一種靶向捕獲汙水處理方法與流程

2023-05-13 10:22:36 1

本發明涉及汙水處理技術，具體涉及利用表面修飾的超順磁性微粒吸附廢水中汙染物，再以高梯度強磁場脫除，實現汙水的淨化處理，吸附有汙染物的磁性微粒經洗脫後再利用弱磁場回收，實現磁性微粒的循環使用。

技術背景

傳統汙水處理技術是綜合應用化學反應、生物降解和化工分離技術，將汙水中對動、植物及生態環境產生危害的汙染物從水中脫除，實現水淨化。為了實現汙水的處理需要修建大量的水池、泵站等基礎設施，基建投資高，而且裝置運行中能耗高、消耗大量不可循環的耗材，使得汙水處理的運行成本較高。同時在汙水處理中會產生大量固體廢棄物，可能造成二次環境汙染。

通過對超順磁性微粒進行包覆和表面修飾，使其能夠吸附富集汙水中的帶電懸浮物、納米微粒、難於生物降解的有機物（如碳氟表面活性劑和稠環芳烴等）、有放射性的或降解後毒性更大的汙染物，然後利用高梯度磁場將吸附有汙染物的磁性微粒從汙水中分離，實現汙水的快速淨化，這種高效的汙水處理技術因運行成本低、佔地面積小、基建投資低而備受關注。在這類技術中大多涉及到磁性微粒的製備以及磁性設備的設計，但現有技術中大多將磁性粉末作為一種耗材來使用，吸附有汙染物的磁性粉末是一種固體廢棄物。

公開號為cn204400734u的實用新型專利公開了一種磁高密沉澱裝置，該磁高密沉澱裝置包括依次連接的快速混合區、慢速混合區和磁高密沉澱區，快速混合區由混合池、快速攪拌器、混凝劑加管組成，混合池前部設有進水管，混凝劑投加管設置在進水管靠近混合池一側。該裝置可通過汙泥泵將沉澱到高密沉澱區的磁性泥渣抽出，輸送至分散機的底部，通過分散機的進一步分散切割，再經磁回收磁鼓回收磁種，回收的磁種通過磁種循環泵輸送至快速混合區，循環利用。該專利通過回收磁種，實現了磁種的回收利用，但是，該專利中磁分離只是汙水處理的輔助技術，其沒有考慮強弱兩級磁選和汙染物的後續無害化處理。

技術實現要素：

針對現有磁分離汙水技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種靶向捕獲汙水處理方法，解決磁分離汙水技術產生難於處理固體廢棄物的技術難題。

為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：

一種靶向捕獲汙水處理方法，包括前處理、第一級磁選處理、第二級磁選處理、磁性微粒再生處理和汙染物無害化處理；

其中，所述第一級磁選為弱磁選，脫除靶向捕獲中失去磁性的磁性微粒；

所述第二級磁選為強磁選，捕獲吸附有汙染物的磁性微粒；

所述磁性微粒再生處理為經第一級磁選處理後，回收帶磁性的磁性微粒，排出失去磁性的磁性微粒。

本發明包括前處理、兩級磁選處理、磁性粉末再生處理和汙染物無害化處理步驟；其中，第一級磁選處理為弱磁選，脫除靶向捕獲中因機械磨損和氧化失去磁性的靶向捕獲材料；磁性的靶向捕獲材料分散在水中吸附水中特定的汙染物，待吸附飽和後，利用第二級高梯度磁場進行磁選處理，將吸附有汙染物的靶向捕獲材料從水中捕獲出來，並將處理後的清水排出；被捕獲的靶向捕獲材料經洗脫後再生，再生的微粒經第一級磁選後將靶向捕獲材料傳輸至粉料倉，而失去磁性的靶向捕獲材料被排出系統；汙染物無害化處理後排放或資源化利用。

作為優選，所述第一級磁選為永磁源或電磁源，與磁選微粒接觸的磁場為800-6000gs；所述第二級磁選的背景磁場為1.0-2.0t，與磁性微粒接觸的介質表磁為2.5-3.5t。

