一、磁核的作用

利用磁分離技術處理污水，其前提是污水中的顆粒需具有一定的磁性。而實際上除了鋼鐵行業廢水外，鮮有哪種污水是含有磁性物質的。因此通常需要對于非磁性或弱磁性污染物污水投加磁核，然后利用絮凝技術使非磁性污染物與磁核結合在一起，然后單獨利用磁分離技術或絮凝沉降聯合高梯度磁分離技術分離凈化廢水。這類技術被人們稱為“磁核絮凝”或者“磁加載磁分離”技術。

下圖是一種常見的此類廢水的處理工藝（CoMagTM）流程，運用了HGMS技術。因為HGMS裝置需要反洗，負荷不能過重，否則反洗頻繁，故在前面設置澄清池，工藝實為磁粉加載絮凝沉降，磁核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“磁核”作用。

二、磁核的選取

磁核材料選取的最基本要求：1具有較強的磁性。2利用磁場作用易于回收重復利用。根據以上基本條件我們直接可以選擇常見的Fe粉，Fe2O3，Fe 3 O 4及其鐵和鐵的氧化物的復合材料。當然我們還可以選擇能夠直接或者間接產生磁性的鈷鎳等過渡金屬及其合金。不過從技術經濟性角度上考慮，通常的磁性材料偏向于鐵，鐵氧化物及其相應的復合物，因為鈷鎳及其相應合金價格遠高于鐵及其鐵氧化物的價格。

除了經濟性方面的因素，我們還要考慮磁材料的吸附性能因素。如果我們的磁性材料價格優廉，并能很好地吸附我們所要去除的污染物。這樣子，我們就可以通過磁場作用，加快污染物的沉淀速度，提高設備的沉降性能，從而提高污水處理的生產能力。最后還需要考慮的是就是我們所選取的磁性材料易于回收利用，使磁性材料的利用率盡量接近最大值，使企業的生產效益達到更高水平。

也有很多選用納米類磁性物質作為磁核的。這些納米磁性材料由于它們的尺寸已經接近電子的相干長度，且都有高比表面積，因此其所表現出來的特性（例如熔點、磁性、光學和導熱等）往往和該物質的宏觀整體狀態下的性質有巨大差異，如有別于常規磁性材料的理化特性（例如超順磁，高吸附能力）。就如氧化鐵類納米微粒由于具有磁性可控、低毒性和高比表面積等優點，在水處理方面具有天然優勢。再如納米零價鐵微粒在處理氯化有機物，聚氯聯苯、無機非金屬離子，重金屬離子等污染物時表現出良好的處理效果 。

但是，現階段納米磁性材料技術存在著許多亟待解決的問題。例如大規模工程化應用中的磁核回收問題，相對于實驗室級別的回收技術而言，大規模工業回收技術發展還不成熟，因此限制了該技術的大規模應用。此外，普通的納米磁性材料對單一廢水的處理效果較好，但在處理多組分高濃度廢水時，會遇到處理效果不理想，處理結果不穩定的現象，因此開發更高效的適用范圍更為廣泛的復合納米磁性材料將會是日后研究的重點之一。

三、磁核與去除物的吸附

在目前運用的磁分離水體凈化技術中，磁性材料和去除物的吸附基本上采用混凝技術來實現（也有少數是通過添加具有絮凝功能的特異性磁核，通過磁核表面的特異性基團實現絮凝，來實現該吸附結合過程。）。基本操作就是通過對每個項目處理的水體進行相關最佳混凝條件的控制，使磁核和混凝劑能夠在投入到廢水中后，較快較高效地進行磁性接種與混凝反應，并且形成較穩定的磁性絮體，該反應的主要機理也就是混凝機理，主要有電中合作用，吸附架橋作用，壓縮雙電層作用。

（1）電中和作用

電中和作用，是指混凝劑在水中形成帶正電的膠粒，它能和水中帶負電的膠粒相互吸引從而使彼此的電性中和而凝聚。

（2）吸附架橋作用

一些呈線型結構的高分子混凝劑，以及金屬鹽類混凝劑在水中形成線型高聚物后，均能強烈吸附膠體微粒。當吸附的微粒增多時，上述線型分子會彎曲變形和成網。從而起到橋梁的作用，使微粒間的距離縮短而相互粘結，逐漸形成粗大的絮凝體。這種作用稱吸附架橋作用。

（3）壓縮雙電層作用

水中粘土膠團含有吸附層和擴散層，合稱雙電層。雙電層中正離子濃度由內向外逐漸降低，最后與水中的正離子濃度人致相等。因此雙電層有一定的厚度。如向水中加入電解質，其正離子就會擠入擴散層而使之變薄；進而擠入吸附層，使膠核表面的負電性降低。這種作用稱壓縮雙電層。當雙電層被壓縮，顆粒間的靜電斥能就會降低。當降至小于顆粒布朗運動的動能時，顆粒相互吸附凝聚。凝聚顆粒在水的紊流中彼此碰撞吸附，形成絮凝體(亦稱絨體或礬花)。絮凝體具有強大吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細菌和溶解性物質。絮凝體通過吸附，體積增大而下沉。

磁粉成核的混凝機理主要是電中和作用，電中和作用與另外兩種截然不同，這一作用實際上也可以看成是動電吸引作用，它主要取決于固體粒子與成核粒子本身的表面性質，主要包括沉降性能以及表面電荷情況。

目前也有不是直接通過投加磁核和混凝劑來實現磁性材料與去除物的結合的工藝。而是采用專門研制的一種專門負載微生物用的磁核，也即磁性生物載體。該方式類似于污水生物處理中應用的生物膜技術。磁核的作用就等同于生物濾池中的濾料，用于微生物生長棲息，接著通過微生物的生命活動形成具有較強的吸附和生物降解性能的結構。所以這種磁性生物載體具有普通生物膜法中載體的性能，如多孔、吸附性能與生物掛膜性能優良、耐沖刷、對生物無毒性、比重略大于1，易于曝氣形成流化態，同時還具有順磁性，易于磁分離。使用磁性生物載體的比直接使用磁粉的，其生化處理效果更好。