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【摘 要】磁分离技术具有分离速度快、效率高等特点，它已经应用于食品废水处理、含油废水处理、城市污水处理、印染废水处理等工业废水的处理，随着发展进步，该技术不断拓宽应用领域，如固体废弃物矿渣、粉煤灰。
【关键词】磁分离技术；高梯度磁分离技术；水处理
Magnetic separation technology in water treatment
Li Sa-li
（Taiyuan University of Technology Shanxi taiyuan 030024）
【Abstract】Magnetic separation technology has higher separate speed and efficiency. It is widely used in the food waste water treatment，oily wastewater treatment，the urban sewage treatment，printing and dyeing wastewater treatment of industrial waste water treatment.Along with the development of society，this technology is widening its fields in application， such as solid waste slag and fly ash.
【Key words】Magnetic separation technology；High gradient magnetic separation technology；Water treatment
1.磁分离技术简介
磁分离技术是借助磁场力的作用，对磁性不同的物质进行分离的一种物理分离方法。
废水中的污染物种类很多，对于具有较强磁性的污染物，可直接用高梯度磁分离技术分离；对于磁性较弱的污染物可先投加磁种（如铁粉、磁铁矿、赤铁矿微粒等）和混凝剂，使磁种与污染物结合，然后用高梯度磁分离技术除去。磁分离的物理作用基本原理就是通过外加磁场产生磁力，把废水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离，达到去除或回收的目的。
2.磁分离技术的研究进展
磁分离技术用于水处理工程，它又可以称得上是一门新兴技术。从上世纪60年代开始，苏联用磁凝聚法处理钢厂除尘废水，60年代末，美国MIT教授科姆发明高梯度磁过滤器，70年代美国应用磁絮凝法和高梯度磁分离法处理钢铁、食品、化工、造纸等废水。1974年瑞典开始用磁盘法处理轧钢废水，随后的75年日本开发盘式“两秒分离机”。我国从70年代中期到80年代初，将磁聚凝法、磁盘法、高梯度磁分离法用于炼钢、轧钢废水的处理。近年来，磁分离技术在电镀废水、含酚废水、湖泊水、食品发酵废水、市政废水、钢铁废水、厨房污水、屠宰废水、石油采出水等处理方面都取得了一定的研究成果，有的已经在实际废水处理中得到了很好的应用。
3.磁分离技术废水处理方法及其理论基础
[2]这三种方法都是利用污染物的凝聚性和对污染物的加种性，凝聚性是指具有铁磁性或顺磁性的污染物在磁场作用下，由于磁力作用凝聚成表面直径增大的粒子而后除去；加种性是指借助于外加磁性种子以增强弱顺磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁分离法除去；或借助外加微生物来吸附废水中顺磁性离子，再用磁分离法除去离子态顺磁性污染物。磁种表面的醛基靠共价键和废水中的胶体[3]、悬浮物、蛋白质、脂肪、磷酸盐等结合在一起，在进行高梯度磁分离时，就能够在过滤器中将带有杂质颗粒的磁粉捕获c从而达到分离的目的。通过改变溶液体系的pH值，可以强化分离效果。
4.磁分离技术在水处理中的应用与研究情况
磁分离技术在实际应用中还必须结合其他相关的技术，才能发挥很好的效果。下面根据磁分离技术的特点，从三个方面简要介绍其应用。