第一級弱磁選可以為永磁源或電磁源，與微粒接觸的磁場為800-6000gs，以便脫除靶向材料中因機械磨損和氧化而失去磁性的微粒。第二級強磁選要求其背景磁場為1.0-2.0t，其與微粒接觸的介質表磁為2.5-3.5t，以保證吸附有汙染物的磁性微粒能夠被磁場捕獲，當磁介質中被微粒填滿後，關閉或移除磁場利用反衝洗將磁粉排放到靜置槽中，靜置分層並將上層清液循環入廢水混合槽前端。

所述第一級磁選處理設備可選用採礦用的輪式或帶式磁選機，第二級磁選處理科選用超精細提純機、釉漿除鐵機或其他液體除鐵設備。

作為優選，所述磁性微粒包括超順磁內核，所述超順磁內核為四氧化三鐵納米粉、磁鐵礦粉、磁赤鐵礦粉、還原鐵粉、鈷、鎳、鈷-釹或鐵-鈀。

作為優選，所述超順磁內核還包括依次包覆的惰性保護層和枝接的靶向抓手基團；所述惰性保護層為二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、聚丙烯酸、酚醛樹脂或密胺樹脂。本發明選擇的磁性內核為具有鐵磁性或亞鐵磁性的微粒，惰性保護層為無機氧化物或有機聚合物。

作為優選，所述靶向抓手基團為氨基、季銨鹽、季鏻鹽、羧基或磺酸基。

作為優選，所述靶向抓手基團為碳氟鏈和具有親水能力的聚乙二醇。

靶向抓手基團是根據廢水中主要汙染物的特性進行選擇：當汙染物為的膠體微粒時，通過測定膠體微粒zeta電位，如果膠體微粒表面帶負電荷，可通過在磁性微粒表面嫁接氨基，季銨鹽、季鏻鹽等能帶正電荷基團，如果膠體帶正電荷可在磁性微粒表面接枝羧基、磺酸基等電離後點負電荷的基團；對於溶解在水中的色素分子，大多也帶有負電荷可以利用類似的方法加以脫除；水中汙染物為含氟表面活性劑時，通過在對磁性材料進行選擇性包覆，並在包覆層表面接枝氨基、羥基、羧基等可反應基團，然後利用這些基團的反應性，嫁接碳氟鏈和具有親水能力的聚乙二醇是微粒不但能夠分散在水中而且能夠高效地吸附廢水中的碳氟表面活性劑。

作為優選，所述磁性微粒為納米還原鐵或四氧化三鐵微粒被一氧化碳或氫氣還原後的單質鐵。當廢水中含有汞、鎘、鉻、鉛等重金屬微粒時，可將磁性微粒四氧化三鐵微粒利用一氧化碳、氫氣還原或直接使用納米還原鐵等具有很強還原性的磁性微粒，讓水中的磁性微粒在磁性材料表面被還原固載。

作為優選，所述磁性微粒再生處理為將沉降池底部的磁性微粒輸送進入磁粉再生系統，再依據汙染物與磁性微粒間相互作用的種類和強度選擇合適的洗脫方式：

對於膠體微粒和電荷有機分子，通過調節磁性微粒所處的ph，使磁性微粒與汙染物帶有相同電荷實現微粒的脫附；對於碳氟表面活性劑，利用乙醇或異丙醇進行洗脫；對於重金屬離子或稀土金屬離子，利用氧化將磁性微粒放置到氧氣環境中使其被氧化溶解；對於印染和焦化廢水中的色素，將吸附有色素的磁性微粒直接乾燥後進入微波裂解裝置進行分解；將上述經解吸附、洗脫後或裂解處理後的磁性微粒進行第一級磁選處理，回收磁性微粒。

作為優選，本發明所述的靶向捕獲汙水處理方法，具體包括步驟如下：

1）選用粒徑在10-1000nm的超順磁性微粒，加入磁性微粒質量0.1-5%的硫酸和氨水使其活化，然後利用第一級弱磁選和傳輸設備將磁性微粒加入到磁粉料倉中；其中氨水和硫酸物質的量之比可為0.1-5:1，磁性微粒粒徑可優選為800~1000目；

