污水處理行業(yè)發(fā)展迅速，各種污水處理技術(shù)蓬勃發(fā)展。特別是在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域，越來(lái)越多的新技術(shù)和組合工藝被投入到項(xiàng)目中。近年來(lái)，出現(xiàn)了磁增強(qiáng)技術(shù)與污水處理技術(shù)相結(jié)合的新型水污染復(fù)合治理技術(shù)。磁場(chǎng)增強(qiáng)污水處理技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、處理效率高、運(yùn)行成本低、無(wú)二次污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。
一、磁性吸附劑處理污水
將傳統(tǒng)的混凝吸附劑制成磁性嵌入顆粒，加入待處理的污水中。在外力攪拌的作用下，將油滴、顆粒、膠體物質(zhì)等污染源固定在磁性顆粒上，然后將磁性包埋的顆粒及其污染物截留在磁選機(jī)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，或磁性包埋顆粒和吸附的污染源利用外磁場(chǎng)進(jìn)行磁性聚集，提高沉降性能。凈化后的磁粉在磁選機(jī)中的流速、磁粉的粒徑、磁化率、磁場(chǎng)力和磁場(chǎng)性質(zhì)是影響分離效率的因素。
二、趨磁菌處理污水中的重金屬離子
在一定范圍的磁場(chǎng)作用下，趨磁菌可以有效去除污水中的重金屬離子。趨磁細(xì)菌可合成粒徑均勻（35-120nm）、特定晶型、鏈狀排列的高結(jié)晶度磁小體。主要化學(xué)成分為磁性黃鐵礦（Fe3S4）或磁鐵礦（Fe3O4）。因此，在趨磁細(xì)菌生長(zhǎng)代謝的需要下，磁小體可以特異性吸附順磁性金屬離子，實(shí)現(xiàn)其在細(xì)胞外或細(xì)胞團(tuán)外的積累；細(xì)菌以定向方式遷移到固定面聚合，即可完成對(duì)污水溶液中重金屬離子的去除。
三、光磁耦合技術(shù)降解有機(jī)廢水
在紫外光的刺激下，半導(dǎo)體表面產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)與有機(jī)基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使有機(jī)物被去除，局部磁場(chǎng)的高能可刺激污水中的大分子有機(jī)物裂解成C，H元素組成的短鏈分子，水體中的氫鍵結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化，形成不穩(wěn)定的有機(jī)物，容易降解。磁場(chǎng)對(duì)光催化氧化處理有機(jī)廢水的強(qiáng)化作用可以通過(guò)減小自由基與拉莫爾自旋向量的速度差來(lái)加速自由基的轉(zhuǎn)化，加快反應(yīng)進(jìn)程。
四、污水生物處理工藝的磁場(chǎng)增強(qiáng)
磁場(chǎng)增強(qiáng)可以通過(guò)磁場(chǎng)能量的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。磁能可引起污水局部湍流，降低污水溶解氧，從而保證厭氧微生物處理的缺氧環(huán)境。但磁場(chǎng)增強(qiáng)的機(jī)制在生物效應(yīng)方面更為顯著，主要包括兩個(gè)方面：一是磁場(chǎng)直接影響微生物的生長(zhǎng)和代謝。不同類型的磁場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)持續(xù)時(shí)間和微生物自身細(xì)胞的特性所引起的生物學(xué)效應(yīng)也不同。其次，磁場(chǎng)通過(guò)影響微生物功能酶的活性，間接強(qiáng)化了污水處理效果。微生物從外部溶液中吸收、分解和轉(zhuǎn)化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程需要在酶的催化下進(jìn)行。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，容易受到溫度、pH、底物濃度、殺菌射線、物理場(chǎng)等外界因素的影響。因此，適當(dāng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)可以作為一種積極的物理刺激，在一定程度上提高酶的活性。
五、結(jié)論
磁場(chǎng)強(qiáng)化作用下的污水處理工藝由于具有節(jié)能、無(wú)二次污染、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。然而，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的大部分研究仍局限于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段。要將其擴(kuò)大到中試甚至應(yīng)用于大型工程項(xiàng)目，亟待解決以下問(wèn)題。
1、磁極結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，污水處理廠規(guī)模大，覆蓋范圍廣。建設(shè)大磁極利用外磁場(chǎng)加強(qiáng)污水處理存在一定的困難和局限。因此，應(yīng)在占地面積小的新型污水處理工藝（如厭氧氨氧化工藝）的基礎(chǔ)上，推廣磁場(chǎng)強(qiáng)化污水處理。
2、成分復(fù)雜的廢水。大多數(shù)關(guān)于磁場(chǎng)增強(qiáng)廢水處理技術(shù)的研究使用人工模擬的廢水，其污染物成分單一，如雙酚A、剛果紅和單一重金屬離子。廢水通常含有多種污染成分。因此，有必要對(duì)磁場(chǎng)增強(qiáng)廢水處理工藝處理復(fù)雜成分廢水的機(jī)理和效果進(jìn)行深入研究。
3、磁場(chǎng)參數(shù)優(yōu)化。將磁場(chǎng)施加到污水處理過(guò)程中，在一定的閾值內(nèi)可以達(dá)到較好的強(qiáng)化效果。如果超過(guò)閾值，效果往往較差，甚至低于對(duì)照組的治療效果。因此，可以通過(guò)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立數(shù)字模型，不斷優(yōu)化強(qiáng)化污水處理的磁場(chǎng)參數(shù)，最大限度地發(fā)揮強(qiáng)化效果。
4、磁場(chǎng)生物增強(qiáng)機(jī)制。磁場(chǎng)增強(qiáng)生物處理污水的機(jī)理主要從磁場(chǎng)的生物效應(yīng)來(lái)解釋，即磁場(chǎng)增強(qiáng)微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程及相關(guān)酶活性。磁場(chǎng)還具有生態(tài)效應(yīng)。作為外部選擇壓力，磁場(chǎng)也會(huì)影響生物處理過(guò)程中細(xì)菌的演替。從生態(tài)學(xué)的角度，可以更好地揭示磁場(chǎng)生物增強(qiáng)的機(jī)制。這方面的研究需要深入，為技術(shù)工程的應(yīng)用提供更充分的理論基礎(chǔ)。