本發(fā)明屬于環(huán)境水處理領(lǐng)域，涉及一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法。

背景技術(shù)：

混凝作為水處理技術(shù)的重要單元，是一個永恒的話題。它主要去除水體中的懸浮顆粒物以及大分子的有機物，混凝處理效果的好壞直接關(guān)系到后續(xù)流程的運行工況、出水水質(zhì)及運行費用。隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境問題以及越來越嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的混凝工藝已不能滿足要求。因此，大多通過增加混凝劑投量、調(diào)節(jié)pH、投加助凝劑以及優(yōu)化水力條件等方式來提高混凝過程對污染物的去除來達到強化混凝的目的，然而這些操作藥劑投入量大、成本高、操作繁瑣。

近年來，在混凝過程中投加磁種的方式形成的磁絮凝技術(shù)，以磁種作為混凝核心對混凝過程進行強化的相關(guān)研究取得了顯著進展。磁絮凝技術(shù)形成的平均絮體粒徑大，有機物能夠得到更有效的去除，通過對磁種的有效回收可以減少運行成本；以磁粉為核心的絮體比重大易于沉降，有效的縮短沉淀時間，減少后續(xù)處理工藝的負(fù)擔(dān)。但是磁種在強化混凝過程中的作用并沒有發(fā)揮完全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡便的磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法，包括如下步驟：

(1)用水配制5-15mg/mL的磁種懸濁液；配制10-30mg/mL的混凝劑水溶液；

(2)將磁種懸濁液放置于磁場強度H＝0.05-0.4T的磁場中，磁化3-7min；

(3)將磁化后的磁種懸濁液和混凝劑水溶液按體積比為1：0.2-1的比例混合，得到磁化混合液；

(4)將步驟(3)獲得的磁化混合液加入到微污染水中，使水體中雜質(zhì)混凝。

磁種優(yōu)選鐵粉、四氧化三鐵、高爐除塵灰等順磁性含鐵物質(zhì)。

混凝劑優(yōu)選三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵或聚合硫酸鐵。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明的方法能夠改變Fe(Ⅲ)中的鐵形態(tài)分布，增加Fe_a與Fe_b的含量，混凝劑中的正電荷增多，能夠更多地中和帶負(fù)電荷的膠體物質(zhì)，強化對濁度、有機物等的去除，達到更好的混凝效果。

附圖說明

圖1為磁種磁化4min后的剩磁曲線。

圖2為混凝效果對比圖。

具體實施方式

微污染水(是指飲水水源受到主要是有機物污染，部分指標(biāo)超過飲用水源的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))

下面介紹本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明不受實施例的限制。

實施例1

一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法，包括如下步驟：

(1)用水配制10mg/mL的Fe₃O₄懸濁液(Fe₃O₄的粒徑為40-60μm)；配制10mg/mL的FeCl₃水溶液；

(2)將磁種Fe₃O₄懸濁液放置于磁場強度H＝0.2T的磁場中，磁化4min；磁化完成后Fe₃O₄懸濁液的剩磁曲線見圖1；結(jié)果表明，磁化后磁種的剩磁在120min后仍基本保持不變；

(3)將磁化后的Fe₃O₄懸濁液和FeCl₃水溶液按體積比為1：1的比例混合，得到磁化混合液；

(4)將步驟(3)獲得的磁化混合液加入到微污染水中，使水體中雜質(zhì)混凝。

采用逐時絡(luò)合比色法對步驟(3)獲得的磁化混合液Fe(Ⅲ)的鐵形態(tài)進行測定，以10mg/mLFeCl₃水溶液與未磁化用水配制的10mg/mL Fe₃O₄懸濁液，等體積混合得到的混合液作為對比參照。實驗結(jié)果見表1。