首先是处理含磁性污染物的污水，钢铁热轧/连铸废水、冷轧乳化液等，其污染物98%以上都是强磁性物质，另外还含有部分油类和少量非磁性物质，非常适合用磁分离的方式净化。其工艺简单，占地面积小，处理效果好。由于热轧废水水量巨大，含油多，用HGMS处理热轧废水的实例不是太多。而高炉、转炉除尘废水的磁性稍弱、废水中颗粒粒度细、不含油，所以HGMS大多应用于此类废水的处理，在实际运行中，一般还要投加一定量的絮凝剂，真正采用的工艺和处理含弱磁性颗粒的废水类似。圆盘式磁分离器多用于处理大水量热轧废水。
第二是处理非磁性或弱磁性污染物污水，对于非磁性或弱磁性污染物污水，一般通过投加磁种，然后利用絮凝技术使非磁性物质与磁种结合在一起，然后单独利用磁分离技术或絮凝沉降联合高梯度磁分离技术分离净化废水。这类技术被人们称为“磁种混凝磁分离”或者“磁加载磁分离”技术。在废水处理领域，磁种没有选择性的要求，一般只要求其：①具有比较强的磁性；②易于回收重复利用。在磁种研制方面，国内郑学海等利用炼钢厂排放的烟尘和气溶胶凝聚物，研制的廉价磁种，其效果与商品磁粉相当，但价格仅为其1/20，用于有机废水、印染废水、含油废水、重金属废水等的处理。赵爱武利用粉煤灰中的“磁珠”作为磁种，采用高梯度磁分离器处理含磷废水，达到了以废治废的目的。
第三是磁分离技术与生化技术的结合应用，为了更好地处理污水中的COD、BOD、氨氮、磷等污染物，只有将磁分离技术与现有的生物处理技术相结合，才可能达到比较好的效果。如BioMag工艺，是将CoMagTM工艺与活性污泥法结合，可以达到脱氮除磷的效果。该工艺的实质为生物处理加上加药化学除磷。除磷主要靠化学沉析及混凝磁分离来实现；MagBRTM工艺即磁生物反应器（Magnetic Bio-Reactor），它是以类似膜生物反应器（MBR）的原理构造的成套工艺技术，采用成熟的ReMagdiscTM超大流量稀土磁盘分离机（相当于MBR中的膜组件）和利用负载微生物磁种来实现其功能。磁生物反应器主要由磁组件和膜生物反应器两部分构成。大量的微生物在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。磁组件通过磁分离作用对废水和污泥混合液进行固液分离[4]。 5.磁分离技术水处理的局限性
磁分离技术处理废水存在如下的技术难度和局限性：介质的剩磁使得磁分离设备在系统反冲洗时，难以把被聚磁介质所吸附的磁性颗粒冲洗干净，因而影响着下一周期的工作效率，为了提高磁场梯度，必须选择高磁饱和度的聚磁介质，对聚磁介质的选择具有一定的技术困难，且增加运行的费用[5]。尽管磁分离技术是一种简易可行且处理效率高的水处理技术，由于上述技术难度和局限性，有待继续研究克服。因此，在实际应用中影响着它的广泛应用。
为了克服普通磁分离技术的缺陷，有多项研究对其进行改进，如研究高梯度磁分离技术。高梯度磁分离技术是一种新型的水处理技术，目前已经得到了大量应用，具有广阔的应用前景。高梯度磁分离技术以独特分离原理和诸多优点成为最有发展前途的新型污水处理技术之一[6]。金属容器，通常填充不锈钢钢毛，由于钢毛导磁率极高，当容器外加磁场，就会在钢毛附近产生磁力变化，形成磁场梯度。磁性颗粒通过分离器时，就会在磁力的作用下轨迹发生偏移，形成有效的颗粒捕集和聚集区域，此技术适用于有一定粒度和磁性的颗粒多相分离。被分离的颗粒在磁场中受到很多种作用力，磁场力、自身重力、流体粘滞力、浮力、流体惯性力、离心力以及分子间的引力等力的作用。除了磁场力对分离有正作用外，其他几个力对分离起反作用，要使颗粒在磁场中顺利地被捕获分离，其所受到的磁场力要大于其他几个力的合力。
6.总结
综上，磁分离技术采用的物理化学处理法和物理高能磁场的作用，提高了处理不同污水、固体废弃物的能力，是一种优良的环保处理行业的通用型设备，是以废治废、实现废弃物资源化、减少污染、保护环境的可行措施，其效果较好，应予提倡和推广。
【参考文献】
[1]隋冰冰.絮凝—磁分离技术深度处理炼油含盐废水研究.青岛科技大学[J].2010.
[2]宗绍宇，魏范凯，梁类钧，等.磁分离技术在污水处理中的应用前景.能源与环境[J].2001，27（09）.
[3]郑必胜，郭祀远，李琳，等.高梯度磁分离器分离效率的研究.华南理工大学学报（自然科学版）[J].1999，27（09）.
[4]周勉，倪明亮.磁分离技术在水处理工程中的应用工艺及发展趋势.水工业市场[J].2009（8）.
[5]崔和平，钟艳萍.丝状菌污泥膨胀的原因及其控制方法.中国给水排水[J].2004，20（6）.
