磁化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用-文庫吧資料
2024-11-15 22:55本頁面
【正文】 (以細菌為主 )受到影響，一部分細菌適應(yīng)能力強，生命代謝活動不受到干擾 ,或者雖受到干擾但經(jīng)過一定時間后可以恢復到正常狀態(tài)，這部分細菌以更強的適應(yīng)能力生存下去，大部分細菌受到外界磁場作用下，由于體內(nèi)外水的理化性質(zhì)的變化 (如電導率、表面張力等 )以及酶的鈍化、失活 ,不能適應(yīng)而發(fā)生死亡現(xiàn)象，功能細菌數(shù)目的急劇減少，造成了 BOD 指標的降低，因此認為磁處理后 BOD 降低是水中細菌總數(shù)減少的反映。但連續(xù)反復磁化，滅菌率則提高不大，說明有些種類的菌群能夠抵御磁場的作用，甚至激活其代謝能力，會更快地生長和降解有機物。對此，做了以下幾個方面的系列實驗和分析（ 8）： (a)污 水 磁化具有很強的滅菌作用。 污 水 中生物種類繁多，構(gòu)造與功能各異，它們通過某一強度的磁場時，受到的影響也很不相同。其效果即使肉眼也能清楚看出，但機理尚需進一步研究。 圖 2 COD 隨磁處理次數(shù)增加而降低的關(guān)系 厭氧條件下磁化對提高水中有機物分解也有很好的效果，且更為顯著。因此，將磁處理技術(shù)應(yīng)用于實際時，應(yīng)使磁處理器間水流有一段時間的恢復過程。這可從三個方面來分析：一是上述實驗中，葡萄糖、水、淀粉水、氨水均為蒸餾水配制，其中沒有微生物，顯然瞬間磁化 使 污 水 COD降低并非微生物酶的作用；二是水和有機物分子的化學鍵斷裂，需要消耗相當大的能量，如水 分子的氫鍵斷裂需 4～ 6 千卡 /克分子的能量，如此之低的磁感應(yīng)強度所提供的能量很小，無法使化學鍵斷裂；最后 ,Ｂ ?帕特羅夫的實驗一定程度上證實了上述論斷，他使有溶解氧的水連續(xù)從感應(yīng)磁場中通過，水中則產(chǎn)生 5 1 0 5%的 h2Ｏ 2 ，這是一種很強的氧化劑，可使水中的有機物直接氧化分解。這種瞬間磁化 使 污 水 有機物降解和溶解氧減少的現(xiàn)象，稱磁處 理 污 水 的直接效應(yīng)。常溫下磁化流速 2 . 0m/ｓ，最佳磁感應(yīng)強度 0 .3 1 5T，4 組去離子水磁化前后的溶解氧濃度不變，磁處理對溶解氧無影響 。常溫下磁化流速 ,磁感應(yīng)強度 0 .2 6 2～ 0 .3 1 5T 下，上述各 類 污 水 的 COD 直接去除率平均醫(yī) 院 污 水 為 2 5. 4%，印染廢水為 2 1 . 2 % ，城 鎮(zhèn) 污 水 為 1 6 .4% (磁化流速為 2 . 5m/ｓ時為 2 0 . 0 % )、橡膠業(yè)廢水為 1 1 .3 % ，造紙廢水為 8. 1 % ，葡萄糖水為 1 % ，淀粉水為 1 1 . 1 % ，氨水為 % 。 （ 1） 去除 COD 的效應(yīng)與分析 在水中有氧的情況下，通過改變磁感應(yīng)強度、水溫、磁化流速等對各 種 污 水 進行了一系列實驗，結(jié)果表明：水溫 對 污 水 瞬間通過磁化器直接去除 COD 沒有影響。為實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略，我國的國情要求我們必須開發(fā)一種投資少、效率高、運行費用低 的 污 水 處理技術(shù)。前兩種方法是目前二級處理廠應(yīng)用最廣泛的方法，其優(yōu)點是技術(shù)比較成熟 ,運行穩(wěn)定，出水可達允許排放標準，但缺點也很突出，基建投資大、運行費用高昂，尤其運行費之高，使許多單位望而生畏，無力負擔如此之高的運行費用，因此，常常 對 污 水 不加處理而直接排入江河湖海。 所 以 污 水 磁化處理以后，不僅直接改善其耗養(yǎng)特性的作用，而且磁化后的水體具有新的生物特性。其原因機理還沒有完全清楚，初步認為：第一，在磁場的直接作用下，引起水體 BOD,COD 的降低，使異 養(yǎng)生物的能源和 C素營養(yǎng)物質(zhì)減少，導致水體異養(yǎng)菌的死亡速度大于增殖速度，于是出現(xiàn)負增長現(xiàn)象。 