磁化技术在水处理中的应用

磁化技术在水处理中的应用内容摘要：

群能够抵御磁场的作用，甚至激活其代谢能力，会更快地生长和降解有机物。 磁化处理灭菌原因，可归纳为（ 7）：一是在磁场的直接作用下，引起 BOD、 COD 降低 ,使异养微生物的能源和 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，于是出现负增长现象，二是磁场力直接作用于细菌细胞内的水和酶，使酶钝化或失活。 而 BOD 数值的降低是细菌总数减少的反映，一方面在外加磁场直接作用下， BOD 随 COD 指标的降低而降低，另一方面，在外加磁场作用下，水体 中功能微生物 (以细菌为主 )受到影响，一部分细菌适应能力强，生命代谢活动不受到干扰 ,或者虽受到干扰但经过一定时间后可以恢复到正常状态，这部分细菌以更强的适应能力生存下去，大部分细菌受到外界磁场作用下，由于体内外水的理化性质的变化 (如电导率、表面张力等 )以及酶的钝化、失活 ,不能适应而发生死亡现象，功能细菌数目的急剧减少，造成了 BOD 指标的降低，因此认为磁处理后 BOD 降低是水中细菌总数减少的反映。 综上所述，可以得出这样一种认识，外界磁场作用于微生物，对微生物的影响存在有害的一面，也存在有利的一面。 磁处理 具有杀菌效果，当磁场强度加大到 2100 GS(4A)以上，可以使 70 %以上的细菌死亡。 施加磁场可以看作微生物生存环境的突发改变，能够经得起周围环境及体内离子、电子传递速度变化的细菌继续生存下来并且维持正常的生命代谢活动，这部分细菌具有更强的适应能力，或者说具有更强的生物活性。 (b)活性污泥磁化会明显提高其活性，从而增 强 污 水 的处理效率。 我们取 7组活性污泥，在 37℃ 恒温下观测不同磁强处理后的甲基兰脱色时间，表明 下脱色时间由无磁化的 2 9h 减少至 2 4h，污泥活性增强 1 7% ，原因就在于磁 化后生存下来的微生物有更大的增殖和代谢能力。 为证明这一论断，又取 3 组造纸中段废水稀释水样，分别在不磁化和磁化处理后标准温度下培养，测得它们的 BOD5，后者均比前者高 ,平均高 13 % ，可见磁处理既有灭菌作用，也有激活某些功能微生物的作用，并加速有机物的降解。 (c)磁化使藻类光合作用大大增强 ,显著地提高了水中的溶解氧。 常温下取 2 组同样 的 污 水实验， 3 天后磁化水中绿藻生长旺盛，非磁化水几乎看不到藻类。 另外，又取 3组生 活 污 水 用明暗瓶对比实验磁处理对藻类产氧能力的影响，都表明磁感应强度 时 污 水 的藻类产 氧能力最高，比非磁化的平均高出 1 .1 倍，按藻类固炭生产力与产氧能力的关系推算，藻类的生产力也将提高 倍，这与农业上磁化水使作物显著增产和大大提高种子的发芽率的结论一致。 其原因主要是： ① 磁 化 污 水 使有机物分解加快，为藻类生长提供了充足的Ｃ ,N,p 等营养物；② 磁化使生物膜渗透性增加，给藻类吸收营养元素创造了有利条件； ③ 磁化使水的透光性增强，为藻类光合作用提供了更好的光能。 水中溶解氧的增加，又促进了水中微生物的生长和有机物分解，二者相互促进 ,导致有机废水加速分解。 (d)污 水 磁化可促进高等水生生物生长，有 利于污染物的去除。 我们以泥鳅做实验，在 3个水桶 (1 0L)中， 1 个未磁化， 2 个被磁化，磁强分别为 0 .03T 和 0 .25T，分别放养 1 .5kg的泥鳅，其他条件相同， 3 个月后所有磁化的水中泥鳅产量均高于未磁化的，平均产量提高 1 5%～ 2 0 %。 另外，还对泥鳅的耐污能力和同化 COD 进行实验，表明未磁化水桶中放养的 50条泥鳅到第 5天时全部死去，磁化的水桶中的 50 条在第 7 天时还有 23 条存活下来。 由于高等水生动物通过食物链使有机物分解转化，间接上提高 了 污 水 的净化能力 3组水样测定 7 天后的COD，表明被磁化且养 有泥鳅的 3 号水桶的 COD去除率比无磁化、无泥鳅的提高 2 0 % )，并使之以更高的速度转化为对人类有用的产物，变废为宝，防止了二次污染。 （ 3） 磁化 — 人工生态系统方法净 化 污 水 应用实例 如图 2， 1980 年在 原 污 水 站基础上，建成了一个磁化 — 人工生态处理系统工程，主要由二级磁化和 3 个生态池组成。 该处理系统有效占地面积 770m2 ，平均日处理医院生 活 污 水 和病 房污 水 700t。 污 水 直接排入预沉调节生态池，水力滞留时间约 4. 0h，经水泵提升和一级磁化，进入放养大量鱼类的生态转化池，水力滞留 2 .0～ 2 . 5d，再次磁化并自流到设有许多垂直生态滤管的金鱼池，滞留时间 ～ ，通过生态滤管集中后排出，出水达三级地面水标准，供医院绿化和清洗之用。 该站运用多年来，仅 1994 年在预沉池排过一次池污，且数量不多，足见污染物降解转化率之高。 该系统中： ① 预沉调节生态池面积 180m2 ，平均水深 1 . 1～ 2 .5m，为兼氧池，池面风眼莲覆盖 ,吸 收 污 水 分解的 N,p 等营养盐 ； ② 生态转化池，直径 25m，由中心园池、环形复氧沟、环形外池组成 ,接纳来自预沉池并进行一级磁化 的 污 水 ，池中放养数万尾罗非鱼，吞食大量 生长的菌、藻及原生动物 ,使水体快速净化，并流入中心园池；③ 生态滤池 100m2 ，平均水深 2 .3m，其中放养约 6 万条金鱼和布设许多生态滤管，接纳中心园池流来并经二级磁化的水流，继续生态转化后经生态滤管过滤后排放，完成整个净化过程。 该系统对 BOD(Biological Oxygendemand)， COD， N， p去除率全年平均分别为 % ， 87. 6 % ， 6 %和 73 .6 %。 该系统工程基建总投资 2 7 万元，折合日处 理 污 水 1t/d 的基建投资单价为 3 86 元；年运行费用 7500 元，折合 处 理 污 水 1t/d的年运行单价 1 0 .7 元，远低于表 1 所列的常规二级处理的投资单价和运行单价。 不仅如此，由 于 污 水 处理过程中的牛蛙、金鱼、罗非鱼、中药材、葡萄等收入，每年还可收益 1 .8 万元，比年运行费还多出 万元，形 成 污 水 处理过程的负投入。 该法由于生态处理中的磁化效应，大大加速和提高了污染物转化速度和效率，且变废为宝，使之成为投资少、占地小、效率高、运行费用低、无二次污染，并有一定产出收益 的 污 水 处理新途径。 图 3 (4) 结论 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的净化处理，并着重对磁处理问题开展了一系列的实验分析和实际应用，从中获得一些有益的认识。 (a )有机废水磁处理，在水体有氧条件。