摘要：在我国城市化进程不断加快这一事实的促进下，越来越多的乡镇人口涌入到大城市中。一方面加快的城市的发展，另一方面也让城市的基础设施面临着严峻的考验，人口的增长与工厂的兴建让污水的排放量大大增加，本文以磁场强化技术作为切入点，深入分析我国污水处理技术的发展与前景。
关键词：污水处理；降解机理；磁场强化技术
引言
污水的处理问题一直是环境保护行业中非常关键的一个问题，由于污水的组成成分复杂，对于污水的处理一直都是一件高成本的事情。而新兴的磁场强化技术就是我国污水处理技术一个很好的突破口，借助于磁场强化技术成本低、无二次污染、处理效率高的特点，为我国的污水处理行业打开新的局面。
一、磁性吸附剂处理污水
（一）作用机理
传统的吸附剂是以颗粒活性炭以及磺化煤等介质对污水中的油渍有机颗粒进行吸附工作，这种吸附剂的使用成本比较高，效率也很低，而新的磁性吸附剂是将传统的吸附剂改制成磁性颗粒投入到污水中，在外界力量的干预下，污水中的胶体、大颗粒、油污等污染源可以很好地固着在磁性大颗粒上，在进行充分的吸附之后，将磁性颗粒打捞上来，放置在专用的磁分离器中，在强大的磁场中，磁性颗粒上附着的污垢被有效地截留下来，清理干净的磁性颗粒重新投入污水中进行吸附，从而形成一套完整的吸附循环。
（二）实验效果
经过研究表明，在20℃的条件下，在PH值4.0的酸性环境中，直径为8nm的磁性颗粒的吸附容量可以达到35.46 mg/g，这个数据要远远高于普通的活性炭粒子所能达到的吸附峰值。同时在对于含有Hg2+的废水进行清理的时候，采用热熔法将Fe3O4打造而成的磁性颗粒对于Hg2+的吸附效率达到了惊人的99％，Hg2+的浓度由24.18μg/L直接下降低至0.242μg/L。吸附的效果非常明显。此外，运用沉淀聚合法根据将1－乙烯基咪唑当作是本体研制出的磁性亲水钴离子聚合物，其在吸附工业废水中的Co2+元素的时候达到的很好的效果，其吸附的效率也达到了96％以上。
二、光磁耦合技术降解有机废水
（一）作用机理
对于废水中的有机污染物来说，比较常见的处理手段是要利用光催化氧化反应来进行降级工作，而在光磁耦合技术中，利用紫外光的照射，半导体表面之下的电子空穴对能够与有机物基团形成了很好的化学反应，在这种化学反应的过程中，水中的有机物被很好地去除了。在强大的磁场的作用下，污水中的大部分有机物都应为成熟不住高强度的磁场刺激，裂化成了由单一的C或者H元素构成的短链分子，这种有机物的裂化反应让污水中的氢键结构发生了巨大的变化，从而在污水中形成了非稳定状态的有机物，这些有机物的化学状态非常不稳定，很容易通过技术手段将其降解掉。
（二）实验效果
在UV（紫外线光解）以及PM-UV（磁化紫外线光解）对于苯系污染物的实验中，验证了0.2 -0.3T强度区间的磁场能够凭借加速苯系物溶解光解的过程中单重态自由基朝着三重态自由基的演变，这个演变的过程可以大大加快苯系污染物的光解过程，当采用0.32T的环境对于苯系污染物进行两个小时的光解，最终提取的数据表明，其处理能力比传统的技术提升了将近一倍。甲苯的光解效率提高了1.97倍，半衰期缩短50％，二甲苯光解速度提高了2.42倍，半衰期缩短41％。可以说效果非常显著。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时对于利用光磁耦合技术针对亚甲基蓝废水净化能力的研究表明，在反应器的底物防止的磁铁所产生的静态磁场能够非常明显地提高光催化氧化效应的反应时间，在这个静态磁场中，亚甲基蓝偶氮键以及苯环都发生了断裂现象，在施加了磁场之后，COD去除率以及驼色率分别提高了25％、24％。在磁场强度为250mT，PH值11的强碱性环境中，当TiO2投加量达到1g/L的标准时，废液的脱色率达到86％，COD的去除率达到了82％，去污的效果非常好。
