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技術(shù)分享|磁分離水體凈化技術(shù)

時間: 2021-03-31 08:38:06來源: 宜興市百洋環(huán)??萍加邢薰?/div>
  01技術(shù)發(fā)展史
  磁分離技術(shù)是借助磁場力的作用,對磁性不同的物質(zhì)進行分離的一種物理分離方法。磁分離技術(shù)可以說是一門比較古老、較成熟的技術(shù),早應(yīng)用于選礦和瓷土工業(yè)。
  1845年,美國發(fā)表了工業(yè)磁選機的專利。磁分離技術(shù)作為有磁性差異的兩種及多種物質(zhì)的選別手段,在礦石的精選、煤的脫硫、玻璃及水泥等原料的除鐵、高嶺土的提純、生物工程中的細胞分離、石化行業(yè)的催化劑回收等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。磁分離技術(shù)用于水處理工程,它又可以稱得上是一門新興技術(shù)。
  從上世紀60年代開始,蘇聯(lián)用磁凝聚法處理鋼廠除塵廢水,60年代末,美國MIT教授科姆發(fā)明高梯度磁過濾器,70年代美國應(yīng)用磁絮凝法和高梯度磁分離法處理鋼鐵、食品、化工、造紙等廢水。


  1974年瑞典開始用磁盤法處理軋鋼廢水,隨后的75年日本開發(fā)盤式“兩秒分離機”。
  我國從70年代中期到80年代初,將磁聚凝法、磁盤法、高梯度磁分離法用于煉鋼、軋鋼廢水的處理。近年來,磁分離技術(shù)在電鍍廢水、含酚廢水、湖泊水、食品發(fā)酵廢水、市政廢水、鋼鐵廢水、廚房污水、屠宰廢水、石油采出水等處理方面都取得了一定的研究成果,有的已經(jīng)在實際廢水處理中得到了很好的應(yīng)用。
  02技術(shù)原理
  所謂的磁分離就是根據(jù)不同物質(zhì)具有不同的磁性性質(zhì)(物質(zhì)的磁性可分為三種:鐵磁性、順磁性和反磁性,其中鐵磁性物質(zhì)可以作為磁種添加到弱磁性的廢水中進行磁分離),當廢水中的磁性物質(zhì)或者非磁性物質(zhì)(需要添加磁種)處于磁場中時,物質(zhì)必然會受到來自磁場的作用力,當然,廢水中的懸浮不僅受磁場力,還受到重力、流體黏滯力、流體慣性力以及分子間的吸引力,只要我們所施加的磁場足夠大,就可以使得廢水中的懸浮顆粒進行磁分離。
  而磁分離的方法又可以采用永磁分離和電磁分離(包含超導磁分離)。磁力大小的公式為Fu=γVH(dH/dx),其中,γ為顆粒本身磁化率,V為顆粒體積,H為磁場強度,dH/dx為磁場強度梯度。從實際應(yīng)用中來考慮,如果我們單純的用永磁體增加磁場強度,的確可以增加磁場力的大小,但是這樣所制造的磁鐵太耗成本。因此大多采用磁梯度分離法,即只需要增加磁場強度的梯度,就可以達到增強磁場力的效果。值得一提的是,要想產(chǎn)生高強度的磁場,用一般的永磁鐵,很難實現(xiàn),可以采用超導體來實現(xiàn),理論上處于臨界溫度以下的超導體所產(chǎn)生的磁場強度可以達到10T以上,可以在無需添加磁種的情況下就能輕松實現(xiàn)磁分離。一般的梯度磁分離可分離微細顆粒(線度1um)和弱磁性微粒(磁化率低到10-6),那么,超導梯度磁分離的范圍和精度將比此更廣,更。
  03技術(shù)應(yīng)用
  近年,在河道湖泊水體修復中,磁分離技術(shù)以其處理水量大、設(shè)備占地小、運行效果穩(wěn)定、消除黑臭效果明顯等優(yōu)勢已經(jīng)在國內(nèi)很多項目上得到運用和推廣。河湖水體黑臭治理應(yīng)采用常態(tài)處理與短期處理相結(jié)合的思路。常態(tài)處理,就是修建納污管網(wǎng)、建設(shè)城市污水處理廠。短期處理,即在尚未修建好以上基礎(chǔ)設(shè)施的階段,采取短期處理措施,不可因無法完全達標而不處理。首先采用“短期控源截污”,確保進入河湖水環(huán)境的污水經(jīng)過處理,致水體黑臭的污染物得到削減,實現(xiàn)總量減排和斷面達標,河湖黑臭。其次,長期來看則采用“長效控源截污”和綜合治理,污水經(jīng)處理達標后入河。綜合生態(tài)、微生物和物化技術(shù)進行河湖系統(tǒng)治理,實現(xiàn)河湖水質(zhì)和生態(tài)自凈能力提升。
  04技術(shù)發(fā)展方向
  磁分離水體凈化技術(shù)發(fā)展至今,從技術(shù)原理的論證、產(chǎn)品工藝的設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)的分析到終成套設(shè)備的制造涉及磁力學、流體力學、材料防護學、有機化學、生物化學等多門學科,要解決污染物磁化絮凝、吸附打撈、卸渣除泥、磁種回收、污泥排放、自動化控制等諸多技術(shù)難點,技術(shù)密集度強、科技含量高。磁分離治理技術(shù)主要包含藥劑投加、磁絮凝反應(yīng)、磁盤分離、磁種回收循環(huán)、污泥處理五大系統(tǒng)。為了進一步提高磁分離效率,穩(wěn)定磁分離出水水質(zhì),優(yōu)化磁盤組件、優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部水力流態(tài)、開發(fā)基于來水水質(zhì)和出水狀態(tài)的自動加藥控制系統(tǒng)是近年的重點研發(fā)方向之一。

  此外,現(xiàn)有磁分離技術(shù)對懸浮物(SS),生化需氧量(COD)、總磷(TP)等有優(yōu)異的去除效果,但對于有效削減氨氮(NH3-N)和深度去除COD還需要進一步研究進行突破。因此,開發(fā)與磁分離技術(shù)協(xié)同的大水量、快速反應(yīng)、效果穩(wěn)定的物化技術(shù)工藝,從而顯著提高NH3-N、COD、SS等的去除率,進一步提高出水水質(zhì),提升河道水體環(huán)境,也是推動磁分離技術(shù)在水體環(huán)境修復治理的關(guān)鍵問題。

keyword:磁分離

文章來源:http://m.kmhd.com.cn

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