一項超(chao)(chao)導磁(ci)體應用(yong)技術研究表明，采用(yong)超(chao)(chao)導高(gao)梯度磁(ci)分離(li)(li)(li)技術可(ke)用(yong)于造紙、化(hua)工、醫藥工業廢水(shui)的凈化(hua)分離(li)(li)(li)。與(yu)傳統的超(chao)(chao)導磁(ci)分離(li)(li)(li)技術只(zhi)能(neng)分離(li)(li)(li)礦物、煤、高(gao)嶺土中(zhong)磁(ci)性(xing)雜質(zhi)不同，該技術通過預先加入改性(xing)的磁(ci)種子顆粒材料，從而(er)分離(li)(li)(li)工業廢水(shui)中(zhong)無(wu)磁(ci)性(xing)的有(you)機、無(wu)機污染(ran)物，實現工業污水(shui)的達標排放。

該技(ji)(ji)術(shu)是由此中國科(ke)學(xue)院理化技(ji)(ji)術(shu)研(yan)(yan)究所李來風研(yan)(yan)究員領導(dao)的研(yan)(yan)究小組通過與(yu)東北大學(xue)和沈(shen)陽(yang)水(shui)(shui)務集團有限公(gong)司水(shui)(shui)業技(ji)(ji)術(shu)研(yan)(yan)發(fa)中心合作共同完成，研(yan)(yan)究報告刊登于《科(ke)技(ji)(ji)導(dao)報》雜志2009年(nian)第3期(qi)，題為"超(chao)導(dao)磁分離及在造紙廠污(wu)水(shui)(shui)凈化中的應用(yong)研(yan)(yan)究"，此研(yan)(yan)究得(de)到國家科(ke)技(ji)(ji)部十一五863計(ji)劃和中科(ke)院海(hai)外杰出學(xue)者基金資助。

目前，工業廢水處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)主要有化(hua)學(xue)法(fa)和(he)生物化(hua)學(xue)法(fa)。然而(er)，實用(yong)的(de)化(hua)學(xue)法(fa)和(he)生物化(hua)學(xue)法(fa)存(cun)在(zai)投資大(da)、運行成(cheng)(cheng)本(ben)高(gao)、反應時間長、占地(di)面積(ji)大(da)、效率低、能(neng)耗高(gao)等問題。對于小型(xing)造(zao)紙廠廢水處(chu)(chu)理(li)，這些問題更加突出，廠家因建(jian)立污水處(chu)(chu)理(li)設施(shi)投資過高(gao)，大(da)多采取直排，給環(huan)境造(zao)成(cheng)(cheng)危害。因此開展新型(xing)、高(gao)效、低成(cheng)(cheng)本(ben)超(chao)導磁分離工業廢水處(chu)(chu)理(li)技(ji)術的(de)研究對我國節能(neng)減排具有重要意義。

