磁分离处理法

水工程与工艺新技术期末小论文

学生姓名： _ 李静

学号： 6002208016

专业班级：给排水081班

时间： 2011-12-6

磁分离技术简析

班级：给排水081班 姓名：李静 学号：6002208016

文章摘要：

本文章主要研究了磁分离技术在水处理中的应用以及其现阶段存在的问题。除此之外，本文还对磁分离技术的基本原理、优点、分类等做了简单介绍。对于磁分离技术的应用及存在问题作了简单的分析和探讨，以及对磁分离技术的应用前景做了简单概括和总结。还对磁分离技术的优缺点做了简略剖析等。 文章关键词：

磁分离技术 水处理 分离原理 外加磁场 应用前景

正文

（一）磁分离处理法

磁分离法又称电磁吸附法，是近年来发展的一种水处理技术。利用现代磁化技术能实现磁性微粒粗粒化，弱磁性颗粒强磁化，非磁性颗粒磁性化。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功应用，显示出许多优点。该法不仅能直接处理水体中各种微粒的弱磁性、顺磁性物质，而且还能分离不具磁性的细菌、病毒、藻类悬浮物、有机和无机化合物、油脂类、重金属类等，应用范围非常广。如磁分离法已用于含油废水治理，包括磁性粉末法，被覆油膜磁粉法，磁流体法，油层悬浮磁粉过滤法，43O Fe 超微粒子破乳净化法等除油技术。

磁分离的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。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用接种技术可使他们具有磁性。目前具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。

（二）磁分离技术的分类

磁分离按装置的原理可分为磁凝聚分离、高梯度磁分离和磁盘分离法，其中磁盘分离法中按使用磁铁类型的不同可分为铁氧体磁盘法和稀土磁盘法。 按磁场的产生方法可分为永磁分离和电磁分离（含超导电磁分离）。 按工作方式可分为连续式磁分离方法和间歇式磁分离法。

按颗粒的去除方式可分为磁处理技术的优点磁凝聚沉降分离和磁力吸着分离。

（三）磁分离技术的磁力分离原理

物质在外磁场的作用下会被磁化而产生附加磁场，其磁场强度'H 与磁场强度H 的向量和即为磁介质内部的磁场强度或称磁感应强度，'H 的方向与H 相

同，也可以相反，'H 与H 方向相同的物质成称为顺磁性物质，相反的称反磁性物质。顺磁性物质中，铁、钴、镍等及其合金的'H 要比H 大得多，且附加磁场强度不随外磁场的消失而立即消失，这类物质称为铁磁性物质。由于物质的磁化强度I 与外磁场强度H 和该物质的磁化率m K 之间有H K J m ∙=的关系，因此可

将磁化率作为衡量物质磁化难易程度的物理量。铁磁物质的m K 值都很大，他们

不但很容易被磁化，而且能使原有磁场显著增强，因而在磁分离器中常作为磁化物质使用。如果废水中的悬浮物是铁磁性物质，最适宜用磁力分离法去除。其余顺磁性物质的m K 值很小，在外磁场强度较弱时不能被明显磁化，只有采用高梯

度磁分离法才能除去。反磁性物质本身的分子磁矩为零，附加磁场又与外磁场反向，因此不能直接用磁力分离去除。

磁性粒子在外磁场中受到两种基本力，一种是磁力，一种是机械力，其中磁力)(N F m 为：

)/(dl dH VH K F m m =

式中 m K ——颗粒磁化率；

V ——颗粒体积，3m ；

H ——外磁场强度，m A /；

dl dH /——磁场强度，2/m A 。

由上式可见，增大磁力的途径是：使悬浮粒子与磁性粒子团聚，以增大m K 和V ；提高磁场强度和磁场梯度。在磁场强度受电耗限制的情况下，最好的方法是采用高梯度磁分离器。这种磁分离器用直流电通过激磁线圈产生背景磁场，并在分离区内装填纤维状不锈钢作为磁化物质，使磁力线在极不规则的刚毛周围发生紊乱的密集和散发，从而产生高达数百以至数千um T /104-的磁场梯度，能产生比永磁分离器高几个数量级的磁力。因此，它不仅能轻易地分离铁磁性和顺磁性悬浮物，而且使磁种与悬浮物形成絮凝体后，还能有效地分离反磁性物质。

