(1) 去除COD的效应与分析
在水中有氧的情况下,通过改变磁感应强度、水温、磁化流速等对各种污水进行了一系列实验,结果表明:水温对污水瞬间通过磁化器直接去除COD没有影响。磁化流速2.5m/s时最好,这时对形成核磁共振比较有利,磁化去除COD的能力较强。常温下磁化流速2.5m/s左右,磁感应强度0 .2 6 2~0 .3 1 5T下,上述各类污水的COD直接去除率平均医院污水为2 5. 4%,印染废水为2 1 . 2 % ,城镇污水为1 6 .4% (磁化流速为2 . 5m/s时为2 0 . 0 % )、橡胶业废水为1 1 .3 % ,造纸废水为8. 1 % ,葡萄糖水为1 7.8% ,淀粉水为1 1 . 1 % ,氨水为 8.1 % 。另外,为查明瞬间磁化直接使COD减少的原因,还对去离子水、自来水和城镇污水磁化前后的溶解氧进行测试。常温下磁化流速2 . 0m/s,最佳磁感应强度0 .3 1 5T,4组去离子水磁化前后的溶解氧浓度不变,磁处理对溶解氧无影响;,5组自来水磁化后溶解氧略有降低,平均减少4. 1 % ;1 2组城镇污水,磁化后溶解氧平均减少2 4. 7%。这种瞬间磁化使污水有机物降解和溶解氧减少的现象,称磁处理污水的直接效应。这一作用并非水中微生物酶引起的有机物分解,也非磁化使水中有机物分子的化学键断裂,而是磁处理引起核磁共振激活了水中的溶解氧,促使部分有机物氧化分解。这可从三个方面来分析:一是上述实验中,葡萄糖、水、淀粉水、氨水均为蒸馏水配制,其中没有微生物,显然瞬间磁化使污水COD降低并非微生物酶的作用;二是水和有机物分子的化学键断裂,需要消耗相当大的能量,如水分子的氢键断裂需 4~ 6千卡 /克分子的能量,如此之低的磁感应强度所提供的能量很小,无法使化学键断裂;最后,B?帕特罗夫的实验一定程度上证实了上述论断,他使有溶解氧的水连续从感应磁场中通过,水中则产生5× 1 0 -5%的h2O2 ,这是一种很强的氧化剂,可使水中的有机物直接氧化分解。另外,我们还做了对污水多次连续反复磁化的实验,如图 2 ,可见随着磁化次数的增加,每次去除COD的比率急剧变小,并趋于水平。因此,将磁处理技术应用于实际时,应使磁处理器间水流有一段时间的恢复过程。经验表明,水力滞留时间约 2~ 3d以上为佳。
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图 2 COD随磁处理次数增加而降低的关系
厌氧条件下磁化对提高水中有机物分解也有很好的效果,且更为显著。我们取 4组城镇生活污水做实验,温度保持在40℃,最佳磁感应强度仍为 0 .3 1 5~ 0 .3 6 8T,厌氧培养10d测试COD,表明磁化使COD的去除率提高2 1 %~2 8% ,平均为2 4.5% 。其效果即使肉眼也能清楚看出,但机理尚需进一步研究。