铜、 铅离子有 磁絮凝 － 大梯度磁滤工艺对铁、 较好的 去 除 效 果， 但 对 锰、 锌离子去除效果不 明显。
100 重庆理工大学学报 污染物去除
［1 ］
。 磁絮凝技术具有处理效果好、 占
密实 度 高 的 絮 体， 且 更 耐 水 力 剪 力， 不易破 碎
［5 － 6 ］
地面积小、 沉降性能好以及沉降污泥密实、 含水率 低等优点。 作为近几年新兴的水处理技术， 磁絮 凝工艺在给水处理和各类污、 废水处理中得到快 速发展， 并在工程实际中得到应用。 本文就磁絮 凝技术的作用机理和应用进行了研究， 并分析了 该技术的发展前景。
8］ 10 ～ 20 文献［ 9］ 文献［ 10］ 文献［ 130 ―
，
增加 而扩散在水中的磁粉使水中悬浮颗粒增多， 了胶体物质碰撞的机会， 并且磁粉产生的微弱磁 场使磁粉周围带电胶体受到洛伦兹力的作用而运 动， 促进了悬浮物和胶体物质的碰撞。 这样就使 水中 颗 粒 形 成 絮 体 的 几 率 更 大， 强化了絮凝 效果 1． 3
水的试验和工程实际的相关文献 ， 说明了该技术在水处理领域的广泛性和高效性， 并对该技术 的应用前景和发展趋势进行了展望 。 关 键 词： 磁絮凝； 作用机理； 水与废水处理 文献标识码： A 文章编号： 1674 － 8425 （ 2015 ） 10 － 0099 － 04 中图分类号： X52
Application and Prospects of Magnetic Flocculation in Water Treatment
2． 6
重金属废水 重金属行业产生的废水对环境的污染极为严
0． 9 ～ 1． 2 0． 59 0． 91 ～ 1． 55 9． 5 ～ 10． 0
0． 069 0． 072 0． 22 0． 18
重， 是工业废水处理的一大难点。 重金属废水的 常规处理方法有化学沉淀法、 氧化还原法、 铁氧体 法、 电解法、 蒸发浓缩法、 离子交换树脂法等， 但这 些方法存在投资大、 运行成本高等问题。 通过对 重金属废水的磁絮凝 － 大梯度磁滤工艺的处理试 验， 证明了其处理的可行性与优越性， 结果见表 5 。
［2 ］
。 此外， 磁絮凝技术
还有简单经济、 能快速沉降和分离、 污泥含水率低 等优点， 故而成为极具竞争力的城市污水处理方 法。表 1 列出了部分文献中磁絮凝工艺处理市政 污水的处理效果。
表1 文献 磁絮凝工艺处理市政污水的处理效果 进水浊度 出水浊度 进水 COD / 出水 COD / （ NTU） （ NTU） （ mg·L － 1 ） （ mg·L － 1 ） 3． 80 ― ― 50 ～ 80 206． 40 290 ～ 310 24． 08 43． 60 78． 14 （ 去除率）
［3 － 4 ］
2． 2
含磷废水 饮用水中的磷主要通过与混凝剂形成沉淀以
［11 ］
及与非溶解性的磷形成矾花而被去除
。 当絮
。
凝效果好时， 大部分的磷可由絮凝沉淀去除。 但 是在常规絮凝除磷中， 絮体一般较为松散， 沉降性 能差， 处理构筑物占地面积大且出水效果也不稳 定
［12 － 14 ］
对 ζ 电位的影响 ζ 电位是颗粒之间的相互排斥和吸引的强度
。而且由于 “磁性复合体 ” 以磁粉为核心使
絮体密度增大、 沉降速度加快， 从而使后续处理单 元如沉淀池占地面积减小。
2
2． 1
磁絮凝在水处理中的应用
市政污水 市政污水是造成水体污染的重要原因， 其处
1
1． 1
磁絮凝技术的作用机理
吸附作用 吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其
理效果越来越受到人们重视。 与传统生物处理相 比， 投加混凝剂的化学强化一级处理具有自然条 件约束少、 占地省、 流程短、 处理速度快、 基建与运 行费用低、 操作灵活等特点
doi： 10． 3969 / j． issn． 1674－8425（ z） ． 2015． 10． 018
磁絮凝技术在水处理中的应用与前景
a b 姚吉伦 ， 刘 庞治邦 ， a 波， 周
振
a
（ 后勤工程学院
a． 国防建筑规划与环境工程系；
b． 国家救灾应急装备工程技术研究中心 ， 重庆 401331 ） 摘 要： 介绍了磁絮凝技术的特点， 探讨了其作用机理。分析了应用该技术处理不同污、 废
［1 ］
通过试验发现絮凝剂与磁粉联用
101 庞治邦， 等： 磁絮凝技术在水处理中的应用与前景 处理含油废水比单独采用 絮 凝 剂 或 磁 粉 效 果 要 好， 去除率提高了 30% ～ 40% 。 姚晔栋等
［7 ］
