环境保护是人类生存和发展过程中一个非常重要的主题。地球陆地面积约占地球表面积的30%,海洋面积约占地球表面积的70%,淡水量仅为地球总水量的2.5%左右。面对这种情况,节约用水和废水处理迫在眉睫。
一般来说,废水的处理采用电解、化学沉淀、吸附等方法,有时用氯消毒。无论是化学还是生物,都会出现成本过高或净化不彻底等问题。那么,我们能找到一种高效、节能、环保的废水处理方法吗?目前,强磁分离法作为废水处理的热点,对废水处理非常有效。那么,什么是磁分离法呢?它的原理是什么?它能净化多少废水?
所谓磁分离机,就是根据不同的物质具有不同的磁性性质(物质的磁性可以分为三种:铁磁性、顺磁性和反磁性,其中铁磁性物质可以作为磁种添加到弱磁性废水中进行磁分离)。当废水中的磁性物质或非磁性物质(需要添加磁种)在磁场中时,物质必然会受到磁场的作用力。当然,废水中的悬浮不仅受到磁场力的影响,还受到重力、流体粘度、流体惯性力和分子之间的吸引。
永磁分离和电磁分离(包括超导磁分离)可用于磁分离。磁力的公式是Fu=γVH(dH/dx),其中,γ为颗粒本身的磁化率,V为颗粒体积,H为磁场强度,dH/dx是磁场强度梯度。从实际应用来看,如果我们只是用永磁体来增加磁场强度,我们确实可以增加磁场力的大小,但是这样产生的磁铁太贵了。
因此,大多数采用磁梯度分离法,即只需增加磁场强度的梯度,就可以达到增强磁场力的效果。值得一提的是,为了产生高强度磁场,使用一般永磁铁很难实现,超导体可以实现。理论上,临界温度以下超导体产生的磁场强度可达10T以上,无需添加磁种即可轻松实现磁分离。
一般梯度磁分离机可分离细颗粒(线度1um)和弱磁颗粒(磁化率低至10-6),因此超导梯度磁分离的范围和精度将更加广泛和准确。
毫无疑问,磁分离机不仅高效环保,而且成本和维护成本低。超导磁分离技术作为一般磁分离的增强版,将大大提高常导磁分离的性能。
有理由相信,随着科学家对磁体和污染物分离程度机制的不断研究,磁分离技术将应用于普通人的家中。