工業廢水處理一種新途徑—超導高梯度磁分離技術解析
2014-05-11 19:21:08
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據資源網2009年12月8日訊 一項超導磁體應用技術研究表明，采用超導高梯度磁分離技術可用于造紙、化工、醫藥工業廢水的凈化分離。與傳統的超導磁分離技術只能分離礦物、煤、高嶺土中磁性雜質不同，該技術通過預先加入改性的磁種子顆粒材料，從而分離工業廢水中無磁性的有機、無機污染物，實現工業污水的達標排放。
該技術是由此中國科學院理化技術研究所李來風研究員領導的研究小組通過與東北大學和沈陽水務集團有限公司水業技術研發中心合作共同完成，研究報告刊登于《科技導報》雜志2009年第3期，題為“超導磁分離及在造紙廠污水凈化中的應用研究”，此研究得到國家科技部“十一五”863計劃和中科院海外杰出學者基金資助。
工業廢水如不達標排放，危害頗多。然而，目前使用的化學法和生物化學法存在投資大、運行成本高、反應時間長、占地面積大、效率低、能耗高等諸多問題。對于小型排污企業廢水處理，這些問題則愈加突出，廠家若因建立污水處理設施投資過高，大多可能采取直排或偷排，給環境造成了更大危害。因此，開展新型、高效、低成本工業廢水處理技術的研究顯得重要而迫切。
鐵磁顆粒與污染物絮接
工業廢水中一般皆為有機、無機污染物，由于這些污染物本身沒有磁性，靠磁場產生的磁吸引力無法分離。研究人員設計并研制出制冷機直接冷卻的超導磁體，磁場可達3.92T。利用該超導磁體對造紙廠廢水進行了磁分離處理。
實驗采用預先在廢水中加入經過表面等離子有機聚合改性的鐵磁性顆粒并與污水中非磁性有害物質絮接，通過強磁場實現水中污染物的分離。實驗結果表明，經磁分離處理的廢水其COD值由起始的1780mg/L降到147mg/L，凈化效果良好。
磁分離的發展
磁分離是一種通過磁體提供的磁場吸力來實現物質分離的技術，屬于物理分離法，是上世紀70年代初在美國發展起來的一種磁分離技術，應用該法可快速地分離混合物中的磁性雜質。
但是，由于以往用于磁分離的磁體大多為普通電磁體或永久磁體，所提供的磁場在1特斯拉(T)左右，磁分離效果不是很明顯。
磁體的磁場強度是影響磁分離效率的重要參數，隨著超導技術的發展，采用超導材料繞制的超導磁體可獲得高磁場，磁場強度很容易達到3T甚至更高，而且能在較大的空間范圍內提供強磁場及高梯度磁場，用于磁分離可顯著提高處理量。
超導磁分離的應用
采用超導磁體分離礦石、煤、高嶺土等固體物質中磁性雜質已得到廣泛應用，比如開采出的煤中，不可避免的存在鐵屑、雷管等磁性雜質，應用超導磁分離技術可以很好地除掉這些雜質。
超導磁體分離技術，在廢水分離凈化中尚少采用。近年采用超導磁分離技術分離凈化鋼廠、鋁廠等廢水中磁性金屬雜質顆粒，分離效果明顯，但還局限在分離廢水中磁性金屬污染物。
對于廢水中的有機、無機污染物，由于這些污染物本身沒有磁性，靠磁場產生的磁吸引力無法分離；若采用預先添加磁性顆粒，則普通電磁體因磁場強度太低，只有1T左右，分離效果不明顯，因而在污水處理領域一直未得到應用。