采用(yong)(yong)超導(dao)磁(ci)(ci)體分(fen)(fen)(fen)離礦(kuang)石(shi)、煤、高嶺土等固體物(wu)質(zhi)中磁(ci)(ci)性雜質(zhi)在國內外(wai)(wai)已得到廣泛(fan)應(ying)用(yong)(yong)，但(dan)用(yong)(yong)于(yu)廢(fei)水分(fen)(fen)(fen)離凈(jing)化尚少涉及。主(zhu)要原因是對于(yu)廢(fei)水中的(de)(de)有機、無(wu)機污染(ran)物(wu)，由于(yu)這(zhe)些污染(ran)物(wu)本身沒有磁(ci)(ci)性，靠磁(ci)(ci)場(chang)產生的(de)(de)磁(ci)(ci)吸引(yin)力無(wu)法分(fen)(fen)(fen)離。2005年日本大(da)阪大(da)學Nshijima研究組(zu)最早開始超導(dao)磁(ci)(ci)分(fen)(fen)(fen)離污水處理研究，并建立了示(shi)范裝置，用(yong)(yong)于(yu)分(fen)(fen)(fen)離造紙(zhi)廠(chang)污水，分(fen)(fen)(fen)離后污水COD(化學需氧值)可由起始的(de)(de)110mg/L，降(jiang)到25mg/L，去除(chu)率(lv)近(jin)80％。他們(men)采用(yong)(yong)的(de)(de)是預先在污水中添加(jia)Fe3O4"磁(ci)(ci)種子(zi)"顆粒和(he)聚氯(lv)化鋁絮(xu)凝(ning)劑，絮(xu)凝(ning)劑將污水中有害物(wu)質(zhi)和(he)Fe3O4磁(ci)(ci)性顆粒一起絮(xu)凝(ning)，這(zhe)樣通過超導(dao)磁(ci)(ci)體吸引(yin)分(fen)(fen)(fen)離。盡管分(fen)(fen)(fen)離效果很好，但(dan)由于(yu)還需加(jia)入有機絮(xu)凝(ning)劑，沒有完全擺脫因有機絮(xu)凝(ning)劑的(de)(de)加(jia)入帶來的(de)(de)二次污染(ran)，此外(wai)(wai)超導(dao)磁(ci)(ci)體冷(leng)卻采用(yong)(yong)的(de)(de)是液氦浸泡冷(leng)卻，對于(yu)我國，氦資源貧乏，這(zhe)將導(dao)致(zhi)大(da)規模應(ying)用(yong)(yong)推廣的(de)(de)限制(zhi)。

中科(ke)院理(li)化所(suo)的(de)(de)工(gong)作克(ke)服了以上(shang)難(nan)題，在磁種(zhong)子材料和超(chao)導磁體冷卻技(ji)術(shu)(shu)上(shang)取得創新進展。采用(yong)等(deng)離子有(you)(you)(you)(you)機(ji)覆(fu)膜技(ji)術(shu)(shu)在Fe3O4磁性顆粒表面生(sheng)長帶(dai)活(huo)性基(ji)團的(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機(ji)薄膜，這層納米厚度的(de)(de)薄膜可以有(you)(you)(you)(you)效地捕捉污水(shui)中的(de)(de)有(you)(you)(you)(you)機(ji)物、無機(ji)離子，代替了有(you)(you)(you)(you)機(ji)絮(xu)凝(ning)劑的(de)(de)加入，而且由于有(you)(you)(you)(you)機(ji)膜與(yu)Fe3O4有(you)(you)(you)(you)很(hen)強的(de)(de)結合力，使得這種(zhong)新型復(fu)合"磁種(zhong)子"材料可以重復(fu)使用(yong)，較單純的(de)(de)Fe3O4磁種(zhong)子材料有(you)(you)(you)(you)明(ming)顯優勢(shi)，

采(cai)用(yong)這種(zhong)"磁種(zhong)子(zi)"材(cai)料對造紙(zhi)廠廢(fei)水處(chu)(chu)理實驗表明經磁分(fen)離處(chu)(chu)理的(de)(de)集水池廢(fei)水COD值由起始(shi)的(de)(de)1780mg/L降到147mg/L，去除率超過(guo)90％％，凈化效果良好。另一個技術(shu)創新點(dian)是采(cai)用(yong)制冷機直接冷卻(que)超導(dao)(dao)磁體(ti)，從而擺脫超導(dao)(dao)磁體(ti)采(cai)用(yong)昂(ang)貴(gui)液氦(hai)的(de)(de)束縛，這樣將使(shi)得超導(dao)(dao)磁分(fen)離污(wu)水處(chu)(chu)理系統可(ke)以方便地用(yong)于(yu)缺少液氦(hai)的(de)(de)地區，特別(bie)適合(he)于(yu)規模(mo)小、分(fen)散的(de)(de)中小企(qi)業。是未(wei)來極具(ju)潛在應用(yong)價值的(de)(de)技術(shu)。

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