[6]黄自力，胡岳华.“磁种-高梯度磁分离”污水除磷技术的研究.环境污染治理技术与设备[J].2003，4（05）.
【关键词】磁分离技术；高梯度磁分离技术；水处理
Magnetic separation technology in water treatment
Li Sa-li
（Taiyuan University of Technology Shanxi taiyuan 030024）
【Abstract】Magnetic separation technology has higher separate speed and efficiency. It is widely used in the food waste water treatment，oily wastewater treatment，the urban sewage treatment，printing and dyeing wastewater treatment of industrial waste water treatment.Along with the development of society，this technology is widening its fields in application， such as solid waste slag and fly ash.
【Key words】Magnetic separation technology；High gradient magnetic separation technology；Water treatment
1.磁分离技术简介
磁分离技术是借助磁场力的作用，对磁性不同的物质进行分离的一种物理分离方法。
废水中的污染物种类很多，对于具有较强磁性的污染物，可直接用高梯度磁分离技术分离；对于磁性较弱的污染物可先投加磁种（如铁粉、磁铁矿、赤铁矿微粒等）和混凝剂，使磁种与污染物结合，然后用高梯度磁分离技术除去。磁分离的物理作用基本原理就是通过外加磁场产生磁力，把废水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离，达到去除或回收的目的。
2.磁分离技术的研究进展
磁分离技术用于水处理工程，它又可以称得上是一门新兴技术。从上世纪60年代开始，苏联用磁凝聚法处理钢厂除尘废水，60年代末，美国MIT教授科姆发明高梯度磁过滤器，70年代美国应用磁絮凝法和高梯度磁分离法处理钢铁、食品、化工、造纸等废水。1974年瑞典开始用磁盘法处理轧钢废水，随后的75年日本开发盘式“两秒分离机”。我国从70年代中期到80年代初，将磁聚凝法、磁盘法、高梯度磁分离法用于炼钢、轧钢废水的处理。近年来，磁分离技术在电镀废水、含酚废水、湖泊水、食品发酵废水、市政废水、钢铁废水、厨房污水、屠宰废水、石油采出水等处理方面都取得了一定的研究成果，有的已经在实际废水处理中得到了很好的应用。
3.磁分离技术废水处理方法及其理论基础
[2]这三种方法都是利用污染物的凝聚性和对污染物的加种性，凝聚性是指具有铁磁性或顺磁性的污染物在磁场作用下，由于磁力作用凝聚成表面直径增大的粒子而后除去；加种性是指借助于外加磁性种子以增强弱顺磁性或非磁性污染物的磁性而便于用磁分离法除去；或借助外加微生物来吸附废水中顺磁性离子，再用磁分离法除去离子态顺磁性污染物。磁种表面的醛基靠共价键和废水中的胶体[3]、悬浮物、蛋白质、脂肪、磷酸盐等结合在一起，在进行高梯度磁分离时，就能够在过滤器中将带有杂质颗粒的磁粉捕获c从而达到分离的目的。通过改变溶液体系的pH值，可以强化分离效果。
4.磁分离技术在水处理中的应用与研究情况
磁分离技术在实际应用中还必须结合其他相关的技术，才能发挥很好的效果。下面根据磁分离技术的特点，从三个方面简要介绍其应用。
首先是处理含磁性污染物的污水，钢铁热轧/连铸废水、冷轧乳化液等，其污染物98%以上都是强磁性物质，另外还含有部分油类和少量非磁性物质，非常适合用磁分离的方式净化。其工艺简单，占地面积小，处理效果好。由于热轧废水水量巨大，含油多，用HGMS处理热轧废水的实例不是太多。而高炉、转炉除尘废水的磁性稍弱、废水中颗粒粒度细、不含油，所以HGMS大多应用于此类废水的处理，在实际运行中，一般还要投加一定量的絮凝剂，真正采用的工艺和处理含弱磁性颗粒的废水类似。圆盘式磁分离器多用于处理大水量热轧废水。
