2.1.农村生活污水产排特点
农村生活污水的来源与农户生活用水习惯息息相关，农村居民生活活动所产生的污水，主要包括冲厕、洗涤、洗漱、洗澡和厨房等排水，不包括工业废水。相比城镇而言，农村居民单户污水产生量较少。另外，农村用水量和生活污水排放量与地理位置、供水设施的完善程度、改厕模式、经济发达程度、季节以及农村居民的用水习惯等因素有关。通常水量具有随时间、季节变化的规律，之中有2~3个高峰期，分别出现在早中晚，而午夜到凌晨这段时间用水量和污水产生量很少甚至无。季节对用水量和污水产生量的影响基本呈现夏季>春季≈秋季>冬季的规律，夏季由于居民洗漱次数及用水量增加，排水量高于其他季节；冬季会在春节前后呈现一个短暂的用、排水高峰期。根据农村居民生活供水和用水设备条件的不同，其人均用水量20升/天~100L升/天不等，排放量占用水量的百分比30%~90%不等。可见不同情况下的农村居民的用水现状、生活习惯、经济条件、发展潜力等直接影响农村生活污水的产排特征。
2.2.农村生活污水水质特征
农村居民的排水水质因排水类型不同而差异较大，其随污水来源、有无水冲厕所、时段特征等变化幅度较大。同城镇生活污水相比，农村生活污水污染物浓度低、种类简单、水质水量波动较大，很少含有重金属和有毒有害物质，但含有较多的合成洗涤剂以及细菌病毒、寄生虫卵等。农村生活污水可生化性好，但碳源有些不足，对排放标准要求较高的敏感区域，需额外补充碳源(如葡萄糖、乙酸钠或复合型碳源等)才能提高总氮去除率。农村生活污水每日有两种高峰时段对水质影响较大，如在做饭高峰期时，会使水质中油份、SS浓度偏高；如在洗漱高峰期时，会使水质总氮、磷、阴离子表面活性剂浓度偏高。对CODCr贡献率影响而言，从高到低依次排列为厕所污水>洗衣污水>厨房洗刷水；对TP贡献率影响而言，从高到低依次排列为厨房的淘米水>含磷洗衣洗涤水>洗澡水。结合山区实地调查，并根据农村综合排放后的水质情况，得出其排水主要污染物指标范围值为CODcr90~220mg/L，NH4+-N5~30mg/L，TP2~6mg/L。
2.3.山区分散式农村生活污水典型特征
山区农村居民居住较为分散，地形复杂，地势高差大，敷设管网的难度相对较大，不适合或不需要大范围铺设污水管网和建设规模较大的污水收集系统及处理系统。对地形复杂、位置偏远的山区村庄，不便集中收集处理，可按地势、地形特点将农村居民分为几个片区，各片区内敷设污水管道或污水暗渠收集村民排放的生活污水，分别就近分散建设污水处理设施。污水分散处理设施宜采用一体化装置。污水进入一体化装置之前应进行预沉淀处理，可采用已建成的化粪池作为沉淀处理单元。当采用一体化装置出水不能满足要求时，宜可增加自然生态处理工艺段。村民洗衣、淋浴及厨房洗涤等低浓度生活污水可直接采用生态处理后排放或资源化综合利用。
近年来，某公司污水场接收的含油污水水质急剧下降，集中表现为水体含油浓度高，含有大量添加剂，存在大量絮状悬浮物，成分复杂。该公司结合当前污水水质和原有工艺的实际情况，处理后的污水水质目视较为清澈，石油类单项指标基本合格。然而，因为污水中杂质过多，成分过于复杂，其他污染物指标包括COD、BOD、SS、总余氯及挥发酚等处理效果不尽理想，不能满足现行环保排放标准，亟待解决。为保障海洋环保工作和港口生产的顺利进行，该公司根据当前污水水质，将过去数年来的污水处理实践经验与目前主流的含油污水处理技术有机结合，解决近年来困扰的污染物超标问题
2、污水处理工艺的研究及应用
2.1 含油污水处理技术研究
现状当前，污水处理技术主要分为物理处理技术（重力法、气浮法）、化学处理技术（絮凝法、电化学法、O3/UV氧化法）、生物处理技术（生物法）。受条件限制，每种技术都各有其优缺点。综合污水水质和作业环境差异等因素影响，在实际设计污水处理工艺过程中，一般需采用多种技术组合使用。
2.2 实验原理的选择
根据原水水质化验数据，本研究应用在处理过程中主要考虑去除的污染物指标包括COD、BOD、SS、石油类、总余氯及挥发酚。其中，重难点指标为COD、石油类、总余氯及挥发酚。
2.2.1 COD的去除
本试验污水为船舶洗舱水、海洋油脱水等混合经初步静置隔油处理后的工业废水，污水COD成分复杂，生化性差。不适合采用生物处理法，将主要选择混凝沉淀、氧化还原等物理化学处理法。混凝沉淀法是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。氧化法是以产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）为特点，使大分子难降解有机物被氧化成低毒或无毒的小分子物质。
