH、温度、时间和微生物量对吸附的影响;其次进行了趋磁细菌的分离试验,考查了磁分离器中悬丝摆放位置和磁场强度对溶液中菌体的去除效果的影响.试验结果表明,体系的pH值对铬离子的去除效率影响最大,pH值的最佳范围为5～11;在室温范围内,温度对吸附的影响不大;随着菌量的增加,菌对Cr(Ⅲ)的去除率略有提高,而单位质量菌的吸附量却有明显下降.在分离趋磁细菌时,磁场强度为100高斯时分离效果很高,而超过100高斯以后,效果不明显;另外,分离器中的金属丝和磁场方向垂直放置要比平行放置效果好,并用扫描电镜放大5 000倍观察了金属丝上被捕集的趋磁细菌的形态和结构.     

猪粪沼液的磁混凝预处理工艺优化及评估

以高悬浮物、高氮磷与高有机物的猪粪沼液为研究对象,采用磁混凝进行预处理,以浊度去除率为主要考察指标,结合单因素实验和正交实验,优化磁混凝工艺参数,并简要分析磁混凝机制及评估其作为沼液资源化利用的预处理工艺的效能。研究结果表明,优化的磁混凝条件是PAC、PAM、磁种的投加量分别为5 g·L~(-1)、120 mg·L~(-1)、3 g·L~(-1),转速为250 r·min-1。经磁混凝处理后,猪粪沼液的浊度、SS、COD、TP与PO34--P浓度降为2 235 NTU、 3.84 g·L~(-1)、10 302 mg·L~(-1)、133 mg·L~(-1)和62.58 mg·L~(-1),去除率分别为92.90%、84.42%、70.63%、91.90%和50.3%。同时,磁混凝对氨氮与K的去除率较低,分别为6.49%和16.12%,浓度分别为4 072.5 mg·L~(-1)和4 176 mg·L~(-1),利于后续的沼液资源化利用。磁种加载后在混凝过程中被絮体包裹,形成密实的磁絮体,显著提高了沉降性能,沉降时间由传统混凝的25 min降为5 min,同时污泥量显著减少。综上,磁混凝可高效削减沼液的悬浮物,且保留氮与钾等营养物质,促进沼液资源化利用。     

高梯度磁分离除尘实验研究

通过对强磁性粉尘的磁分离实验研究 ,确定了影响除尘效率的主要因素及其影响规律。然后 ,通过正交实验得出高梯度磁分离除尘的最佳工艺条件。     

印染废水处理的磁混凝－高梯度磁分离协同作用

混凝过程作为工业废水的预处理技术普遍受到重视,在混凝过程中降低污泥产生量并提高污泥分离速度是该技术发展的方向,基于上述目标,通过将磁粉引入絮体使之磁化并在自行研制的高梯度磁分离装置中实现磁混凝与磁分离的协同作用.以高浊度的印染废水作为试验废水,以色度、COD及SS作为考核指标,重点考察了磁混凝反应及磁分离的影响因素.当印染废水的色度约为900倍、COD约为595 mg/L、SS约为500 mg/L时,在pH=8.5、FeSO4500 mg/L、PAM3.5 mg/L、磁粉400 mg/L的适宜磁混凝反应条件下,相应指标去除率比传统混凝法分别高出17.3%、21.7%及24.2%,此时絮团沉降速度增大了64.3%,污泥体积减少了61%,污泥压缩比为0.39.在电流强度8 A、流速2.5 L/min和介质填充率1%的操作条件下,该磁性絮体流经高梯度磁分离装置时的水力表面负荷达到61.0 m3/m2·h,处理出水达到国家二级排放标准.     

高梯度磁分离除尘实验研究

通过对强磁性粉尘的磁分离实验研究，确定了影响尘效率的主要因素有其影响规律。然后，通过正交实验得出高梯度磁分离除尘的最佳工艺条件。     

应用加载磁混凝处理微污染河水

实验对比考察了常规混凝和加载磁混凝工艺对微污染河水中COD、浊度和TP等污染物的去除效果,系统研究了混凝剂用量、磁种加载量、搅拌条件和药剂投加顺序等因素对加载磁混凝效果的影响。实验结果表明,加载磁种后沉淀颗粒的体积平均粒径为从常规混凝工艺的50.1μm显著增加到68.6μm;污染物去除效果明显优于常规混凝工艺,尤其对浊度和总磷的去除效果得到了显著的提升;在实验最优条件下COD、浊度和TP的去除率分别达到54.17%、99.28%和75.82%;并且加载磁种后可减少50%以上的混凝剂投加量,同时大大缩短沉淀时间。     