表1鐵形態(tài)測試結(jié)果

磁化后的Fe₃O₄具有弱磁場，與FeCl₃水溶液混合作用，能夠改變Fe(Ⅲ)中的鐵形態(tài)分布(即Fe_a、Fe_b、Fe_c所占的百分含量；其中，F(xiàn)e_a為單體形態(tài)(Fe³⁺，F(xiàn)eOH²⁺，F(xiàn)e(OH)₂⁺)，F(xiàn)e_b為低聚或中聚體([Fe₂(OH)₂]⁴⁺，[Fe₃(OH)₄]⁵⁺，[Fe₅(OH)₉]⁶⁺)，F(xiàn)e_c為高聚體([Fe₁₂(OH)₃₄]²⁺)，增加Fe_a與Fe_b的含量，混凝劑中的正電荷增多，能夠更多地中和帶負(fù)電荷的膠體物質(zhì)，強化對濁度、有機物等的去除，達到更好的混凝效果。

實施例2

一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法，包括如下步驟：

(1)用水配制6mg/mL的Fe₃O₄懸濁液；配制20mg/mL的FeCl₃水溶液；

(2)將Fe₃O₄懸濁液放置于磁場強度H＝0.2T的磁場中，磁化4min；對照用水配制6mg/mL的Fe₃O₄懸濁液不磁化；

(3)將磁化后的Fe₃O₄懸濁液和FeCl₃水溶液按體積比為1：1的比例混合，得到磁化混合液；將未磁化的Fe₃O₄懸濁液和FeCl₃水溶液按體積比為1：1的比例混合，得到未磁化混合液；

(4)將步驟(3)獲得的磁化混合液和未磁化混合液分別加入到微污染水(某市地表水)中，使Fe₃O₄投加量為6mg/L，F(xiàn)eCl₃投加量為20mg/L。

某市地表水的濁度為16.2NTU，pH為8.46，UV₂₅₄為0.1536cm^-1，TOC為11.82mg/L，zeta電位為-15.7mV。

采用六聯(lián)混凝攪拌機模擬混凝沉淀過程，以200r/min快速攪拌1min，60r/min慢速攪拌15min，靜置20min后取上清液測定其水質(zhì)，對比兩種混凝效果，實驗結(jié)果見圖2。

實施例3

一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法，包括如下步驟：

(1)用水配制5mg/mL的磁種鐵粉懸濁液；配制10mg/mL的混凝劑硫酸亞鐵水溶液；

(2)將磁種鐵粉懸濁液放置于磁場強度H＝0.05T的磁場中，磁化7min；

(3)將磁化后的磁種鐵粉懸濁液和混凝劑硫酸亞鐵水溶液按體積比為1：1的比例混合，得到磁化混合液；

(4)將步驟(3)獲得的磁化混合液加入到微污染水(某市地表水)中，使鐵粉投加量為5mg/L，硫酸亞鐵投加量為10mg/L，使水體中雜質(zhì)混凝。

某市地表水處理后濁度，UV₂₅₄，TOC，zeta電位與原水相比依次降低83％，61％，24％，78％。

實施例4

一種磁強化水體中雜質(zhì)混凝的方法，包括如下步驟：

(1)用水配制15mg/mL的磁種四氧化三鐵懸濁液；配制30mg/mL的混凝劑硫酸鐵水溶液；

(2)將磁種四氧化三鐵懸濁液放置于磁場強度H＝0.4T的磁場中，磁化3min；

(3)將磁化后的磁種四氧化三鐵懸濁液和混凝劑硫酸鐵水溶液按體積比為1：0.2的比例混合，得到磁化混合液；

(4)將步驟(3)獲得的磁化混合液加入到微污染水(某市地表水)中，使四氧化三鐵投加量為15mg/L，硫酸鐵投加量為30mg/L，使水體中雜質(zhì)混凝。

某市地表水處理后濁度，UV₂₅₄，TOC，zeta電位與原水相比依次降低85％，66％，28％，83％。

用高爐除塵灰替代本實施例的四氧化三鐵，其它步驟同本實施例。

用聚合硫酸鐵替代本實施例的硫酸鐵，其它同本實施例，其雜質(zhì)混凝去除效果與本實施例相似。