同时在通过旋转磁场作用条件下，采用光磁耦合法对亚甲基蓝废水进行降解的实验表明，旋转磁场清除亚甲基蓝废水的效果与静磁场的去除效果基本保持基本一致，在磁场强度为50mT，以120分钟为反应时间的条件下，当自制光催化复合纳米颗粒NiO•3ZnO•7Fe2O4 /ZnO投放量达到1.2g/L的时候，亚甲基蓝去除率达到93％。效果可是说是非常的显著。
三、趋磁细菌处理污水中重金属离子
（一）作用机理
研究表明，在磁场的干预下，趋磁性的细菌可以对废水以及污水中含有的重金属有效地去除。这些趋磁性细菌能够合成高晶度的磁小体，这些磁小体的大小一般均在40-120nm之间，非常匀称，呈现出链状的排列结构。其化学组分为Fe3S4以及Fe3O4，在这种情况下，趋磁性细菌为了自身的生长以及自身新陈代谢的要求，这些由细菌组成的磁小体就可以快速吸附污水中的顺磁性金属离子，让污水中的这些重金属离子在趋磁性磁小体的体内进行沉淀与积累。在积累到一定的程度之后，通过外部磁场的影响，包裹着顺磁性的重金属离子的趋磁性细菌就会移动到规定的区域进行汇集，这样就完成了对于污水中重金属离子的清除工作。
（二）实验效果
在含有Cu2+以及Zn2+的废水进行磁场与趋磁细菌联用技术的实验，实验的结果表明。当环境的温度保持在25℃，经过一个小时的吸附，以4000Gs的磁场强度为背景，磁场与趋磁细菌联用技术比单独使用趋磁细菌技术，对于Cu2+的去除率提高了44%，对于Zn2+的去除率也提高了43%。而且更为重要的是，该实验实现了趋磁性细菌高效的分离以及重金属离子的再回收工作。
同时，在处理含有Ni2+废水的实验中，当磁场强度为100Gs，温度保持在20℃，PH值为5.0的环境中，当趋磁性细菌的总量为80g/L是，经过一个小时的吸附，趋磁性细菌的分离效率达到了98%，而且也实现了污水中重金属离子的同步分离效果。不过这里需要注意的是，在对于Ni2+进行分离的时候，对于分离器中的金属丝的位置有着特殊的要求，需要磁分离器中的金属丝框与磁场的方向保持垂直的关系，当方向不是垂直的时候，实现的效果并不理想。
四、需要解决的问题
磁场的强化作用对于污水的处理是具有非常重要的促进作用的。但是由于这种技术目前还处于实验的阶段，并没有进行大面积的推广，因此在实际的工作中会遇到很多的困难。一方面是磁极的建设，污水处理厂的占地面积比较大，建设大型磁极对于技术的要求非常高，就目前的科技水平而言，很难办到。另一方面废水的成分复杂，由于该技术还处于实验阶段，只能对小部分重金属以及微生物进行清理，而污水的组成成分非常复杂，需要进行更为深入的研究与实验。
五、结束语
磁场强化技术对于我国的污水处理行业来说是一个难得的机遇，它克服了传统的污水处理工艺成本高、效率低，容易产生二次污染的特点，具有很好的发展前景。因此，要对磁场强化技术投入更多的精力与资金，保证该技术逐步走向成熟。
参考文献：
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论文作者:黄宁发
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：磁场论文; 污水论文; 磁性论文; 技术论文; 细菌论文; 废水论文; 颗粒论文; 《基层建设》2019年第13期论文;