磁化-光合细菌耦合磁种絮凝-高梯度磁分离模块化装置处理印染废水设计吴士筠,孙育平，王亚琦，张华丽（武汉长江工商学院工学院，湖北武汉430065）摘要：为响应国家“十二五”期间的节能减排工作，我们通过试验，设计了一套磁化技术-固定化光合细菌复合系统结合磁种絮凝-高梯度磁分离装置，目的是为了解决纺织工业染料废水处理进程中，减轻产生的印染废水对水体的污染影响。同时，这种装置，能降低现有污水处理设备的能耗和物耗，实现企业自身节能减排目标。关键词：光合细菌；磁化；磁分离；模块化中图分类号：文献标识码：A文章编号：2044/ZY（2013）02-0000-00整体装置为磁化、光合细菌复合菌生化处理、絮凝及磁分离、活性炭过滤四部分组成。基本设计思路为印染废水通过磁场经磁化后，再通过复合光合细菌生化反应池，经反应后再投加磁种和絮凝剂，再通过石英砂柱和可调磁场强度的永磁体组成的磁分离主体装置，在磁场和过滤填充材料的双重分离作用下，使得污水中的磁性和非磁性污染物都得到分离截留，最终废水通过颗粒活性炭过滤以达到深层净化水质的目的。该整套装置模块设计简单灵活，创新之处在于模块化的设计，几大模块的优点：第一，采用瞬间过磁技术，使废水磁化，改变物理化学性质，提高废水的可生化性，设备体积小、结构简单、维护容易、费用低、占地少、且无二次污染；第二，采用钕铁硼强磁材料替代电磁体，避免了电磁铁带来的耗能高、易烧毁等问题；第三，光合细菌固定化处理进行，并且联用厌氧菌和光合细菌复合菌处理印染废水，提高处理污水效率，可循环回收利用，减少了运行中的物耗；第四，高梯度磁分离设备采用分层反冲洗技术，冲洗石英砂滤层中回收磁种，浸泡冲洗活性炭颗粒层恢复吸附力，从而提高使用寿命，减少运行成本的目的；第五，制备新型羧甲基壳聚糖铁()Ⅲ配合物有机高分子絮凝剂，联用磁种共同絮凝，便宜高效，且不产生二次污染；第六，它是一项无污染、施工方便、成本低廉的技术,可在各个污水处理领域具有广泛的适用性和推广价值。可根据废水水质情况选择适当的生物菌种，磁种絮凝和磁分离工艺，即对相应的功能模块进行调整；同时运行维护成本低，易于实现自动化程度高的废水处理一体化装置。一、研制背景及意义（一）背景介绍印染工业是环境污染中及其严重的产业之一。染料工业废水中含有多种具有生物毒性或“三致”性有机物。据报道：水环境中偶氮染料，如酸性黑52，直接红81等对淡水中微生物群具有毒性，引起淡水水生生态系统微生物的减少，同时造成水体透光率降低，导致水体生态系统的破坏。染料废水有机物成分复杂浓度大、废水量大、色度高、毒性大，同时其排放的间歇性、多变性增加了处理的难度。因此，染料废水是一类成分复杂难降解基金项目：武汉长江工商学院大学生创新项目，项目编号“S2012032”,“S2012035”。作者简介：吴士筠（1959-），女，武汉长江工商学院高级实验师，学士。研究方向：生物工程；孙育平（1980-），男，武汉长江工商学院环保工程师，硕士。研究方向：有机废水处理。的废水，很难用单一的模式法等，但都存在各自的优缺点。目前处理印染废水方法有物理法、化学法、物理化学法以及物化-生化组合法[1]。磁场是一种具有特殊能量的场，水通过磁场经磁化后，水的密度、渗透压、溶解力，水与固体界面的接触电位差都发生改变，研究表明，磁处理作用对水体的理化性质有一定的改变作用，适当强度的磁处理对污染水体的溶解氧、COD、BOD等具有一个瞬间的降低效果。同时适当强度的磁处理对微生物、藻类等的生长有一定的促进作用。由于磁技术有以上诸多优点，并且对微生物有着促进作用，使得磁技术结合微生物处理污水成为一个重要的方向。光合细菌是一类以光作为能源、能在厌氧光照下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物，广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处。光合细菌的菌体以有机酸、氨基酸、氨和糖类等有机物和硫化氢作为供氧体，通过光合磷酸化获得能量，在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖，同时达到净化了水体的目的。因此，在利用光合细菌处理...