超導磁別離污水處理體系研發獲得新開展

      近日,由中國科學院理化技能研討所低溫資料及使用超導研討中心研發的“超導磁別離水處理體系”獲得新開展,以超導磁體為中心的超導磁別離水處理體系成功運轉,完成了磁別離水處理設備從永磁鐵氧體無到有的打破,體系能夠自動化、長期安穩運轉。通過調試、測試,該水處理體系已能高效、疾速地進行污水處理試驗,對照試驗標明,污水處理作用顯著。

          當前,工業廢水處理方法主要有化學法和生物化學法。但是,實用釹鐵硼磁鋼的化學法和生物化學法存在出資大、運轉本錢高、反響時間長、占地面積 大、功率低、能耗高級疑問。關于小型造紙廠廢水處理,這些疑問愈加杰出,廠家因樹立污水處理設施出資過高,大多采納直排,給環境構成損害。因而展開新式、 高效、低本錢超導磁別離工業廢水處理技能的研討對中國節能減排具有重要意義。


          中科院理化所的作業克服了以上難題,在磁種子資料和超導磁體冷卻技能上獲得立異開展。選用等離子有機覆膜技能在Fe3O4磁性顆粒 外表生長帶活性基團的有機薄膜,這層納米厚度的薄膜能夠有用地捕捉污水中的有機物、無機離子,替代了有機絮凝劑的參加,而且因為有機膜與Fe3O4有很強 的聯系力,使得這種新式復合"磁種子"資料能夠重復使用,較單純的Fe3O4磁種子資料有顯著優勢,


          選用這種"磁種子"資料對造紙廠廢水處理試驗標明經磁別離處理的集水池廢水COD值由開端的1780mg/L降到147mg/L, 去掉率超越90%%,凈化作用杰出。另一個技能立異點是選用制冷機直接冷卻超導磁體,然后擺脫超導磁體選用貴重液氦的束縛,這樣將使得超導磁別離污水處理 體系能夠方便地用于短少液氦的區域,格外適合于規劃小、渙散的中小企業。是未來極具潛在使用價值的技能。


          據了解,磁別離技能最早使用于選礦和瓷土工業,1960年前蘇聯首次用磁凝集法處理鋼廠除塵廢水。但是永久磁鐵或電磁鐵的磁場強度 有限,關于弱磁性顆粒處理作用不理想。這些年國內外研討人員測驗選用超導磁別離技能別離磁性雜質,超導磁別離法與傳統的化學法、生物法以及一般電磁體磁分 離比較,具有出資小、占地少、耗電量小等長處。占地方面,場強可達3~5特斯拉的超導磁體,加上相應的制冷設備等,占地不超越20m2。能耗方面,因為超 導資料無電阻,超導磁體幾乎不耗費電能,僅保持低溫的制冷機耗電,一天耗電量不超越100kW˙h。本錢方面,3~5特斯拉的超導磁體大 約150萬元,關于每天千噸級處理規劃的設備,出資小于200萬元。因而超導磁別離技能,關于污水處理來說,是一種極具潛在使用遠景的技能。研討結果標明 超導磁別離技能關于富含氧化鐵雜質的鋼廠廢水磁別離凈化的作用顯著,但是該技能只能別離水中的磁性污染物,關于石油采出水、造紙、化工、制藥、食物等工業廢水以及鄉鎮日子污水,因為這些廢水中的有毒有害物質大多為有機物,自身沒有磁性,用磁別離無法有用別離。


          中國科學院理化技能研討所李來風研討員提出了等離子鍍膜 改性磁種用于超導磁別離技能,可有用處理以上疑問。首先規劃一種外置線圈、由射頻電源供電的等離子體有機聚合設備,通過該設備對磁種顆粒資料進行外表等離 子有機聚合改性,改性后的磁種構成各種所需的外表官能團,這些活性基團可與污水中非磁性有害物質絮團,再通過超導磁體的強磁場來完成別離廢水中污染物,實 現工業污水的合格排放。李來風研討員及其研討小組對絮團機制進行了初步討論,以為磁種作為電解質削弱了污染物外表的雙電層,通過靜電吸附作用以及架橋、網 捕作用使污染物構成絮團。通過調整磁種外表官能團品種,可使該技能適應于不一樣品種的污水處理。一起使用過的磁種還能通過脫附,重復使用。


          在超導磁別離污水處理技能中,高效磁種的研發是要害。要到達杰出的污水處理作用,需求磁種資料具有:①盡可能高的體積磁化率,以得 到較好的磁呼應;②盡可能低的矯頑力,減輕無外磁場時的團聚;③恰當的粒徑,粒徑小則外表積較大,活性較高,能較好地與污水中污染物聯系,但粒徑太小則會 影響磁化率,一起使用時損耗也大,不利于回收和重復使用;④化學性質安穩,不易被腐蝕;⑤外表用恰當方法改性,使得磁種能非常好地與污染物聯系,而且通過用不一樣方法的外表改性來完成處理不一樣類型的污水。


          低溫超導磁別離水處理是一項前沿的新式技能,具有重要的使用遠景,被以為是繼超導磁體在醫用核磁譜儀、礦藏磁性雜質別離范疇使用后的又一有望工業使用的新技能。隨著經濟的疾速開展,環境污染和動力缺少愈發變成國家重點重視的課題。當前,中國的超導磁別離技能不斷獲得打破,其在水處理方面的使用有望變成處理水污染疑問的對癥藥方,關于國民經濟開展具有重要意義。


          一項超導磁體使用技能研討標明,選用超導高梯度磁別離技能可用于造紙、化工、醫藥工業廢水的凈化別離。與傳統的超導磁別離技能只能 別離礦藏、煤、高嶺土中磁性雜質不一樣,該技能通過預先參加改性的磁種子顆粒資料,然后別離工業廢水中無磁性的有機、無機污染物,完成工業污水的合格排放。


          理化所低溫資料及使用超導研討中心從2005年開端低溫超導技能研討,通過數年堆集,做了很多的有關基礎研討探究,特別對磁種子的 研討開發,對于不一樣污染物,成功研發出不一樣適用的磁種子。在設備研發方面進行優化規劃,規劃合理,占地面積小于6m2,可規劃為車載移動式,水流狀況穩 定,體系接連運轉,操作簡略,變成國內首臺超導磁別離水處理體系,創始了國內超導磁別離技能在水處理方面使用的先例。


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