二、磁滤技术
磁滤技术是近几年发展起来的一门新兴的水处理技术,也是处理微污染原水的一个新途径。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功的应用,显示出许多优点。磁分离的物理作用是利用水中杂质颗粒的磁性进行分离的,对于水中非磁性或弱磁性的颗粒,利用磁性接种技术可使它们具有磁性。目前具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。
磁滤与传统工艺不同的是在处理工艺中投加混凝剂的同时投加铁粉,在沉淀之前进行预磁化处理,沉淀后采用磁滤器取代传统的砂滤。该项技术适应性强,特别是对水中有机物的去除率较传统工艺可大大提高。
影响磁滤器处理效果的因素主要有以下几个。
(1)磁场强度对处理效果的影响 为达到最大磁吸引力,应尽可能提高磁场强度和磁场梯度。如果提高磁场强度,则需要增大耗电和运转费用,而且磁性粒子的磁化一旦饱和,磁力也就不再增大,所以磁场只能在一定范围内被提高。提高磁场梯度则是最有效的手段。
(2)滤速对处理效果的影响 在待滤水水质相近,磁场强度相同的情况下,低滤速出水比高滤速出水水质好。但滤速过低,会使其单位制水成本大幅度提高。综合试验情况,最佳滤速宜为80~130m/h,这既能保证较高的滤速,又有很好的去除效果。在相同磁场强度情况下,高滤速出水有时比低滤速出水指标低,这说明滤前水质对磁滤器工作有影响。
(3)悬浮颗粒的磁化率 通过投加磁性接种剂来增大粒子的磁化系数,从而增大磁力,磁性颗粒在较大磁力作用下容易被捕集从而有利于去除。对于水中非磁性和颗粒尺寸在微米级以下的污染物,可用铁粉、磁铁矿、磁-赤铁矿、赤铁矿微粒以及具有磁矩的细菌(吸附铁磁性离子)来作磁性接种剂。对于固体磁种,大多数情况下,添加混凝剂实现磁种与非磁性粒子污染物的凝聚,这样,磁化率很小的或非磁性粒子变为磁化率较大的絮凝体,通过高梯度磁场分离器能有效地被排除。
(4)通过磁聚和絮凝来增大粒径 磁聚(或称磁力凝聚)是利用磁铁粉颗粒通过预磁器后残留的剩磁,使颗粒相互吸引而团聚成大的磁聚体。絮凝(化学凝聚)是通过投加凝聚剂,使磁性粒子(或磁性粒子与非磁性粒子)凝聚成大的絮凝体。经过凝聚或絮凝,水中原来粒径很小的磁性或非磁性粒子形成粒径较大的絮体,再通过磁分离器时,它们所受磁力增大,从而容易被捕捉达到去除的目的。
(5)流体与磁体表面的接触面积 增加流体与磁体表面的接触面积也可提高污染物颗粒的去除量。通过磁去除器设计,可采用旋转磁场,不断更新接触表面,增加流体与磁表面的接触面积,如圆盘磁分离器就是依据这一点设计的。高梯度分离器是用钢毛或带锐脊的薄钢板聚磁介质填塞在过滤器中,达到增加液体与磁体表面接触面积的目的,增加了污染物颗粒的去除效果。