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国际造纸　2007年　第26卷　第6期

前沿

热点

Front

Focus

环保技术

Environmental Engineering

利用这个方法，能在狭窄安装条件下进行处理，

因此，可有效利用工厂的空地，也不必采用设备集中
的形式，但又可使全部设备集中在 6 m×6 m 的范围
内来进行废水处理。
2.1　担磁槽和沉淀槽

本验证设备中的配置是用加压悬起槽将处理水作

为原水导入担磁槽内。担磁槽的容量为 4 t。

自担磁槽上部添加聚硫酸铝（硫酸铝）、氢氧化

钠（用于调整 pH 值）及担磁材（例如磁铁矿类磁性
粒子），用螺旋桨搅拌，形成磁性块。

图 2 为生成磁性块的模式图。聚硫酸铝等药剂用

定量泵，粉体磁性材用螺杆泵，按照废水的变化适量

（300 ～ 600 mg/kg）添加。当磁性块沉淀速度慢时，

可添加高分子凝结剂，使之形成大块。经担磁槽处理
的废水进入沉淀槽。沉淀槽规格为 4m×3m×2.5m，
可直接从担磁槽向超导磁分离部导水，形成过载状况，
致使磁过滤器快速解吸透过。因此，利用沉淀槽使磁
性块减量，以减少磁分离部的负载。由担磁槽进入的
水，通过内筒进水，外沿溢出。沉淀在槽底部的污泥
从底部排出回收。

在沉淀槽下部及被磁过滤器捕捉到的磁性污泥

通过磁分离器进一步浓缩回收（含水率 70% ～ 90%），
用热处理方式可进行磁性粒子的再生，但现状是采用
废纸的造纸厂排出的污泥会与最终泥屑一起混合丢弃。
2.2　磁分离部

磁分离部采用的是长度 680 mm，内径 400 mm

孔腔（磁场空间）的超导磁铁 NbTi 螺线管。磁过滤
器被设计成能连续更换、清洗的形式，其最大磁通密
度为 3 特斯拉（3T，电流 100A）。

电磁铁孔径部为贯通的形状，配置成非磁性材料

的圆筒，在其中装入过滤器。由沉淀槽排出的水导入
装在圆筒内的强磁场磁过滤器中，抽吸处理，处理后
的水排出。

像磁性块那样具有磁性的物质在磁场向磁通密度

增大的方向拉动，磁力在磁通密度变化大的地方增大。

用永磁材料制成的过滤器在强磁场内，周围会发生大
的磁通密度变化，这样就能强力地捕捉到磁性块。一
旦该磁性过滤器捕捉到的磁性块大到某种程度，就必
须根据磁过滤器的分离回收能力适时更换。

本研究开发了能高效更换磁过滤器的连续运行装

置。图 3 为磁过滤器更换系统图。磁过滤器置于磁场
内，从圆筒的排水侧装入，进水侧回收。被回收的磁
过滤器经水洗，再由排出水侧装入。

磁过滤器从被净化的某排水侧向含有许多磁性块

的进水方向移动，捕捉磁性块。取出磁场外的磁过滤
器，由于磁力变小，能利用喷射水方便地清洗。含有
磁性块的洁净水和沉淀槽的回收污泥一起被送去处理。

通过装入自动化的磁过滤器，利用超导磁铁在强

磁场中移动、回收、清洗等，由于都不切割磁场，因
而能成功地进行连续工作。

3　超导磁分离废水处理装置

图 4 所示为采用过锰酸法测定的 COD

的变化。

横轴表示原水的 COD

；纵轴表示超导磁分离后的排

水的 COD

。

图 5 为注入担水槽的原水和超导磁分离后的

处理水的浊度。COD

从 60 ～ 200 mg/L 降低到

30 ～ 60 m g/L。原水的浊度为 50 ～ 250 NTU，而超
导磁分离后的最终排水变为透明（5NTU 以下），可
以充分满足造纸厂废水循环使用的条件。

4　经济性

该废水处理装置是针对以废纸为原料的造纸厂，

废水量为 1000 ～ 2000 t/d 的规模设计的。添加药剂

图 2　磁性块的产生(担磁）

悬浮粒子
水溶性有机物

高分子
凝结剂

大块

高分子
凝结剂

磁铁矿

硫酸铝

大块沉淀
速度快

小块沉淀
速度慢

吸收

磁过滤器的移动

来自沉淀
槽的排水

喷水（清洗）

磁过滤器

处理水

超导磁铁

图 3　磁过滤器更换系统

磁过滤器
的清洗