磁分離技術在水處理工程中的應用工藝及發展趨勢

江水英，吳聲東

（1.南昌大學科學技術學院，南昌330029；2.江西贛環檢測有限公司，南昌330029）

磁分離技術在水處理工程中的應用工藝及發展趨勢

江水英1，吳聲東2

（1.南昌大學科學技術學院，南昌330029；2.江西贛環檢測有限公司，南昌330029）

磁分離技術作為水處理工程中的新型技術，具有分離速率高、占地面積小、綠色環保等優勢。水污染日益嚴重，加強對磁分離技術在水處理工程中的應用分析，對有效解決水污染問題具有積極的現實意義。論文簡要分析了磁分離技術在水處理工程中的應用工藝及發展趨勢，以供參考和借鑒。

磁分離技術；水處理；工藝

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.151

1 引言

近年來，磁分離技術在水處理工程中得到了廣泛的應用，與常規的水處理技術相比，磁分離技術主要是利用磁場作用來實現分離或去除污染物或目標雜質的新型處理技術，能夠脫離原水體系中的污染物，減少發生化學或生物反應所帶來的二次污染。文章首先簡單介紹了磁分離技術，然后就其在水處理工程中的應用工藝進行了相關探討，也為同行業人員提供參考[1]。

2 磁分離技術的簡單介紹

磁分離技術指的是利用磁場力對磁性不同的物質進行分離的一種物理分離技術。磁分離技術能夠直接分離或去除水體中的強磁性污染物，但水體中的弱磁性或非磁性污染物無法直接通過磁場作用，還需提高磁場強度或添加磁種，以達到清除的效果。

目前，磁分離技術經過長時間的研究與實踐，其應用工藝已趨于成熟，在水處理工程中得到了廣泛應用，以經濟性較好、占地面積小、凈化速度快等優勢成了我國相關部門及市場研究的重要方向。

3 磁分離技術在水處理工程中的應用工藝分析

3.1 磁場直接應用技術

該技術的應用原理為：（1）直接通過磁場作用分離廢水中的磁性污染物或雜質；（2）在磁場作用下，水中各組分發生磁化水效應等反應，通過加速絮體沉降、促進微生物活性等作用，分離或去除相應物質。具體來說，該技術在水處理中的應用主要是利用磁場影響水中各組分，去除磁性顆粒，但在水污染物中大多數無磁性，極大地限制了直接分離，因此該技術在需要廢水處理的領域得到廣泛應用，例如部分電廠、鋼渣以及尾礦等行業[2]。

3.2 磁絮凝-磁分離技術

該技術的原理是通過添加磁載體與污染物質結合后再利用磁場作用來實現污染物的分離或去除。磁絮凝-磁分離技術能夠有效去除水中的懸浮顆粒、重金屬、氮磷以及放射線污染物，其過程主要有絮凝和磁分離，實現方法分為兩種：（1）在水體中同時添加磁種和絮凝劑，進行絮凝，在磁場作用下分離和去除包含磁種的絮體；（2）在水體中添加特異性磁種，該磁種能夠利用表面的特異性基團實現絮凝功能，并在磁場的作用下實現污染物與水體的分離。該技術的應用工藝流程如圖1所示。磁絮凝-磁分離技術雖然有機融合了混凝與磁分離的特性，在水處理工程中取得了較好效果，但還存在一定不足，無法去除大部分離子及小分子類有機物污染物，還需進一步研究，以突破其推廣應用的局限性[3]。

圖1 磁絮凝-磁分離技術的應用工藝流程圖

3.3 磁種吸附-磁分離技術

該技術主要是通過投加磁載體，再利用化學或物理方法結合或降解水中的污染物，最后利用外加磁場有效分離形成復合體的污染物，該技術是水處理中應用磁分離的重要方式。這種分離手段雖然有效，但對大多數離子或具有溶解性的有機污染物，尤其是小分子有機物，常規的磁種，例如磁鐵礦、赤鐵礦以及納米Fe3O4，難以利用絮凝實現與其有效結合，去除效果不理想。

3.4 磁種催化-磁分離技術

該技術適用于難降解有機物、部分重金屬離子等污染物的處理，取得了良好效果，但催化劑的回收存在一定難度，所以該技術的應用還需深入研究。磁種催化劑在具備催化降解性能的同時還具備易分離性，有效實現了去除相應污染物、回收與再利用催化材料、降低潛在環境風險的目的，同時還具有較好的經濟性。磁性催化劑在水、大氣、土壤污染的治理中具有較強優勢，成為未來催化分離領域的研究熱點之一。

3.5 磁分離耦合技術

磁分離技術在水處理領域的應用只對具有磁性的顆粒物有作用，必要時需要與絮凝或吸附結合。但人們對水質的要求越來越高，這就需要對多種單一的水處理技術進行耦合，磁分離耦合技術成為處理水污染的重點研究方向[4]。高梯度磁分離技術因為具有高效的分離性能，可以與催化氧化、生化處理技術、膜分離技術等技術聯用，具有廣闊的應用前景。

4 磁分離技術的發展趨勢分析

4.1 磁種

（1）易吸附、易再生磁種。磁種是在處理弱磁性或非磁性污染物時的關鍵要素，其經過一系列的轉變能夠吸附水中的弱磁性或非磁性污染物，以達到去除或分離的目的，在加或減磁場（或電場）作用下，能對目標污染物進行較好的解吸附；（2）特性磁種。特性磁種具有高效降解水中目標污染物的功能，或可以將污染物“變廢為寶”，或對水中的痕量污染物進行“海撈”。

4.2 磁分離工藝

（1）磁膜處理。利用磁分離技術讓磁種聚集成具有良好水處理效果的膜，增強水中目標污染物的過濾能力；（2）磁穩定床催化水處理。磁種可作為能降解水中污染物的TiO2的催化反應載體，在磁場作用下，催化磁種可形成磁穩定床，通過降解水中的有機污染物獲得能量，循環降解污染物。

5 結語

科學技術的進步，將會推動環保、經濟、高效水處理技術的發展，磁分離技術在水處理領域中的應用作為重要研究方向，應深入分析其應用工藝，不斷擴大其應用范圍，提高水處理的效果，為我國水污染的治理提供有力的技術支持。

【1】楊璧丞.磁技術在污水處理中的應用現狀及發展趨勢[J].民營科技, 2014(3):282-282.

【2】梅榮武,徐華正.磁技術在我國污水處理中的應用現狀及前景[J].城市地理,2015(16):156-257.

【3】李培云,李愛民,許曉麗.超磁分離技術在井下礦井水處理中的應用[J].煤炭工程,2013(S2)69-70.

【4】康學飛，田楊.淺談磁分離技術的發展和應用[J].科海故事博覽·科技探索,2013(8)60-61.

Application Technology and Development Trend of Magnetic Separation Technology in Water Treatment Engineering

JIANG Shui-ying1,WU Sheng-dong2
(1.Nanchang University,College of Science and Technology,Nanchang 330029,China; 2.Jiangxi Ganhuan Testing Co.Ltd.,Nanchang 330029,China)

The magnetic separation technology as a new technology in water treatment engineering,it has the advantages of high separation rate,less land occupation,green environmental protection etc.With the water pollution increasingly serious,strengthening the application of separation technique in water treatment engineering on magnetic,which has a positive practical significance to effectively solve the problem of water pollution.This paper briefly introduces the application process and development trend of magnetic separation technology in water treatment engineering,for reference.

magnetic separation technology;water treatment;process

TU991.2

A

1007-9467（2016）11-0111-02

2016-10-21

江水英（1982～），女，江西貴溪人，講師，從事水污染防治教學與研究。