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水是一種不可再生的資源，它在社會循環(huán)中，不可避免地會混入許多雜質(zhì)，從而喪失了使用價值，導(dǎo)致地球上的水資源日益減少。為了把這種危害降到最低程度，人類采取了種種措施，其中磁力分離法就是比較先進的一種方法。
磁分離技術(shù)簡介
磁分離技術(shù)是將物質(zhì)進行磁場處理的一種技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，該技術(shù)是利用元素或組分磁敏感性的差異，借助外磁場將物質(zhì)進行磁場處理，從而達到強化分離過程的一種新興技術(shù)。著強磁場、高梯度磁分離技術(shù)的問世，磁分離技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從分離強磁性大顆粒到去除弱磁性及反磁性的細小顆粒，從最初的礦物分選、煤脫硫發(fā)展到工業(yè)水處理，從磁性與非磁性元素的分離發(fā)展到抗磁性流體均相混合物組分間的分離。作為潔凈、節(jié)能的新興技術(shù)，磁分離將顯示出誘人的開發(fā)前景。
磁分離技術(shù)在水處理中的研究與應(yīng)用
近幾年磁力分離法已成為一門新興的水處理技術(shù)。磁分離作為物理處理技術(shù)在水處理中獲得了許多成功應(yīng)用，顯示出許多優(yōu)點。磁分離利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進行分離，對于水中非磁性或弱磁性的顆粒，利用磁性接種技術(shù)可使它們具有磁性。
借助外力磁場的作用，將廢水中有磁性的懸浮固體分離出來，從而達到凈化水的目的。與沉降、過濾等常規(guī)方法相比較，磁力分離法具有處理能力大、效率高、能量消耗少、設(shè)備簡單緊湊等一系列優(yōu)點，它不但已成功應(yīng)用于高爐煤氣洗滌水、煉鋼煙塵凈化廢水，軋鋼廢水和燒結(jié)廢水的凈化，而且在其它工業(yè)廢水、城市污水和地皮水的凈化方面也很有發(fā)展前途。
磁分離法按裝置原理可分為磁凝聚分離、磁盤分離和高梯度磁分離法三種，按產(chǎn)生磁場的方法可分為永磁分離和電磁分離(包括超導(dǎo)電磁分離)。按工作方式可分為連續(xù)式磁分離和間斷式磁分離。按顆粒物去除方式可分為磁凝聚沉降分離和磁力吸著分離。
這里主要介紹的是高梯度分離法，廢水中原有的、具有一定磁性的懸浮固體顆粒在通過磁分離器時很容易地被磁場所捕獲。典型的應(yīng)用磁分離技術(shù)處理污水的工藝流程見圖.
高梯度磁分離技術(shù)處理廢水的機理
廢水中的污染物種類很多，對于具有較強磁性的污染物，可直接用高梯度磁分離技術(shù)分離;對于磁性較弱的污染物，可先投加磁種(如鐵粉、磁鐵礦、赤鐵礦微粒等)和混凝劑，使磁種與污染物結(jié)合，然后用高梯度磁分離技術(shù)除去。
廢水中的懸浮顆粒在磁場中受到的力有本身的重力、磁場力、流體粘滯力、流體慣性力以及分子間的引力等，其中除了磁場力對分離有貢獻外，其他幾個力的合力效應(yīng)對分離起副作用。要實現(xiàn)磁分離必須使磁作用力大于重力、流體阻力等的合力作用。也就是說，顆粒受到的磁場力越大，則被磁分離器抓住分離的可能性也就會越大，分離效率也就越高。
實際應(yīng)用中，增大磁場強度要耗費大量電能，且受到材料特性的約束，因此，增大磁場力往往通過增大磁場強度梯度的方法來實現(xiàn)。磁場強度梯度是指單位距離的磁場強度變化.
梯度的產(chǎn)生主要靠梯度磁分離器中的填料來實現(xiàn)，由于填料均選用磁化率很高的材料，磁力線基本上集中從其內(nèi)通過，于是在填料表面附近的磁力線密度衰減，從而形成一個強的磁場強度梯度。廢水流過梯度磁分離器的填料時，當填料對廢水中污染物的磁力作用大于其他力的合力時，污染物被吸在填料上;切斷磁場后，磁力消失，被填料捕集到的污染物用壓縮空氣或水反沖洗下來，從而達到從廢水中去除污染物的目的。
高梯度磁分離器及其填料
一個內(nèi)部填充填料的容器外加一個磁場就構(gòu)成了高梯度磁分離器，如圖所示，磁場強度一般為 0.1~1.5T。常見的填料有纖維狀或棒狀鐵磁性非晶質(zhì)合金，不銹鋼毛、海綿狀金屬(如海綿鎳)等，其作用主要是形成強的磁場和磁場梯度。一般來說，填料的磁性越強，磁分離器的分離效果越好。對同一填料來說，填料越細，填充程度越高，磁分離效果越好。但是填充度提高，流體阻力增大，一般在 5%左右為宜。
存在的問題與展望
磁分離技術(shù)處理廢水存在如下的技術(shù)難度和局限性: 介質(zhì)的剩磁使得磁分離設(shè)備在系統(tǒng)反沖洗時, 難以把被聚磁介質(zhì)所吸附的磁性顆粒沖洗干凈, 因而影響著下一周期的工作效率, 為了提高磁場梯度, 必須選擇高磁飽和度的聚磁介質(zhì),對聚磁介質(zhì)的選擇 具有一定的技術(shù)困難, 且增加運行 的 費用。盡管磁分離技術(shù)是一種簡易可行且處理效率高的水處理技術(shù), 由于上述技術(shù)難度和局限性, 有待繼續(xù)研究克服。因此, 在實際應(yīng)用中影響著它的廣泛應(yīng)用。目前, 磁分離技術(shù)在食品、含油廢水、城市污水及印染廢水處理方面取得相當?shù)某晒? 對于重金屬油類、極細 懸浮物, 特別是病原微生物、細菌、藻類去除有相當好的效果, 有的已運用于實際廢水處理,相信隨著該技術(shù)的不斷成熟, 磁分離技術(shù)處理廢水具有良好的應(yīng)用前景。