（四）磁分离技术的优点

磁分离技术的研究和应用还都比较少，但根据磁分离技术的物理作用原理，利用磁分离技术在水处理方面具有很多的应用优势，主要有以下几点：

（1）磁分离设备体积小、结构简单、维护容易、费用低、占地少。如高梯度磁分离设备，容易实现自动化；工作高度可靠，维修量适中；占地少，相当于其他传统设备的五分之一以下。

（2）利用高梯度磁滤法物理作用原理，可去除那些耐药性和毒性很强的病原微生物、细菌以及一些难降解的有机物等等。有研究表明，磁场力可使病原微生物等细胞内的水和酶钝化或失活，从而被杀灭，通过磁滤达到去除。

（3）磁分离技术能实现多种污染的一种净化，具有多功能性和通用性。 在

原水中通过投加磁种和混凝剂，使得各种性质的弱磁性微细颗粒甚至半胶体颗粒在高梯度磁场中能得到高效去除。例如：去浊和去除重金属离子、油污、放射性污染等。

（4）磁分离技术处理水量大，且不受自然温度的影响。高梯度磁滤分离器的过滤速度是一般处理用的高速过滤机的10~30倍，相当于沉淀池的100倍；磁分离技术适用于干旱炎热或寒冷等不同气候条件下地区的给水水质处理。

（5）利用高梯度磁滤法可作为给水的杀菌消毒处理，主要优点是不产生有害的副产品且简单容易。用氯或氯制剂对引用水消毒时，有研究表明氯与水中腐植酸和黄腐酸以及其他微量有机物反应产生三卤甲烷THMs和其他卤代烃化合物，这些化合物是多种疾病的致病因子。

（6）根据磁化后的水能促进水垢脱落现象，可利用磁场磁化那些矿化度较高的水源（如地下水源）作为锅炉用水，不需要加入化学药剂来阻垢、防垢，这样不但避免了锅炉结垢，而且水也没有受到因加入化学药剂而受到污染。

（五）磁分离技术在水处理中的应用

废水中的污染种类很多，对于具有磁性的污染物，可直接用高梯度磁分离器分离。对于非磁性污染物，可先投加磁种和混凝剂，使磁种与污染物缔合，然后用高梯度磁分离技术除去。高梯度磁分离器以高饱和磁密不锈钢钢聚磁钢毛为基质，当废水中的污染物对刚毛的磁力作用大于其粘性阻力和重力作用时，污染物被截留在刚毛基质上，在切断磁路后，磁力消失，被刚毛基质捕集到的污染物用水或气和水反冲洗下来，从而达到从废水中去除污染物的目的。从20世纪70年代开始，国内外对钢铁厂、造纸厂、电镀厂、纺织印染厂等工厂的废水以及城市污水和饮用水进行了高梯度磁分离处理，对水中悬浮物、重金属离子、细菌、油污、有机物、放射性污染物的去除进行了研究，研究结果表明高梯度磁分离技术用于废水和给水处理有良好效果。

高梯度磁分离技术主要用于以下几个方面：

1.用于钢铁工业废水处理；

2.用于炼油厂废水处理；

3.用于城市污水处理；

4.用于城市给水处理；

5.用于其它水处理。

对水处理工程而言，由于磁分离技术仅仅是一种物理性质的固液分离手段，在实际应用时，很多场合都必须辅以其他相关技术，才能发挥很好的效果。下面，根据磁分离技术的特点，按照应用工艺的划分，对磁分离技术在水处理中的应用研究情况作一介绍。