交变电磁场强化混凝对河水中藻类去除的研究吴思聪1，延克军1，郭恒超2，李立2（1.内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古包头014010；2.盐城工学院土木工程学院，江苏盐城224051）摘要：利用自制交变电磁场磁化装置，进行磁化聚合硫酸铁（PFS）溶液混凝除藻单因素实验和正交实验，确定磁化混凝除藻的优化参数，并与传统混凝进行对比。结果表明，在PFS投加量80mg/L、磁感应强度4.42mT、频率50Hz、磁化时间3min、pH=8.0的优化条件下，藻类、浊度去除率分别为96.7%和99%。磁化较非磁化混凝具有处理效率更高、投加量更少、污泥性能更好、出水余铁含量低等优点。并初步探讨了磁化混凝除藻的机理。关键词：交变电磁场；强化混凝；藻类；混凝效果中图分类号：TU991.22文献标识码：A文章编号：1000-3770(2014)11-0028-004藻类污染一直是一个长期的全球性问题，藻类污染引发的一系列供水安全问题也受到了广泛关注。随着污染日益加剧，常规的混凝除藻工艺存在明显的治理局限和不足。混凝法核心是混凝剂的采用，聚合硫酸铁（PFS）因其优良安全的混凝性能，得到了广泛应用[1]。此外，PFS中Fe3+在磁场中显示磁特性，易被磁化。磁场可以传递能量并对物质的微观结构产生影响。目前，磁场已广泛应用到水处理领域，磁联合其他工艺处理污水可以有效提高净化效率[2-9]。而研发良好性能的磁性混凝剂能提高混凝效果[10-11]。本实验创新性地设计了交流变频电磁感应装置，通过磁化PFS溶液对河水中藻类的去除效果进行研究，充分发挥磁场的特性和混凝剂的优势，以期为藻类等有机污染物的去除提供一种新的可行性手段，对提高水质安全性，降低混凝剂用量具有重要用绝缘纤维纸将铜线线圈包裹起来，外接可调电源。通过计算和检测，线圈内部中心磁感应强度：B0=4.42mTI/A。试剂：PFS（其中Fe的质量分数18.5%）、氢氧化钠、盐酸，鲁戈试剂（4g碘加6g碘化钾溶于100mL蒸馏水中）。所用试剂均为分析纯。1.2实验原水实验原水取自盐城市亭湖区通榆河某支流河段，具体水质参数见表1。浊度/NTU藻细胞/(106cells·L-1)水样取样时间优势藻pH2013-05－2013-0640～13028～607.0～8.5颤藻122013-12－2014-0119.8～37.56～8.47.3～8.0小球藻1.3实验方法采用六联混凝搅拌机分别对夏冬2种水样进行烧杯混凝实验。配置质量分数1.96%（2gPFS固体粉末溶解于100mL蒸馏水）的PFS溶液，调整电流频率、电流，按照设定的时间取定量该溶液进行磁化，再按照300r/min1min、100r/min10min、30r/min10min混凝搅拌，静置20min，于液面下2cm处取上清液测藻数量、浊度。按照单因素实验和正交实验得出的优化水平与非磁化混凝工艺处理相同原水进行对比。1.4分析方法藻含量采用血球计数板镜检计数，浊度采用浊度仪测定。用各指标去除率表示混凝效果。将沉淀后的实验部分11.1设备及试剂设备仪器：XSZ-N107型显微镜，WGZ-200型浊度仪，CT-6021A型pH计，MY3000-6型智能混凝试验搅拌仪，Quanta200扫描电子显微镜（SEM），WT10C型高斯计。自制磁化装置，以聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）塑料管（准=83mm，l=150mm）为线圈骨架，骨架外紧密缠绕铜质漆包线（d=0.47mm）2层共560收稿日期：2014-03-10作者简介：吴思聪（1987－），女，硕士研究生，研究方向为水处理技术；联系电话：15251109591；电子邮件：easeWSC@163.com吴思聪等，交变电磁场强化混凝对河水中藻类去除的研究29絮体置于滤纸上过滤，当水分基本滤干后放入烘箱，当磁感应强度分别为3.54mT和4.42mT时，水样2的藻类和浊度去除率分别达到最大。由于2种磁感应强度下浊度去除效果差距不大，故以藻类去除率为主要指标选定3.54mT为优化磁感应强度，此时水样2藻类和浊度的去除率分别为87.5%和98.4%。PFS溶液粒子受到电磁感应影响，电子绕核运动受到影响，ζ电位升高，稳定性提高，电中和及架桥网铺作用增强；磁感应强度继续增加，线圈产生更多的热耗，粒子获得的电磁能量减少，稳定性下降，去除率降低。2.3混凝剂磁化时间的影响选择混凝剂磁化时间为单一变量，其它各因素数据按前期实验所得数据设定，结果如图3所示。在25℃下持续烘干3h，进行SEM图像分析。结果与讨论22.1PFS投加量的影响选择PFS投加量为单一变...