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，越來越多的新技術(shù)和組合工藝被投入到項(xiàng)目中。近年來，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)生的磁場中，或磁性包埋顆粒和吸附的污染源利用外磁場進(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、磁場力和磁場性質(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)也會發(fā)生變化，形成不穩(wěn)定的有機(jī)物，容易降解。磁場對光催化氧化處理有機(jī)廢水的強(qiáng)化作用可以通過減小自由基與拉莫爾自旋向量的速度差來加速自由基的轉(zhuǎn)化，加快反應(yīng)進(jìn)程。
四、污水生物處理工藝的磁場增強(qiáng)
磁場增強(qiáng)可以通過磁場能量的作用來實(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：一是磁場直接影響微生物的生長和代謝。不同類型的磁場、磁場強(qiáng)度、磁場持續(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，磁場通過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)化營養(yǎng)物質(zhì)的過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、物理場等外界因素的影響。因此，適當(dāng)強(qiáng)度的磁場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
磁場強(qiáng)化作用下的污水處理工藝由于具有節(jié)能、無二次污染、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景和市場潛力。然而，對這項(xiàng)技術(shù)的大部分研究仍局限于實(shí)驗(yàn)室測試階段。要將其擴(kuò)大到中試甚至應(yīng)用于大型工程項(xiàng)目，亟待解決以下問題。
1、磁極結(jié)構(gòu)。一般來說，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，有必要對磁場增強(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、磁場參數(shù)優(yōu)化。將磁場施加到污水處理過程中，在一定的閾值內(nèi)可以達(dá)到較好的強(qiáng)化效果。如果超過閾值，效果往往較差，甚至低于對照組的治療效果。因此，可以通過收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立數(shù)字模型，不斷優(yōu)化強(qiáng)化污水處理的磁場參數(shù)，最大限度地發(fā)揮強(qiáng)化效果。
4、磁場生物增強(qiáng)機(jī)制。磁場增強(qiáng)生物處理污水的機(jī)理主要從磁場的生物效應(yīng)來解釋，即磁場增強(qiáng)微生物生長代謝過程及相關(guān)酶活性。磁場還具有生態(tài)效應(yīng)。作為外部選擇壓力，磁場也會影響生物處理過程中細(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)。