2.2.2 石油类的去除
石油类污染物一般包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。粒径大于100μm的可浮油，可以依靠油水相对密度差从水中重力沉降出来或采用隔油法去除。粒径在100~1000nm的微小油珠易被表面活性剂和疏水固体包围而形成乳化油，稳定地悬浮于水中，这种状态的油不能用静置法从废水中分离出来，需采用絮凝法或气浮法去除。
2.2.3 总余氯的去除
余氯是指水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯。总余氯包括游离性余氯和化合性余氯。
去除水中余氯的方法目前有两种：一是向水中添加某些化学药品，如还原剂NaHSO3；二是让水通过粒状果壳活性炭过滤器。两种方法目前都有应用。
2.2.4 挥发酚的去除
酚类化合物毒性很强，难以降解，是重要的有机污染物之一。传统的含酚废水处理方法主要有物理化学方法、生化方法和氧化方法。其中，高氧化法越来越受到人们的重视，具有简单、完全降解、无二次污染的优点。
2.3 处理工艺的选择
基于以上分析，在本工程工艺单元的选择上需综合考虑几项重难点指标及其他指标，选择技术成熟可靠、处理效率高、运行成本低的工艺路线。
由于原水中存在较高浓度的挥发酚及余氯，对微生物具有一定的毒害作用，且考虑到原水可生化性较低（B/C=0.2），北方冬季水温较低，不适合采用生化处理工艺。本工程出水要求较高，执行GB/T31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》中的C级标准，对COD、石油类、挥发酚及总余氯等指标均有严格要求。从达标的稳定性及运行成本等方面综合考虑，决定采用物化与氧化工艺结合的方法。因此，本方案采取的处理工艺流程为混凝+高效气浮+芬顿氧化+斜管沉淀
磁絮凝混合系统投加磁粉和絮凝剂，可以有效去除细菌、病毒及多种微小颗粒，因此SS去除率相比传统工艺较高，出水水质且稳定性高。同时，水力负荷高，15～30m/h的上升流速，停留时间很短，其高速沉淀的性能优异，其与传统工艺相比具有速度快、效率高、占地面积小、投资小等诸多优点。
2、磁絮凝沉淀用于生活污水深度除磷
常规化学除磷工艺存在絮体松散、沉淀慢、占地面积大、化学药剂投加量大、泥量大、运行费用高等问题，使得常规化学除磷工艺的发展遇到瓶颈。
磁絮凝沉淀技术作为物化除磷的一种，克服传统化学除磷的缺陷，具有絮体密实、沉降速度快、药剂投加少、占地面积小和运行费用少的特点，在生活污水处理方面得到广泛应用。传统化学除磷因絮体不宜沉降导致不设置污泥回流，磁絮凝沉淀技术在系统中增设污泥回流系统，污泥的回流后仍然可以在沉淀池中高速沉降。污泥回流主要作用增加絮凝效果，减少絮凝剂投加量。
有实验研究得出，城镇污水应用磁絮凝技术进行深度除磷，药剂佳的投放顺序为：PAC→磁粉→PAM。通过两组实验结果对比，对于含有大量磷酸盐的污水，使用磁絮凝技术的效果明显，去除率为97%，出水浓度为0.15mg/L；而磁絮凝技术对于有机磷的去除效果比较差，对于含有大量有机磷的污水，总磷的去除率是75%，出水浓度为1.43mg/L。通过对两组实验的正交实验得出对于磁絮凝技术除磷实验中的影响大小为：PAC浓度＞磁粉浓度＞PAM浓度＞沉淀时间。相较于传统技术，磁絮凝技术不仅在悬浮物和COD的去除都有比较好的效果，而且时间减少33%，从而可以使用更小的沉淀池等建筑来降低成本。研究证实磁体的粒径在75～105μm效果好，在紊流漩涡中，由于磁体的加入，絮体粒子的受力发生了改变，从而不断改变方向。水中的絮体、磁体相互碰撞的概率变大，更易形成磁絮体，去除率得到提升。磁体粒径过大或者过小则会引起离心惯性力的过小或者过大，从而导致絮体不稳定或絮体被破坏，所以去除效果不理想。然而在絮凝阶段，径大的磁粉所产生的大的涡旋能够协同促进絮体产生，使得去除率提高。当磁感应加强时，水处理效果得到提升。试验研究通过添加磁粉使得沉降时间由未使用磁絮凝技术的10min降至2min，消耗的PAC量由对照的17.20mg/L降至9.98mg/L，极大的降低了沉降时间和用药量。
3、磁絮凝技术在矿山尾矿水处理中的应用
矿山开采过程中由于选矿等工艺粉碎产生大量的细粒级颗粒，矿山尾矿水中的这些细粒级颗粒具有粒径小、疏水性好、负电位高等特性，从而容易新城稳定的悬浮物，常规絮凝沉淀工艺难以处理沉。近几年，磁絮凝技术作为一种全新的尾矿水处理技术广泛应用于各矿山尾矿水的处理。与传统的絮凝沉淀工艺比较，处矿山尾矿水具有低能耗、效果好、成本低的优势。