磁化處理對水中異養(yǎng)細菌總數(shù)的影響 異養(yǎng)型細菌是以有機物作為能源和碳源的一大類微生物，它的總數(shù)隨水中有機物濃度的升高而升高，所以水中異養(yǎng)菌總數(shù)可間接反映水中有機物的污染的程度及水的凈化程度 。第三，磁化水的硬度、 pH值、電導率都明顯的高于非磁化水，無機鹽在磁化水中可 以較好的溶解，這有利于藻類對營養(yǎng)鹽類的吸收。第二，磁化處理導致水體的光學性質(zhì)發(fā)生變化，經(jīng)過磁化處理的水比未處理的水對光的吸收率高 30%，水體透光性的改善，保證了光合自養(yǎng)生物的能源。第一，光合自養(yǎng)微生物在無機環(huán)境中吸收無機鹽，利用光能同化 CO2和 H2O 合成自身物質(zhì)。 實驗表明（ 6），經(jīng)過磁化的水體中藻類的生產(chǎn)能力明顯高于沒有處理的水體中的藻類。磁場短時間的作用起著 “ 催化 ”水系活化能改變的作用，最終導致整個系統(tǒng)性質(zhì)的變化。 （ 6） 活化能改變：磁場的的影響與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化有聯(lián)系。這些水分子占據(jù)了溶液的各個空隙，能抑制晶體形成。反應(yīng)動力學發(fā)生了變化，反應(yīng)結(jié)果中新得到的產(chǎn)品間的比例關(guān)系也發(fā)生了變化。 （ 3） 磁滯效應(yīng)：磁場引起水中鹽類分子或離子的磁性力偶的磁滯效應(yīng)，因而改變了鹽類在水中的溶解性，同時使鹽類分子相互間的親和性（結(jié)晶性）消失，防止大晶體的結(jié)晶。微粒子極性增強，凝聚力減弱，使水中原有的較長的締合分子鏈被截斷為較短的締合分子鏈和帶電離子的變形，破壞了離子間的靜電吸引力， 改變了結(jié)晶條件。該過程中，正負離子或顆粒相互碰撞形成一定數(shù)量的 “ 離子締合體 ” ，這種締合體具有足夠的穩(wěn)定性，在水中形成了大量的結(jié)晶核心，以這些晶體為核心的懸浮顆?？梢苑€(wěn)定的存在于水中。從這兩方面同時考慮，主要有以下的 幾個假設(shè)和推斷（ 5）。研究表明 ,磁場的阻垢效果同磁場強度、溶液過飽和度、流速及溶液中各種離子等均有密切的關(guān)系（ 4）。 圖 1 2 磁化對水性質(zhì)的影響機理的幾個假設(shè)和推論 磁化只是單純的物理過程，不是軟化過程。磁化水裝置內(nèi)部采用兩組 N,S 極相對的特殊合金永磁材料制成的磁棒，按照 NS， NS 排列，磁場能量很高，可高達 6000 高斯，使用期限為 25 年，磁場強度衰減率為3%，由于磁化裝置使用的是永久磁性材料，無須外加電 源，不耗電能。 目前國內(nèi)已有四項關(guān)于磁水器的專利，這些專利通過選用不同的磁性材料和水流的通路形式來達到使水磁化的目的（ 3）。電磁式磁水器的優(yōu)點是磁場強度容易調(diào)節(jié)，而且可以達到很高的磁場強度，同時磁場強度不受時間和溫度影響，穩(wěn)定性好，但其需要外界提供激磁電源。永磁式和電磁式磁水器在間隙磁場強度相同的情況下效果相同，但各有特點。 1 磁化水的裝置結(jié)構(gòu)和特點 能制備磁化水的裝置稱為磁水器。在工業(yè)鍋爐的除垢防垢、油田的防蠟降粘等方面、醫(yī)學上的磁療等領(lǐng)域中的應(yīng)用取得了一定的成果?，F(xiàn)在這一技術(shù)又重新獲得重視。該技術(shù)由于裝置簡單，不需要任何化學試劑而被美國、日本和前蘇聯(lián)廣泛應(yīng)用并得到發(fā)展。 早在十三世紀，人們已經(jīng)注意到磁化水的醫(yī)療作 用。所以磁化后的水會表現(xiàn)出一些性質(zhì)的變化，如： pH 值、密度、揮發(fā)性、溶解性、表面張力、電導率、沸點、冰
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