磁混凝是强化混凝技术手段中的一种，由于磁混凝工艺具有占地面积小、去除效率高、停留时间短、湿污泥含水率低等优点，在市政污水一级处理以及深度处理中已有较多工程应用。但目前对磁混凝研究大多局限于实际工艺处理效果，对于机理研究以及工艺参数方面研究较少。本文主要研究内容是探索磁混凝工艺处理市政污水的最佳工艺参数以及工艺机理并对实际工艺进行优化设计。

       磁混凝工艺参数试验研究表明，磁混凝最佳投药顺序为：磁粉→混合前加 PAC→絮凝加 PAM；最优搅拌参数为：快搅速度 N1=600r/min，快搅时间 T1=60s，慢搅速度 N2=250r/min，慢搅时间 T2=120s；最佳投药量分别是：PAC 为 40mg/L，PAM 为mg/L，磁粉为 200 mg/L。磁混凝工艺对 COD 的去除主要依靠去除悬浮物来去除，悬浮态 COD 去除率约为 70%-90%，而非悬浮态 COD 去除率约为 0-35%。悬浮态 TP 和非悬浮态 TP 去除率均约为 50%-90%。污泥回流会降低磁混凝效果；投药量足够的情况下，砂石介质和磁粉介质对于水处理都有明显的效果，但磁粉投加量更低。
       磁絮体表征分析及机理研究表明：磁混凝机理与常规化学混凝一致，磁粉颗粒能够强化混凝效果主要由于：磁絮体可提高沉淀速度和磁力分离。磁粉成核机理主要为高表面能的成核剂吸附聚集脱稳颗粒并逐渐增大熟化。成核过程控制主要包括颗粒的亚稳态控制和成核剂参数的控制，对于合流制市政污水，磁粉成核絮凝的电位宜控制在-10mV 左右，磁粉投加量宜为 200mg/L，磁粉粒径选择范围宜为 30-75μm。

       磁混凝工艺应用于市政污水处理时，对 COD、TP、SS 去除率分别达到 67.9%、73.0%、79.1%；产泥量与进出水 SS 和泥饼含水率有关，磁粉回收率在 99.0%-99.4% 之间。磁混凝工艺处理市政污水的优化设计主要有以下 4 个方面：

       1、对 COD、TP、 SS 的去除效率与进水水质有关，当进水 COD 小于 350 mg/l、SS 小于 300 mg/l、TP 小于 5 mg/l 时，三项指标出水设计值均可达到城镇污水厂二级排放标准，其中 TP 可以达到一级 B 标准；

       2、当处理水量在 6 万 m3/d 以下，工艺允许占地面积低于 250m2/（万 m3/d）时，高梯度磁分离机相比斜管沉淀池更适用于磁絮体的分离；

       3、优化设计池体尺寸以及搅拌电机功率，使混合池的 G 值提高至 541 s-1，絮凝池的 G 值降低至 252 s-1，能取得更好的处理效果；

       4、PAC、PAM、磁粉的投药量应分别控制在 400kg/万 m3、10kg/万 m3、20kg/万 m3。