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水是一種不可再生的資源，它在社會(huì)循環(huán)中，不可避免地會(huì)混入許多雜質(zhì)，從而喪失了使用價(jià)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(jìn)的一種方法。
磁分離技術(shù)簡(jiǎn)介
磁分離技術(shù)是將物質(zhì)進(jìn)行磁場(chǎng)處理的一種技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)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(chǎng)將物質(zhì)進(jìn)行磁場(chǎng)處理，從而達(dá)到強(qiáng)化分離過(guò)程的一種新興技術(shù)。著強(qiáng)磁場(chǎng)、高梯度磁分離技術(shù)的問(wèn)世，磁分離技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從分離強(qiáng)磁性大顆粒到去除弱磁性及反磁性的細(xì)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(kāi)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(diǎn)。磁分離利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進(jìn)行分離，對(duì)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(chǎng)的作用，將廢水中有磁性的懸浮固體分離出來(lái)，從而達(dá)到凈化水的目的。與沉降、過(guò)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(jiǎn)單緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)，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(chǎng)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(guò)磁分離器時(shí)很容易地被磁場(chǎng)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(jiàn)圖.
高梯度磁分離技術(shù)處理廢水的機(jī)理
廢水中的污染物種類很多，對(duì)于具有較強(qiáng)磁性的污染物，可直接用高梯度磁分離技術(shù)分離;對(duì)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(chǎng)中受到的力有本身的重力、磁場(chǎng)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(chǎng)力對(duì)分離有貢獻(xiàn)外，其他幾個(gè)力的合力效應(yīng)對(duì)分離起副作用。要實(shí)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(shuō)，顆粒受到的磁場(chǎng)力越大，則被磁分離器抓住分離的可能性也就會(huì)越大，分離效率也就越高。
實(shí)際應(yīng)用中，增大磁場(chǎng)強(qiáng)度要耗費(fèi)大量電能，且受到材料特性的約束，因此，增大磁場(chǎng)力往往通過(guò)增大磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度是指單位距離的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化.
梯度的產(chǎn)生主要靠梯度磁分離器中的填料來(lái)實(shí)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(guò)，于是在填料表面附近的磁力線密度衰減，從而形成一個(gè)強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度梯度。廢水流過(guò)梯度磁分離器的填料時(shí)，當(dāng)填料對(duì)廢水中污染物的磁力作用大于其他力的合力時(shí)，污染物被吸在填料上;切斷磁場(chǎng)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(lái)，從而達(dá)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(gè)內(nèi)部填充填料的容器外加一個(gè)磁場(chǎng)就構(gòu)成了高梯度磁分離器，如圖所示，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般為 0.1~1.5T。常見(jiàn)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(qiáng)的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)梯度。一般來(lái)說(shuō)，填料的磁性越強(qiáng)，磁分離器的分離效果越好。對(duì)同一填料來(lái)說(shuō)，填料越細(xì)，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(wèn)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(shí), 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(chǎng)梯度, 必須選擇高磁飽和度的聚磁介質(zhì),對(duì)聚磁介質(zhì)的選擇 具有一定的技術(shù)困難, 且增加運(yùn)行 的 費(fèi)用。盡管磁分離技術(shù)是一種簡(jiǎn)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(shí)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(dāng)?shù)某晒? 對(duì)于重金屬油類、極細(xì) 懸浮物, 特別是病原微生物、細(xì)菌、藻類去除有相當(dāng)好的效果, 有的已運(yùn)用于實(shí)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。