2）利用硫酸調節廢水體系的ph，使汙染物和磁選微粒帶有相反的電荷，將汙水質量1-10‰的磁性微粒加入到廢水中，在混合槽內均勻混合；

3）第二級強磁選處理：利用離心管道泵將汙水輸入第二級強磁選設備中，流出的清水利用石灰乳調節ph至正常後使用；設置第二級強磁選設備的洩鐵間隔時間為8-15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置至上層完全清澈後，將上層清液循環至前端混合槽內，下層漿料利用泥漿泵輸入再生桶，並在桶內加入氨水，調節漿液ph至磁性微粒與被吸附汙染物具有相同的電性；

4）將步驟3）中的分散液循環至第一級弱磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性的汙染物和失去磁性的汙染物，經無害化處理後排放。

作為優選，上述步驟2）為利用螺旋輸送或者自動計重器將磁性微粒加入到攪拌的混合槽中，混合均勻，或通過靜態混合器使磁性微粒在廢水中分散均勻，再用離心泵或管道泵將分散有磁性微粒的廢水通入第二級強磁分離器。其中，利用螺旋輸送或者自動計重器時，以5-200rpm速率攪拌保證廢水在水槽中的停留時間在5-15min之間，以混合均勻。

作為優選，上述步驟3）通過調節磁性微粒分散液的ph或利用有機溶劑，將汙染物從磁性微粒表面脫附，再進入第一級磁選處理，將汙染物和失去磁性的磁性微粒排出汙水系統。

本發明選取具有超順性的微粒作為原料，通過包覆和化學改性製得能夠通過靜電作用、化學和物理吸附富集分散、溶解廢水中特定汙染物的靶向捕獲微粒。將微粒與廢水混合後利用高梯度磁場，將吸附有汙染物的靶向捕獲微粒從水中脫除實現汙水的淨化。然後通過調節ph、有機溶劑洗脫等方式使汙染物與微粒脫附，後利用弱磁選回收靶向捕獲微粒，並將因氧化和機械磨損失磁的微粒排出系統，並依據汙染物的特性開發汙染物無害化和資源化處理技術，不產生附帶汙染。

本發明中汙染物無害化處理對於不同汙染物選擇不同的方式，包括：對含有重金屬離子可將其進入電解槽利用電化學還原回收重金屬；對於含有碳氟表面活性劑的有機溶液，則可進入蒸餾器，將有機溶解蒸餾回收其中的碳氟表面活性劑和有機溶劑；對於難於降解的有機物則經乾燥後進入微波裂解裝置，將其分解可燃燒的小分子化合物加以利用；對膠體微粒可同於也可通過微波裂解裝置將其中的有機物分解後，將無機物製成建材進行資源化利用。

上述微波裂解裝置進行微波裂解產生的氣體，經鹼液噴淋後進入鍋爐中進行燃燒，得到固體殘渣依據處理的廢物特性可填埋或進行資源化處理；或將吸附有汙染物的磁性微粒乾燥後直接微波處理，將吸附在靶向微粒表面的有機汙染物分解，再利用一級弱選後使靶向材料循環回用。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、本發明採用前處理、兩級磁選處理、磁性粉末再生處理和汙染物無害化處理方法，利用強弱兩級磁選系統配合，保證進入汙水處理系統的磁性微粒能夠被後續的高梯度磁場脫除，保證了清水中基本無吸附有汙染物的磁性微粒；通過選擇不同的磁性微粒可實現汙水中汙染物的分類分離，為汙水中汙染物的資源化利用奠定基礎。而且本發明可在較低成本下對現有技術難於處理的汙水進行徹底的無害化處理，同時該技術不需要修建大量的附屬設施基建成本較低，並可以依據汙水的分布建立分散式汙水處理系統。