第二是处理非磁性或弱磁性污染物污水，对于非磁性或弱磁性污染物污水，一般通过投加磁种，然后利用絮凝技术使非磁性物质与磁种结合在一起，然后单独利用磁分离技术或絮凝沉降联合高梯度磁分离技术分离净化废水。这类技术被人们称为“磁种混凝磁分离”或者“磁加载磁分离”技术。在废水处理领域，磁种没有选择性的要求，一般只要求其：①具有比较强的磁性；②易于回收重复利用。在磁种研制方面，国内郑学海等利用炼钢厂排放的烟尘和气溶胶凝聚物，研制的廉价磁种，其效果与商品磁粉相当，但价格仅为其1/20，用于有机废水、印染废水、含油废水、重金属废水等的处理。赵爱武利用粉煤灰中的“磁珠”作为磁种，采用高梯度磁分离器处理含磷废水，达到了以废治废的目的。
第三是磁分离技术与生化技术的结合应用，为了更好地处理污水中的COD、BOD、氨氮、磷等污染物，只有将磁分离技术与现有的生物处理技术相结合，才可能达到比较好的效果。如BioMag工艺，是将CoMagTM工艺与活性污泥法结合，可以达到脱氮除磷的效果。该工艺的实质为生物处理加上加药化学除磷。除磷主要靠化学沉析及混凝磁分离来实现；MagBRTM工艺即磁生物反应器（Magnetic Bio-Reactor），它是以类似膜生物反应器（MBR）的原理构造的成套工艺技术，采用成熟的ReMagdiscTM超大流量稀土磁盘分离机（相当于MBR中的膜组件）和利用负载微生物磁种来实现其功能。磁生物反应器主要由磁组件和膜生物反应器两部分构成。大量的微生物在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。磁组件通过磁分离作用对废水和污泥混合液进行固液分离[4]。 5.磁分离技术水处理的局限性
磁分离技术处理废水存在如下的技术难度和局限性：介质的剩磁使得磁分离设备在系统反冲洗时，难以把被聚磁介质所吸附的磁性颗粒冲洗干净，因而影响着下一周期的工作效率，为了提高磁场梯度，必须选择高磁饱和度的聚磁介质，对聚磁介质的选择具有一定的技术困难，且增加运行的费用[5]。尽管磁分离技术是一种简易可行且处理效率高的水处理技术，由于上述技术难度和局限性，有待继续研究克服。因此，在实际应用中影响着它的广泛应用。
为了克服普通磁分离技术的缺陷，有多项研究对其进行改进，如研究高梯度磁分离技术。高梯度磁分离技术是一种新型的水处理技术，目前已经得到了大量应用，具有广阔的应用前景。高梯度磁分离技术以独特分离原理和诸多优点成为最有发展前途的新型污水处理技术之一[6]。金属容器，通常填充不锈钢钢毛，由于钢毛导磁率极高，当容器外加磁场，就会在钢毛附近产生磁力变化，形成磁场梯度。磁性颗粒通过分离器时，就会在磁力的作用下轨迹发生偏移，形成有效的颗粒捕集和聚集区域，此技术适用于有一定粒度和磁性的颗粒多相分离。被分离的颗粒在磁场中受到很多种作用力，磁场力、自身重力、流体粘滞力、浮力、流体惯性力、离心力以及分子间的引力等力的作用。除了磁场力对分离有正作用外，其他几个力对分离起反作用，要使颗粒在磁场中顺利地被捕获分离，其所受到的磁场力要大于其他几个力的合力。
6.总结
综上，磁分离技术采用的物理化学处理法和物理高能磁场的作用，提高了处理不同污水、固体废弃物的能力，是一种优良的环保处理行业的通用型设备，是以废治废、实现废弃物资源化、减少污染、保护环境的可行措施，其效果较好，应予提倡和推广。
【参考文献】
[1]隋冰冰.絮凝—磁分离技术深度处理炼油含盐废水研究.青岛科技大学[J].2010.
[2]宗绍宇，魏范凯，梁类钧，等.磁分离技术在污水处理中的应用前景.能源与环境[J].2001，27（09）.
[3]郑必胜，郭祀远，李琳，等.高梯度磁分离器分离效率的研究.华南理工大学学报（自然科学版）[J].1999，27（09）.
[4]周勉，倪明亮.磁分离技术在水处理工程中的应用工艺及发展趋势.水工业市场[J].2009（8）.
[5]崔和平，钟艳萍.丝状菌污泥膨胀的原因及其控制方法.中国给水排水[J].2004，20（6）.
[6]黄自力，胡岳华.“磁种-高梯度磁分离”污水除磷技术的研究.环境污染治理技术与设备[J].2003，4（05）.