水凈化和水溶液如何將引入的化合物還原到水凈化系統(tǒng)中是一個難題。除了使用活性炭吸附外，一些物理方法也可以進行嘗試，因為通過(紫外線)輻射或磁場(超聲波或電磁)對水進行處理，可能會影響結(jié)構(gòu)的變化。受磁場影響的水中粘度，表面張力和蒸發(fā)焓增加。這些物理參數(shù)的增加導(dǎo)致分子相互作用，從而改變水的化學(xué)性質(zhì)。本期測試弱磁場對活性炭和其他吸附材料過濾過程中鐵錳化合物去除的影響。

　　磁化水和過濾材料的實驗

　　該實驗在實驗室規(guī)模上進行，其中研究由八個分離漏斗組成。將各個分離漏斗成對分組并填充相同量的活性炭和其它吸附劑的過濾床。在每對分離漏斗中，一個用于對照樣品(不含磁性)，而另一個用于磁化樣品。對照和磁化樣品分離漏斗中各個過濾材料的重量一樣。將鐵錳化合物加入到蒸餾水濃縮制備實驗用的水溶液。對于磁化過程，使用永磁鐵氧體磁鐵進行磁化。然后通過填充有活性炭和其它吸附劑的沉積物過濾溶液。未校正樣品的pH。pH的差異與添加單獨的金屬標準溶液有關(guān)。圖1顯示了制備用于過濾和過濾過程的模型水樣品的過程。

　　圖1：控制和磁化樣品制備過程圖。

　　磁場對活性炭去除鐵錳化合物的影響

　　從水中除去鐵和錳可以通過許多常規(guī)方法進行。通常，除鐵的本質(zhì)是Fe(II)離子氧化成Fe(III)并通過沉降和過濾從處理過的水中除去沉淀的Fe(OH)3沉積物。然而，脫錳包括將Mn(II)離子氧化成Mn(IV)和以MnO 2沉積物形式沉淀。用于從水中除去這些金屬的方法由它們在處理過的水中發(fā)生的形式?jīng)Q定。我們在水過濾和從水中去除鐵和錳的實驗方面有經(jīng)驗，并且已經(jīng)開展了一種新工藝的研究，該工藝可以通過傳統(tǒng)方法提高鐵和錳的去除效率。因此，進行測試以確定磁場對活性炭的過濾過程的影響。水磁化實驗的目標不是鐵還是錳氧化，影響的是水分子的排序。首先測試活性炭和其他吸附劑單獨對樣品水的過濾情況，發(fā)現(xiàn)僅在通過活性炭過濾的樣品的情況下，樣品中的鐵濃度至磁化低于對照樣品。在該床中除鐵的計算效率在對照樣品中約為83%，在磁化樣品中為93%(圖2)。在活性炭過濾過程中，鐵去除效率的差異計算為約3%，有利于用磁化處理的樣品。

　　圖2：活性炭除鐵效率對原水中初始濃度的關(guān)系。

　　使用兩種不同原料的活性炭作為吸附劑：由煙煤制成的活性炭和來自獸骨的活性炭。這些材料的磁特性表明，來自煙煤的活性炭是鐵磁性材料，而骨碳是順磁性材料。在兩種吸附劑的情況下，沒有進行任何額外的改進來改變或改善它們的磁性。獲得的吸附結(jié)果取決于活性炭和吸附物的磁性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于其鐵磁性，活性炭在外部磁場的作用下效果更好。有增加的吸附能力金屬去除效率的差異是由于水磁化的時間。

　　在最后一系列試驗中，作為所進行的工作的一部分，使用錳模型溶液進行試驗。在計算的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)在通過活性炭的過濾過程中用磁場處理的樣品中錳的去除效率更高。各濾床上錳和對照水之間的錳去除效率差異(圖3)。另一方面，磁場的使用增加了水的飽和度，其中氧氣是Mn(II)氧化反應(yīng)為Mn(IV)所必需的。其他吸附材料具有化學(xué)惰性，因此通過使用磁場對水的物理和化學(xué)性質(zhì)的影響不會提高鐵和錳離子的效率。

　　圖3：活性炭除錳效率對原水中初始濃度的關(guān)系。

　　目前對水及其溶解組分的多種不同類型的磁場效應(yīng)。最常提到的包括：對碳酸鈣晶體沉淀的影響，包括它們的類型和沉淀位置對硫酸鈣沉淀的影響，pH隨時間的變化，在規(guī)定的時間內(nèi)保存上述性能又稱磁記憶，減少水的表面張力，改變鋼的腐蝕速率等。沒有關(guān)于磁場對從水中去除鐵和錳的影響的實驗，因此我們測試了磁場對在各種填充物和活性炭過濾過程中從水中去除這些元素的影響的影響。基于對支持該過程的磁場的應(yīng)用進行的研究，發(fā)現(xiàn)磁場對提高過濾過程的效率具有影響。在得到的結(jié)果證實了磁場可以影響活性炭和其他材料過濾水。

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