中某些成分 的 固 体 物 质。 吸 附 剂 是 否 有 吸 附 作 用， 要看“固 － 液 ” 两相的接触角 θ。 当 0 ° ＜ θ ＜ 90 ° 时， 吸附剂为亲水性； 当 90 ° ＜ θ ＜ 180 ° 时， 吸附 剂为亲油性。在水中分散性良好的吸附剂对污染 物有好的吸附作用。 经实验测定： 磁粉的接触角 为 45 ． 5 ° 时属于亲水性物质， 对水溶性物质具有吸 附作用。故磁粉靠其较大的比表面积能吸附水中 的悬浮物和胶态物质。 1． 2 增加碰撞机会 根据混凝动力学可知， 当水中悬浮物浓度很 低时， 颗粒碰撞速率将大大减小， 混凝效果差
第 29 卷
第 10 期
重 庆 理 工 大 学 学 报（ 自然科学）
Journal of Chongqing University of Technology（ Natural Science）
2015 年 10 月
Oct． 2015 Vol． 29 No． 10
表2 文献 8］ 文献［ 13］ 文献［ 14］ 文献［ 15］ 文献［ 含磷废水的进出水总磷浓度
－1 出水 TP / （ mg·L ）
进水浊度 出水浊度 进水 COD / （ NTU） （ NTU） （ mg·L － 1 ） 2． 8 2． 7 2． 4
33 ～ 42
180 ～ 225
－1 进水 TP / （ mg·L ）
。而磁絮凝能强化絮凝效果， 使形成的絮
体粒径增大， 密实度增加， 易于沉降， 从而加强系 统对总磷的去除效果。 表 2 列出了部分文献中磁 絮凝工艺进出水的总磷浓度。 2． 3 含油废水 磁粉本身对废水中的油类和胶态物质具有良 好的吸附能力 离。王利平等
［15 ］
。 而絮凝剂能通过絮凝作用包
裹油类物质和其他悬浮物形成絮体从而使油水分
表5 重金属 离子 Fe3 + Cu
2+
2． 4
造纸废水 造纸废水中含有大量的纤维、 色素和无机盐，
BOD 可达 5 ～ 40 g / L。 一 有机物浓度和浊度很高， 般采用絮凝沉淀作为预处理工艺， 然后进行生化 处理和其他工艺处理， 达标后排放。 海南某造纸 厂采用磁絮凝与磁分离工艺处理造纸废水， 情况 见表 3
［16 ］
表4 水 样 1 2 3
焦化废水进出水 COD 情况 出水 COD / （ mg·L － 1 ） 85． 83 84． 02 86． 06
通过
COD 实验表明， 当废水含油量为 120 ～ 700 mg / L， 为 2 100 mg / L 时， 利用高梯度磁分离法处理， 可使 油和 COD 的去除率均达到 80% 左右。
收稿日期： 2015 － 04 － 21 基金项目： 国家科技支撑计划资助项目 （ 2012BAK05B03 ） 主要从事水处理技术研究 ； 通讯作者 姚吉伦， 高级工程师， 主要从事膜 男， 硕士研究生， 作者简介： 庞治邦（ 1990 —） ， 水处理和野营净水装备的研究 。 J］ ． 重庆理工大学学报： 自然科学版， 2015 引用格式： 庞治邦， 姚吉伦， 刘波， 等． 磁絮凝技术在水处理中的应用与前景［ （ 10 ） ： 99 － 102． Citation format： PANG Zhibang，YAO Jilun，LIU Bo，et al． Application and Prospects of Magnetic Flocculation in Water Treatment［ J］ ． Journal of Chongqing University of Technology： Natural Science， 2015 （ 10 ） ： 99 － 102．
［12 ］
重金属废水进出水离子浓度 出水浓度 / （ mg·L － 1 ） 0． 069 0． 603 0． 309 2． 351 0． 692 去除 率 /% 90． 48 67． 86 6． 93 12． 28 69． 31
进水浓度 / （ mg·L － 1 ） 0． 725 1． 876 0． 332 2． 680 2． 255
。
表3 造纸废水进出水 COD Cr 情况
－1 出水 CODCr / （ mg·L ）
Mn2 + Zn2 + Pb
2+
－1 水样 进水 CODCr / （ mg·L ）
1 2 3 4

2 304 3 004 2 020 2 280
1 422 ～ 1 766 2 076 ～ 2 200 1 508 ～ 1 596 1 736 ～ 1 808
的度量。ζ 电位越高， 说明水中胶体的分散系越稳 定。降低或消除胶粒的 ζ 电位能降低排斥能峰进 。 试验结果表明： 原水的 ζ 电位 “脱稳 ” 而使胶体 为 11． 7 mV， 加入絮凝剂后为 9． 81 mV， 加入磁粉 后为 8． 7 mV。 1． 4 “磁核” 作用 加入水中的磁粉与水中的悬浮物结合， 形成 。 这些“磁性复 了以磁粉为核心的“磁性复合体 ” 合体” 在磁场力的作用下相互吸引， 形成粒径大、
PANG Zhibang a ，YAO Jilun b ，LIU Bo a ，ZHOU Zhen a