矿山尾矿水的磁种絮凝处理及机理研究

采用磁种絮凝技术对某赤铁矿尾矿水进行处理,研究了不同磁种及絮凝剂对该尾矿水的处理效果以及影响机理。结果表明:(1)2mg/L阴离子聚丙稀酰胺(APAM)与2g/L天然磁种(体积平均粒度为22.46μm)协同作用赤铁矿尾矿水的处理效果最好。(2)添加磁种可明显增大絮凝体的粒度,产生更加致密的絮凝体。(3)原子力显微镜分析表明,磁种与尾矿颗粒之间存在长程作用力。总有机碳测试及扫描电镜分析表明,磁种可强化APAM在赤铁矿颗粒上的吸附。zeta电位测试表明,APAM在赤铁矿颗粒表面发生了吸附,主要以桥联作用为主。傅立叶红外光谱分析表明,APAM在磁种和赤铁矿颗粒表面发生了化学吸附。     

用磁选与浮选实现碱洗废液的净化与再用

碱洗是硅钢生产的重要环节。碱洗液随使用时间的延长 ,其中会累积大量杂质 ,造成碱液清洗效率下降而失效。本文使用磁选与浮选联合法去除碱液中的杂质 ,达到了提高碱洗效率并实现碱液的循环再用     

锰磁活性炭的制备及其性能表征

以酶解提制烟碱后的烟渣和电解锰渣回收锰为原料，制备具备磁性和发达孔隙的活性炭。利用氮气吸附技术、红外光谱（FTIR）表征与分析了活性炭表面的孔隙结构和物化性质，考察了活性炭对亚甲基蓝的吸附性能和磁学性能。结果表明：以Mn／C基质废弃物为原料制得活性炭具有磁学性能；适量锰的添加有利于活性炭微孔的形成和发育；采用一步焙烧法有助于磁化物和活性炭基体相互作用形成化学键合，提高饱和磁化强度，实现废弃资源的充分利用。     

磁絮凝污水处理装置的设计及实验验证

为了优化设计装置内部的结构,分别使用Fe3O4磁块和NdFeB磁块制作了2台简易装置进行实验。在实验中由于装置的结构和磁系会影响絮凝的过程,因此将磁盘厚度减到了33 mm,提高了单位时间内流体通过磁盘的流量。在实用可行方面,设计了高效率的絮体助卸装置;2块外磁盘只受单边磁力作用因而对其结构做了加强设计;并且设计了独特的磁盘位置调整机构,以便在实验中调整磁盘间距;装置使用变频调速控制能够及时调整磁盘的转速,从而保证分离的效果。在实际实验中验证了该装置的处理效果,经过处理的水体能达到国家三类水质标准。     

纳米Fe3O4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征，进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明：在未添加任何分散剂的条件下，制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状，平均粒径约11nm，为典型的反尖晶石结构；饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73．10emu／g、159．2A／m和0．41emu／g；磁分离沉降速度为重力场的50倍；纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

磁化学技术在水处理中的应用

对近年来磁化学技术在水处理中的应用做了比较全面的综述。介绍了磁化学技术的发展、磁分离技术的原理和分类及磁种强化处理废水 ,并对磁化学技术的应用领域进行了详细讨论。     

纳米Fe_3O_4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征,进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明:在未添加任何分散剂的条件下,制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状,平均粒径约11 nm,为典型的反尖晶石结构;饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73.10 emu/g、159.2 A/m和0.41 emu/g;磁分离沉降速度为重力场的50倍;纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

直接磁场对特定厌氧污泥活性影响的研究

在优势菌生物除铬系统中悬挂表面磁场分别为0～6 mT和0～20 mT的磁片,分别控制磁片之间的磁场强度介于0～4.5 mT和0～14 mT,以未加磁场的对照系统作为参照,考察试验污泥活性的变化.试验结果表明,反应器中磁场强度为0～4.5 mT时,对厌氧活性污泥活性的促进效果较好,最大产甲烷速率(Umax.CH4)达64.3 mL CH4/g VSS·d,比非磁场系统提高20.6%,消耗单位COD产甲烷量为0.140 mL CH4/mg COD,比系统非磁场系统提高70.7%.同时发现了磁场的引入,提高了试验污泥利用COD物质生成甲烷的效率,对于低有机负荷重金属废水的生物净化尤其意义重大.