2、本發明利用磁場強度較弱的磁選機對進行汙水處理的磁性微粒進行優選。然後，將磁性較強的微粒與汙水混合，待吸附飽和後，利用強度為弱磁場3-10倍強度的高梯度強磁場，將分散在水中吸附有特定汙染物的磁性微粒捕獲下來，可靠性和穩定極佳。而且通過選擇不同的磁性微粒和多次靶向捕獲可實現汙水不同組成汙染物的分離和分類濃縮，並實現汙水的淨化。

3、本發明通過改變靶向捕獲材料的表面電性、溶劑洗脫、高溫焚燒或微波處理等技術，將吸附在磁性材料表面的汙染物脫除或分解。濃縮後的汙染物經分離提純而回收或進行無害化處理。將脫除汙染物的磁性微粒循環至弱磁選系統，將仍然具有強磁性的微粒經再生後重新進入系統進行循環套用，並利用弱磁選系統將因機械磨損和化學氧化而失去磁性微粒排除系統。最終排出系統的汙染物和失去磁性的微粒，經乾燥脫水後進入微波裂解裝置，將其中的有機汙染物分解為甲烷、一氧化碳、乙烯等可燃氣體得以利用。並利用微波裂解的還原氣氛將汙染物中高價金屬離子轉變為惰性金屬，從而實現對危險廢棄物的無害化處理。

4、本發明實現了有機物和重金屬等汙染物的無害化處理，在整個過程中無危險廢棄物產生。最重要的是該技術進行汙水處理集成度較高，利用佔地面積小、處理能力強的磁分離設備進行汙水處理，大大降低了汙水處理的基建投資。因其附屬設施少，可實現汙水就近分散處理，減少汙染物再傳輸過程中洩露、擴散的危險。

綜上，本發明以回收廢水中有用資源為基本目標，利用功能化的磁性微粒，靶向捕獲分散在廢水中的汙染物，並利用磁場實現了汙染物和汙水的快速分離。並配套特定回收和無害化處理裝置，可實現含難降解汙染物、重金屬、膠體微粒等傳統汙水處理技術難於處理的廢水的處理和資源回收。採用獨特的雙級梯度磁選技術，利用弱磁選將磁性較弱的微粒排出系統，保證進入系統磁性微粒都能夠被後續的強磁場捕獲；同時因雙級磁選實現了磁性微粒的循環套用，在汙水處理過程中不產生附帶汙染。該技術設備集成度高，將汙水處理的各個工段集成到佔地面積小的成套設備中，不需要修建大量的基礎設施基建投資低，同時該工藝設備緊湊能耗低，而且耗材磁性材料製備工藝簡單，運行成本低。最重要的是該技術實現了汙水汙染物的資源化利用，使汙水處理能夠有直接收益。

附圖說明

圖1是本發明實施例1地表水淨化處理工藝流程；

圖2是本發明實施例2廢水中聚四氟乙烯脫除系統工藝流程；

圖3是本發明實施例3廢水中含氟表面活性劑回收工藝流程；

圖4是本發明實施例4和實施例5焦化汙水深度脫色和印染汙水脫色工藝流程；

圖5是本發明實施例6含重金屬離子廢水處理工藝流程。

具體實施方式

實施例1：含粘土微粒和有機物的地表面上的處理技術

具體的工藝流程見圖1。

對於大多數地表水而言，其主要汙染物為分散水中固體微粒和微生物，以及吸附或溶解水中的有機物。這些汙染大多帶有負電荷，應在過程中加入表面帶正電荷的磁性微粒（例如四氧化三鐵在ph6以下帶正電荷，6以上帶負電荷，通過調節ph即可實現磁性微粒表面的電荷性）。原水為濁度為200ntu普通河水，選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為2:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節廢水體系的ph，使汙染物和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之一的磁鐵精礦粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水利用石灰乳調節ph測試其濁度為5.2ntu。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置10分鐘後將上層清液循環至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，並在桶內加入氨水，調節漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然後將該分散液輸入進入弱磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性的汙染物和失去磁性的汙染物，經沉澱結塊後送給水泥廠生產水泥。

