我國對水環境要求提高及對回用水水量要求提高，并且對排入重點流域污水排放標準趨于嚴格，許多地區要求污水處理廠排放標準執行主要指標達到地表水Ⅳ類標準，河湖景觀、城市綠化等使用再生水，為此許多污水處理廠面臨著提標改造的任務。在城鎮污水處理廠中，混凝作為重要的深度處理單元而得到廣泛應用，決定著污水處理廠最終出水水質，占有重要的一席之地。傳統混凝工藝是投加混凝劑之后投加助凝劑，去除水中的各種顆粒物和有機物等污染物；通常情況下，去除率取決于污染物物理化學性質和混凝劑的水解形態分布特征。但傳統的磁混凝沉淀工藝存在以下缺點：①水力停留時間長，占地面積較大；②需要出水TP<0.5mg/L，則藥劑投加量很大，增加水處理成本。而達到國際地表水Ⅳ類水標準，需要更多的化學藥劑，如PAC、PAM等藥劑的使用。而過多的化學藥劑一旦流入到生化處理系統里面，會對微生物造成不利的影響，進而影響污水廠出水水質。

自上世紀60年代，國外開始將磁分離技術應用于煤炭、礦石、生物等工程的多種廢水；70年代中期以來，我國開始將該技術應用于煉鋼、軋鋼廢水的處理。克服了傳統混凝工藝缺點，將磁分離和混凝絮凝沉淀結合衍生出的磁混凝技術以占地面積小、運行費用低、有效的去除水中的SS、磷、COD、濁度、藻類細菌以及重金屬等特點，成為一種新型的高效水處理技術，已在城鎮生活污廢水、工業廢水、受污染河湖水以及飲用水中得到了成功的應用。

磁混凝技術是在普通的混凝沉淀工藝中加入磁粉，使磁粉與絮凝體有效地結合，在沉淀池中絮體和磁粉一起更快速沉淀。其原理是根據物質本身所具有的磁敏感性或外加磁性材料，借助磁場作用對水中膠體、分散顆粒等污染物質進行分離或去除。磁混凝工藝是將磁分離技術與絮凝技術聯合用于水處理，磁粉的加入強化絮凝效果，結合絮凝劑而形成的磁性絮體，能夠更加快速的沉降。

磁混凝工藝有污泥回流及磁鼓設施，沉淀之后的磁粉和絮體一部分回流到反應池循環使用，節約了混凝劑用量，同時也增大了反應池污泥濃度；另一部分則通過磁鼓將磁粉從污泥中分離出來，污泥進入污泥處理單元，磁粉回到反應池循環使用，使得磁粉損耗率降低。磁混凝沉淀工藝流程圖如圖1所示。

磁混凝沉淀工藝流程圖

磁粉的密度比較大，且磁性絮體相互吸引、結合，生成的絮體比重大、含水率低，有利于加快絮體沉降速度，從而縮短了沉降時間[7]，達到高效沉淀的目的。磁混凝工藝主要過程包括磁絮凝反應過程、固液分離過程、污泥回流過程和磁粉回收過程。磁絮凝反應過程是將水中污染物和水處理藥劑及磁粉進行絮凝形成大且密實的絮團；固液分離過程是在工藝沉淀區絮團依靠自身的比重進行沉降，從而將污染物質從水體中分離出來，沉降速度一般能達到40m/h；污泥回流過程是沉降下來的絮團回流到反應池，使得磁粉和混凝劑循環使用；磁粉回收過程是通過高剪切機和磁鼓將剩余污泥和磁粉分離開來，磁粉回到反應池循環使用，污泥進入污泥處理單元而排出本系統。

磁混凝工藝是普通混凝沉淀工藝的升級，其表面負荷可達20~40m3/（m2·h），出水SS和TP可以直接達到城鎮污水處理廠一級A排放標準。此外，在工程及運行上還有如下優點：

• 占地面積小

50000m3/d的系統占地約為500m2，為常規工藝的1/10，甚至更低；

• 運行費用低

智能化控制，日常維護簡單，與普通混凝沉淀工藝相比，能節省10%~20%藥劑投加量；

• 水力停留時間短

表面負荷高達20m3/㎡·h以上，沉降速度在40m/h以上，系統水力停留時間小于20min；

• 建設周期短

高效的設備集成，可模塊化，從設計到運行，如5萬t/d水廠僅需3~6個月；

• 抗沖擊負荷能力強

系統內部有較高的磁粉及絮體含量，且加藥量及污泥回流量可隨來水情況而調節，因此在高水量或高污染負荷情況下依然可以穩定運行；

• 磁粉回收率高

磁粉99.9%以上的回收率，損耗折合費用約為0.006元/m3，減小了運行成本。

此外，在*情況下，出水TP為0.05mg/L、SS為0.8mg/L、濁度小于1NTU，石油類、藻類去除率高達99%，及高效的重金屬離子和COD、BOD去除率。