磁分離技術發展與應用

——磁核絮分（沉）、磁混凝沉淀、磁絮凝、磁分離

1、磁分離工藝介紹

磁核絮分（沉）工藝、磁絮凝工藝、磁混凝沉淀技術、磁種混凝磁分離、磁加載磁分離技術，可統稱為磁分離技術，雖然以上工藝（技術）各不相同，其核心都是是借助磁場力的作用，對磁性不同的物質進行分離的一種物理分離方法。主要區別是：是否加入絮凝藥劑 、“磁種”，以及采取何種分離設備。

磁分離技術可以說是一門比較古老、較成熟的技術，最早應用于選礦和瓷土工業。1845年，美國發表了工業磁選機的專利。磁分離技術作為有磁性差異的兩種及多種物質的選別手段，在礦石的精選、煤的脫硫、玻璃及水泥等原料的除鐵、高嶺土的提純、生物工程中的細胞分離、石化行業的催化劑回收等領域得到了廣泛的應用。

磁分離技術用于水處理工程，它又可以稱得上是一門新興技術。從上世紀60年代開始，蘇聯用磁凝聚法處理鋼廠除塵廢水，60年代末，美國MIT教授科姆發明高梯度磁過濾器，70年代美國應用磁絮凝法和高梯度磁分離法處理鋼鐵、食品、化工、造紙等廢水。1974年瑞典開始用磁盤法處理軋鋼廢水，隨后的75年日本開發盤式“兩秒分離機”。

我國從70年代中期到80年代初，將磁聚凝法、磁盤法、高梯度磁分離法用于煉鋼、軋鋼廢水的處理。近年來，磁分離技術在電鍍廢水、含酚廢水、河湖水、食品發酵廢水、市政廢水、鋼鐵廢水、廚房污水、屠宰廢水、石油采出水等處理方面都取得了一定的研究成果，已經在實際廢水處理中得到了很好的應用。

2、發展與應用

早期磁分離技術應用場景相對單一。因為是利用磁分離技術處理污水，所以其前提是污水中的顆粒需具有一定的磁性。因此該技術廣泛應用于鋼鐵熱軋、連鑄廢水、冷軋乳化液等鋼鐵行業廢水的處理。其污染物98%以上都是強磁性物質，只有少量非磁性物質，非常適合用磁分離的方式凈化。因其工藝簡單，占地面積小，處理效果好，而受到以上行業的青睞。

高磁性污染物廢水處理工藝流程

在可查的報道出現較多的包括：高梯度磁分離技術（HGMS技術）、SALA214-14-5周期式高梯度磁濾技術等，他們多用于鋼鐵工業的廢水處理。其中比如“HGMS”處理裝置，該裝置是由鋼毛類微型聚磁介質與鐵鎧線圈相結合的Kolm—Marston型現代高梯度磁分器（High Gradient Magnetic Separator）。此類設備的共性是：體積小、效率高、投資省、運行費用低、操作簡便、處理量大、流量適應性好，等一系列優點，使傳統的磁分離裝置發生了重大的變革，使其迅速的廣泛應用于鋼鐵行業及礦山等分選行業。

本世紀八十年代，由于磁分離技術及設備巨大投資及運行成本優勢，促使其逐漸向污水處理行業發展。但由于此類污水不含磁物質，因此需將水體“磁化”。最初是對于非磁性或弱磁性污染物污水投加磁性物質粉末，靠粉末的捕集和吸附作用凈化水中的污染物。后來逐步演變為通過投加磁種，然后利用絮凝技術使非磁性物質與磁種結合在一起，然后單獨利用磁核絮分技術或磁核絮沉技術分離凈化廢水。這類技術也被稱為“磁種混凝磁分離”或者“磁加載磁分離”技術。工藝實為磁粉加載絮凝沉降，磁粉起的作用大部分是加速澄清的“配重”作用以及方便磁鼓回收的“磁種”作用。

其中比較有代表性的是美國麻省理工大學開發的加載混凝磁分離CoMag工藝（即磁絮凝工藝）

3、演進與革新

作為污水處理行業的一種新型處理工藝，磁分離技術在近年展現出百花齊放、百家爭鳴的情況，分別在工藝流程、設備結構、磁種選取、分離方式、回收效率上進行了多種嘗試。

結合多年的生產運行經驗，北京耐特爾環境工程技術有限公司歷經8年，開發出“NSCC-Ⅵ型 磁核絮沉工藝”和“NSCF-Ⅳ型 磁核絮分工藝”。

其中“NSCC-Ⅵ型 磁核絮沉工藝” 以磁核增加絮體密度，提升其可沉降性。即在絮凝過程中引入表面活化的磁性粉末材料作為凝結核，使污染物生成高密度磁核絮體（磁種密度為水密度的5.1倍），然后依靠重力作用和斜板沉淀原理實現固液高速沉淀分離。再通過剝離分揀，使磁核循環回用，污泥脫水外運。同時輔以污泥回流系統，增強去除效果和節約藥劑用量。

NSCC-Ⅵ型 磁核絮沉工藝

而“NSCF-Ⅳ型 磁核絮分工藝” 以磁力替代重力，對水中懸浮物進行分離。在絮凝過程中引入表面活化的磁性粉末材料作為凝結核，使污染物生成磁核絮體，然后利用稀土永磁盤產生的強磁力捕吸（磁力強度是其自身重力的600多倍），在瞬間（2 秒內）實現污水凈化固液分離過程。再通過剝離分揀，使磁核循環回用，污泥脫水外運。

NSCC-Ⅵ型 磁核絮分工藝

兩種工藝都采用了多項北京耐特爾環境工程技術有限公司的專利技術。其中“NSCC-Ⅵ型 磁核絮沉工藝”適用于處理要求較高、磁屬性較弱的污水，而“NSCF-Ⅳ型 磁核絮分工藝”更適用于需要用較低的投資及運行成本處理巨量的污水的場景。

兩款工藝設備都可兼容普通“磁種”，也可以采用北京耐特爾環境工程技術有限公司自行研發的“磁種表面熱定型涂覆處理工藝”處理后的磁種。該磁種具有顆粒均勻、空隙多、表面電荷性狀穩定、橋接吸附與可分離平衡性佳的特點。可增強絮凝反應中的橋接吸附效果，縮短成絮時間，提高絮體體積及比重，提升沉淀和磁捕效果；并能極大減輕磁種逃逸率，提高回收率。

北京耐特爾環境工程技術有限公司的“NSCC-Ⅵ型 磁核絮沉工藝”和“NSCF-Ⅳ型 磁核絮分工藝”適用于；冶金廢水、城市污水、工業廢水、礦井水、油田采出水、河道水、景觀水、石材加工、建材清洗等多種廢水。

北京耐特爾環境工程技術有限公司

研發部姜