摘要：利用自制磁化裝置， 分別對處理水樣， 溶解PAC的水溶液、PAC溶液進行了磁化， 分析了磁化對PAC（聚合氯化鋁） 混凝效果的影響。研究表明， 在給定磁場下， 磁化處理水樣和PAC溶液的出水濁度隨磁化時間的增加呈現先下降再上升的趨勢； 磁化溶解PAC的水溶液的出水濁度隨磁化時間的增加逐漸減小。在投藥量相同的情況下， 磁化水的處理效果好于非磁化水。

混凝沉淀處理是水處理的關鍵環節，它直接影響后續處理工藝的工況、出水水質和處理成本，而混凝技術是影響絮凝沉淀處理方法的重要因素，因此開發質優價廉、無毒的混凝劑和對現有混凝技術加以改進一直是水處理領域研究的熱點。

磁場會對許多物質的物理化學性質產生一定的影響，目前各領域均有研究及應用，磁場究競對水的結構產生如何的作用目前尚無定論。有關實驗表明，水可以依靠氫鍵的作用形成較長的締合分子，在磁場的作用下，它被截斷為較短的締合水分子，從而使水的活性增加。而且水的表面張力也較磁化前增加，溶解度也會增加。鑒于此，波濤聚合氯化鋁廠家在實驗室進行了磁化混凝研究。

1.1試驗儀器及藥劑

WGZ-200型濁度儀，MY3000-6智能型混凝試驗攪拌儀。

磁場裝置為自制的電磁鐵線圈：線圈骨架直徑10cm（略大于1000mL燒杯底內徑），高度為17cm，骨架外部順時針纏繞漆包線，外接可調變壓器（0~250V），由變壓器調節電壓，以使骨架內部產生磁場。

本實驗所用混凝劑為市售聚合氯化鋁（PAC） ， 實驗中所使用的混凝劑的濃度為20g/L^-1。

實驗用水為濁度150NTU自配模擬水樣：用0.1mm的分子篩篩取高嶺土，在自來水中加入一定量過篩后的高嶺土，攪拌均勻，靜置12h，取上清液作為試驗水樣（pH=7.5， 濁度為150NTU） 。

1.2試驗方法

為了考察磁場對PAC（聚合氯化鋁）混凝效果的影響，實驗通過磁化處理水樣、延長磁化時間；磁化溶解PAC的水溶液、磁化PAC溶液4種方式來進行。混凝方法：將裝有1000mL實驗水樣的燒杯置于六聯混凝攪拌器上，加入預先設計好的投藥量，設置轉速300r·min^-1快攪1min，100r·min^-1攪拌10min、 30r·min^-1攪拌10min，靜置10min后，取上清液進行分析。

2、結果與討論

2.1磁化處理水樣

將處理水樣分為兩組，一組水樣不進行磁化，直接進行混凝實驗；另一組水樣放于電磁裝置中，在磁場強度為800高斯的磁場中磁化4min后，放于混凝實驗攪拌儀上，分別加藥0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml、3.5ml進行實驗，待靜置完畢后取上清液分析。試驗結果如圖1所示。

由圖1可以看出，當投藥量較小時，磁化水與非磁化水的剩余濁度隨投藥量的增加而降低，之后二者的出水濁度隨投藥量的增加反而升高。當投藥量為1ml時，磁化水剩余濁達到較低點，當投藥量為2ml時，非磁化水剩余濁達到較低點，且前者比后者濁度低。其原因可能是：水受到磁場的作用，分子鍵斷裂，膠體物質增加，膠體物質吸附離子帶電進而引起電導增加。而混凝主要是去除膠體物質，磁處理能增加水中的膠體物質從而能增加混凝除濁效果。所以磁化水出水濁度低于非磁化水。以上分析說明磁化不僅可以提高出水水質，還可以降低投藥量。

2.2延長磁化時間

將處理水樣放于電磁裝置中，在磁場強度為800高斯的磁場中分別磁化1min、2min、4min、6min、8min、10min、12min后，放于混凝攪拌機上，加藥進行混凝實驗，待靜置完畢后取上清液分析。試驗結果如圖2所示。

由圖2可以看出，出水濁度隨著磁化時間的延長呈現先下降后上升的趨勢，并在4min達到較小值。其原因可能是水樣中的粒子受到磁場力的作用，形成結構松散、形狀較大的聚合體，這種聚合體在混凝劑的作用下，能夠形成更大的絮體而快速下沉，使出水濁度降低。隨著磁化時間的延長，水中含有的懸浮物和其它粒子在強磁場作用下，會產生磁能共振，磁能共振的能量會將水中微粒的分子鍵打斷和重新排列而改變物質的物化性能。懸浮物和其它粒子由于鍵斷裂，形成了較多膠體物質，膠體能產生Tyndall效應，使散射光增加，透射光減少，濁度增加。所以出水濁度隨著磁化時間的延長呈現先下降后上升的趨勢。

2.3磁化溶解混凝劑的水溶液

將蒸餾水放于800高斯電磁裝置中，磁化時間1min、2min、3min、4min、5min、6min、8min、10min、12min后，移取50ml溶解PAC，待完全溶解后，移取2ml加入處理水樣進行混凝試驗，待靜置完畢后取上清液分析。實驗結果如圖3所示。

由圖3可以看出，出水濁度隨著磁化時間的延長呈現下降趨勢，當磁化時間達到6min之后出水濁度變化不明顯。原因可能是：以磁化水為溶劑配制聚合氯化鋁的聚合形態發生了改變，其中Alc的含量減少，Ala、Alb的含量均有所增加，而聚合氯化鋁中Alb含量的增加有利于絮凝劑絮凝性能的提高。隨著時間的延長，聚合氯化鋁中Alb含量的增加，有利于絮凝沉淀的形成，因此出水濁度隨著磁化時間的延長呈下降趨勢并逐漸趨于穩定。

2.4磁化混凝劑溶液

將PAC溶液置于800高斯電磁裝置中，磁化1min、2min、3min、4min、5min、6min、8min、10min、12min后，移取2ml，加入處理水樣進行混凝實驗，待靜置完畢后取上清液分析。實驗結果如圖4所示。

由圖4可以看出，出水濁度隨著磁化時間的延長呈現先下降后波浪型上升趨勢。這說明磁化對液體聚合氯化鋁的混凝效果有一定正面的影響。

3、結論

（1）在投藥量相同的情況下，磁化水的處理效果要好于非磁化水。說明磁化不僅可以提高出水水質，還可以降低投藥量。

（2）在給定磁場下，磁化處理水樣和PAC溶液的出水濁度隨磁化時間的增加呈現先下降再上升的趨勢。

（3）磁化溶解聚PAC的水溶液的出水濁度隨磁化時間的增加逐漸減小。從磁化溶解混凝劑的水溶液和磁化混凝劑溶液的混凝效果來看，磁場對其都有一定正面影響，有利于混凝沉淀的生成。