陈啸等采用磁种絮凝技术对某赤铁矿尾矿水进行处理，研究结果表明：添加磁粉可产生更加密实的絮凝提，可以明显增大絮凝体的粒度，佳的协同作用阴离子聚丙烯酰胺与天然磁种的投加量分别为2mg/L和2mg/L，磁种与尾矿颗粒之间存在着长程作用力，同时阴离子聚丙烯酰胺在磁种和赤铁矿颗粒表面产生了化学吸附架桥作用。
磁絮凝工艺处理矿井水的相关研究结果表明：磁絮凝工艺中佳的混凝剂为PAC，佳投加量为60mg/L，助凝剂PAM的种类对于处理效果影响较小，考虑到成本，选择阴离子PAM为佳助凝剂，佳投加量为4mg/L。磁种的投加对出水浊度、SS去除率的提高影响较小，但是能显著缩短沉淀时间，絮体沉淀时间小于15s，出水浊度去除率可达到95%以上。三级反应池的搅拌强度应该递减，分别为300、200、100r/min。
4、磁絮凝技术在焦化废水处理中的应用
在煤高温炼焦、煤气净化、炼焦产品回收和精致的操作所产生的工业废水被称为焦化废水。焦化废水的化学成分主要为无机化合物类的铵盐类和有机化合物中的酚类、单环和多环芳香族化合物、含有氮、硫、氧的杂环化合物。目前采用生化法处理焦化废水是许多国家的选择。由于其难以生物降解的特性，所以很难用生化法将废水处理达标，进而对于焦化废水的深度处理多采用混合法。
现阶段，相关部门对焦化废水的深度处理一般运用混凝法和吸附法，而磁絮凝技术作为新兴的水处理技术，因其特有的优势使得越来越多的人进行了研究。加入废水中的磁粉在水中扩散，依靠其磁力获得大的比表面积并且产生磁场，以吸附带电荷的胶粒。同时，在废水中悬浮的磁粉颗粒增加了悬浮颗粒的数量，从而使得胶体颗粒的碰撞机会提升，导致更易形成絮体，去除率也随着絮凝效果的增强而提高。
经实验证明，在投入磁粉的初期，焦化废水的各项指标随着添加量的增加变大，当投入量到达400mg/L时，去除效果好，CODcr的去除率为62.5%，浊度的去除率为92.2%，氨氮去除率为22.3%。相比于没有加入磁粉时的去除率，分别提升了1.5%、2.4%和1.6%。然而再加入磁粉，去除率出现下降。实验观察得出磁粉和絮体的结合形成了体积更小、结合更为紧密、沉降速率更快的复合磁絮凝体。分析得出在磁粉增加的过程中，使得更多的磁粉可以和絮体进行结合，所以去除率得到升高。然而随着磁粉添加量超过佳值时，不但不再形成磁絮凝体，磁粉还会干扰污染物被絮凝剂吸附，从而去除率有了下降。
5、磁絮凝技术在污水厂提标改造中的应用
由于人均水资源缺乏和城市中水资源受到污染，使得污水的高效处理获得越来越多人的重视。目前，生活污水的处理工艺一般为一级物理处理和二级生化处理，但效果不够理想。磁絮凝技术作为污水深度处理技术的一种，因其技术优势，成为了污水厂提标改造的新途径。为满足出水的排放指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准的要求，许多学者对磁絮凝技术在污水厂提标改造中的应用进行了研究。
在一定范围内，通过增加PAC和磁粉药剂投加量可以提高SS的去除率，但是随着PAM的增加，SS的去除率呈现先升后降的趋势。增加磁粉和PAC投加量能提高污水浊度去除率；随着PAM投加量的增加，浊度去除率后降的趋势，搅拌速度也严重影响着去除效果，过快和过慢效果都不佳。同时提出磁粉呈现先升高后降低的趋势；搅拌速率过快或过慢去除效果不佳。磁体投加越早对SS的去除越有利，药品投加顺序依次为磁粉、PAC，然后搅拌4min，再投加PAM。
漳浦污水处理厂建设总规模为6.0×104m3/d，2018年进行了一级A标准升级改造，采用磁絮凝沉淀技术。设计时候采用专用搅拌形式，下推混合快速推进，上推慢速上升，通过这种设计的优化可以实现PAC的快速混合和慢速絮凝都在一个池体中进行。采用4池设计，混凝反应池为2池，总停留时间为5min，加载反应池停留时间为2.5min，絮凝反应池停留时间为2.5min。实际运行中采用沉淀池表面负荷为16m3/（m2·h），在后期运行中沉淀池出水稳定达到一级A标准。
青岛即墨区污水处理厂建设总规模为20.0×104m3/d，由于运行长期饱受压力，导致污水厂出水指标一直未能正常达到排放要求，从而进行提标改造，但是厂区用地限制，仅在厂区东南角有1500m2的可用土地，不能满足常规深度处理用地的要求，后只能够即墨市污水处理通过小试、中试及方案论证，终选择增加磁絮凝沉淀池作为改造工艺，该絮凝沉淀池仅占地1350m2，设计水力停留时间20min，沉淀池表面负荷＜20m3/（m2·h），改造完成后，整体运行费用预计为低于0.09元/m3。出水效果。
