超导磁别离污水处理体系研发获得新开展

近日,由中国科学院理化技能研讨所低温资料及使用超导研讨中心研发的“超导磁别离水处理体系”获得新开展,以超导磁体为中心的超导磁别离水处理体系成功运转,完成了磁别离水处理设备从永磁铁氧体无到有的打破,体系能够自动化、长期安稳运转。通过调试、测试,该水处理体系已能高效、疾速地进行污水处理试验,对照试验标明,污水处理作用显著。

    当前,工业废水处理方法主要有化学法和生物化学法。但是,实用钕铁硼磁钢的化学法和生物化学法存在出资大、运转本钱高、反响时间长、占地面积 大、功率低、能耗高级疑问。关于小型造纸厂废水处理,这些疑问愈加杰出,厂家因树立污水处理设施出资过高,大多采纳直排,给环境构成损害。因而展开新式、 高效、低本钱超导磁别离工业废水处理技能的研讨对中国节能减排具有重要意义。


    中科院理化所的作业克服了以上难题,在磁种子资料和超导磁体冷却技能上获得立异开展。选用等离子有机覆膜技能在Fe3O4磁性颗粒 外表生长带活性基团的有机薄膜,这层纳米厚度的薄膜能够有用地捕捉污水中的有机物、无机离子,替代了有机絮凝剂的参加,而且因为有机膜与Fe3O4有很强 的联系力,使得这种新式复合"磁种子"资料能够重复使用,较单纯的Fe3O4磁种子资料有显着优势,


    选用这种"磁种子"资料对造纸厂废水处理试验标明经磁别离处理的集水池废水COD值由开端的1780mg/L降到147mg/L, 去掉率超越90%%,净化作用杰出。另一个技能立异点是选用制冷机直接冷却超导磁体,然后摆脱超导磁体选用贵重液氦的束缚,这样将使得超导磁别离污水处理 体系能够方便地用于短少液氦的区域,格外适合于规划小、涣散的中小企业。是未来极具潜在使用价值的技能。


    据了解,磁别离技能最早使用于选矿和瓷土工业,1960年前苏联首次用磁凝集法处理钢厂除尘废水。但是永久磁铁或电磁铁的磁场强度 有限,关于弱磁性颗粒处理作用不理想。这些年国内外研讨人员测验选用超导磁别离技能别离磁性杂质,超导磁别离法与传统的化学法、生物法以及一般电磁体磁分 离比较,具有出资小、占地少、耗电量小等长处。占地方面,场强可达3~5特斯拉的超导磁体,加上相应的制冷设备等,占地不超越20m2。能耗方面,因为超 导资料无电阻,超导磁体几乎不耗费电能,仅保持低温的制冷机耗电,一天耗电量不超越100kW˙h。本钱方面,3~5特斯拉的超导磁体大 约150万元,关于每天千吨级处理规划的设备,出资小于200万元。因而超导磁别离技能,关于污水处理来说,是一种极具潜在使用远景的技能。研讨结果标明 超导磁别离技能关于富含氧化铁杂质的钢厂废水磁别离净化的作用显着,但是该技能只能别离水中的磁性污染物,关于石油采出水、造纸、化工、制药、食物等工业废水以及乡镇日子污水,因为这些废水中的有毒有害物质大多为有机物,自身没有磁性,用磁别离无法有用别离。


    中国科学院理化技能研讨所李来风研讨员提出了等离子镀膜 改性磁种用于超导磁别离技能,可有用处理以上疑问。首先规划一种外置线圈、由射频电源供电的等离子体有机聚合设备,通过该设备对磁种颗粒资料进行外表等离 子有机聚合改性,改性后的磁种构成各种所需的外表官能团,这些活性基团可与污水中非磁性有害物质絮团,再通过超导磁体的强磁场来完成别离废水中污染物,实 现工业污水的合格排放。李来风研讨员及其研讨小组对絮团机制进行了初步讨论,以为磁种作为电解质削弱了污染物外表的双电层,通过静电吸附作用以及架桥、网 捕作用使污染物构成絮团。通过调整磁种外表官能团品种,可使该技能适应于不一样品种的污水处理。一起使用过的磁种还能通过脱附,重复使用。


    在超导磁别离污水处理技能中,高效磁种的研发是要害。要到达杰出的污水处理作用,需求磁种资料具有:①尽可能高的体积磁化率,以得 到较好的磁呼应;②尽可能低的矫顽力,减轻无外磁场时的团聚;③恰当的粒径,粒径小则外表积较大,活性较高,能较好地与污水中污染物联系,但粒径太小则会 影响磁化率,一起使用时损耗也大,不利于回收和重复使用;④化学性质安稳,不易被腐蚀;⑤外表用恰当方法改性,使得磁种能非常好地与污染物联系,而且通过用不一样方法的外表改性来完成处理不一样类型的污水。


    低温超导磁别离水处理是一项前沿的新式技能,具有重要的使用远景,被以为是继超导磁体在医用核磁谱仪、矿藏磁性杂质别离范畴使用后的又一有望工业使用的新技能。随着经济的疾速开展,环境污染和动力缺少愈发变成国家重点重视的课题。当前,中国的超导磁别离技能不断获得打破,其在水处理方面的使用有望变成处理水污染疑问的对症药方,关于国民经济开展具有重要意义。


    一项超导磁体使用技能研讨标明,选用超导高梯度磁别离技能可用于造纸、化工、医药工业废水的净化别离。与传统的超导磁别离技能只能 别离矿藏、煤、高岭土中磁性杂质不一样,该技能通过预先参加改性的磁种子颗粒资料,然后别离工业废水中无磁性的有机、无机污染物,完成工业污水的合格排放。


    理化所低温资料及使用超导研讨中心从2005年开端低温超导技能研讨,通过数年堆集,做了很多的有关基础研讨探究,特别对磁种子的 研讨开发,对于不一样污染物,成功研发出不一样适用的磁种子。在设备研发方面进行优化规划,规划合理,占地面积小于6m2,可规划为车载移动式,水流状况稳 定,体系接连运转,操作简略,变成国内首台超导磁别离水处理体系,创始了国内超导磁别离技能在水处理方面使用的先例。