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关键点:穿脱 西服 的 磁种子
李来风:工业废水主要来自化工厂、制药厂、造纸厂、纺织厂、发酵工业、医院、重金属工业等,其中以医药、
化工和造纸行业的废水排放量最大。污水里的污染物无外乎无机、有机酸碱盐离子,或者高分子有机物。
值得注意的是,这些污染物本身并没有磁性,磁铁是无法吸出无磁性的东西。
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这个时候就需要用到 磁种子 ,就是带有磁性的铁磁颗粒。让污染物吸附在 磁种子 上,然后被磁铁吸
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出,就达到了净化废水的效果。最简单的 磁种子 ,就是四氧化三铁。
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然而, 磁种子 进到污水里去,怎样去吸附有机的东西?吸不住怎么办?
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日本人想到了一个办法
加入絮凝剂。絮凝的污染物与 磁种子 包裹在一块,通过磁场带出。可是絮
凝剂本身就是络合物,还是会造成二次污染。
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我们想到,在 磁种子 表面上聚合一层有机物,形成各种表面官能团,这些活性基团与污染物链接,然
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后再把 西服 (即吸附,由于李来风多少带些口音,笔者乍听成了 西服 )脱掉,这样 磁种子 还可以
继续使用。这一灵感来自于医学上使用的靶向药物,通过磁场导向,将带有药物的磁性颗粒引导人体指
定部位然后释放,好比定向炸弹。
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通过研究废水成分,多数工业废水中的污染物就是这些,经过调整 磁种子 表面官能团种类,可适用于
多种废水处理。
多数离子性污染物有极性,可以吸附在各种官能团上,可某些重金属污染物却不能被吸附,对此,我们
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想到给 磁种子 穿上一层纤维素的外衣,这些纤维素便可以吸附重金属,同样,这样的 磁种子 脱了
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西服 也可以重复使用。
突破点:成本与体积的节省
李来风:传统的工业废水处理方法主要有化学法和生物化学法,这些方法的问题在于投资大、运行成本
高、反应时间长、占地面积大、能耗高等。
超导磁分离处理废水设备的体积非常小,比如场强可达三至五特斯拉的磁体,加上相应的制冷设备加起
来占地不过 20
平方米。
能耗方面,当电流达到 100—200 安培时,其电压很低,只有 1—2 伏,所以总功率相当于一两百瓦。
超导磁体需要低温维持,制冷设备的压缩机功率在八九千瓦,而温度到了就不再需要额定功率运行。据
估算一天耗电量小于一百摄氏度,
成本方面,超导磁体是个很成熟的技术,3 到 5 特斯拉的超导磁体,大约需要 150 多万,孔径在 10 厘
米左右,一天处理一千多吨废水,问题不大。设备都是一次性投资,磁种子材料也没有多贵。也就是说每
天千吨级的处理规模投资小于 200
万元。