實施例2：聚四氟乙烯分散樹脂生產廢水中聚四氟乙烯微粒的脫除

具體的工藝流程見圖2。

在聚四氟乙烯分散樹脂生產中，全氟辛酸等含氟乳化劑是必不可少的，這些含氟表面活性不但生產成本高，而且其生物相容性差會對環境造成嚴重的危害。在利用膜分離回收廢水中的全氟辛酸時，殘餘在廢水中的聚四氟乙烯納米微粒會將膜組件堵死，導致分離的失敗。原水的濁度為18.9ntu選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為0.5:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節該體系的ph，使汙染物和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之一的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水濁度小於0.2ntu可直接進入膜分離系統。在膜分離回收全氟辛酸的過程中，聯產樹脂生產所需的去離子水，經提濃後的全氟辛酸溶液進入全氟辛酸回收系統實現全氟辛酸的回收。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置10分鐘後將上層清液循環至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，並在桶內加入氨水，調節漿液ph至磁鐵礦粉與聚四氟乙烯微粒相同的電性。然後將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性的汙染物和失去磁性的靶向吸附材料，經酸化後分離回收。

實施例3：含氟有機聚合物生產廢水中含氟表面活性劑回收工藝

具體工藝流程見圖3。

在含氟聚合的生產中，碳氟表面活性劑常作為乳化劑和分散劑被大量使用，在使用後大多會隨著廢水排放。這些含氟表面活性不但生產成本高，而且其生物相容性差會對環境造成嚴重的危害。利用膜分離含氟表面活性劑運行成本極高，而且也許解決因廢水中殘餘的含氟聚合物微粒帶來的膜堵塞的技術難題。四氟乙烯凝聚廢水中全氟辛酸的含有量20ppm，選用共沉澱法合成的納米四氧化三鐵為核心，在其表面包覆二氧化矽，並按照將碳氟鏈和聚乙二醇4000按摩爾比0.5-5：1嫁接到二氧化矽包覆層的表面，製得一種可專門用於富集廢水中含氟表面活性劑的材料。將合成得到材料經6000gs的磁選機磁選後，傳輸到磁粉料倉中，利用螺旋進料裝置將水質量千分之一的材料加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水全氟辛酸的含量小於1.0ppm。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置10分鐘後將上層清液循環至混合槽，下層料漿經乾燥後利用3倍固體質量的乙醇衝洗，衝洗後的磁性材料進入磁選系統回收循環。將溶解有全氟辛酸的乙醇溶液，轉移至蒸發系統，利用蒸發回收其中有機溶劑和全氟辛酸。

實施例4：焦化廢水脫色深度脫色工藝

具體的工藝流程見圖4。

焦化廢水因含有稠環化合物，難於生物降解呈深褐色，單這些化合物在水中均帶有負電荷。該焦化廢水的色度為1420，選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為5:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節該體系的ph，使汙染物和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之五的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水色度為40度小於國家一級排放水要求的50度可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為8min，從洩鐵口衝出的水進入澄清池，靜置1h後將上層清液循環至混合槽，下層漿料經板框壓濾後，濾渣經乾燥後進入微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解後氣體送入鍋爐，固體顆粒分散在水中加入磁選系統進行初次預選後，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性汙染物和失去磁性的磁鐵礦粉，製成建築材料。

實施例5：印染廢水脫色深度脫色工藝

具體的工藝流程見圖4。

印染廢水因含有大量為上色的染料，給人感官較差需進行深度脫色，現在多少採用的高級氧化但成本極高。本發明利用大多染料帶有磺酸、羧基等負離子的特點。廢水中染料最大吸收波長處的吸光度為0.5，選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為1:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節該體系的ph，使染料分子和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之五的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水吸光度小於0.02，無明顯顏色可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為8min，從洩鐵口衝出的水進入澄清池，靜置1h後將上層清液循環至混合槽，下層漿料經板框壓濾後，濾渣經乾燥後進入微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解後氣體送入鍋爐，固體顆粒分散在水中加入磁選系統進行初次預選後，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性汙染物和失去磁性的磁鐵礦粉，用於製成建築材料。

實施例6：廢水中重金屬的脫除

其具體的工藝流程見圖5。

工業廢水中重金屬離子的排放時引起環境汙染的主要來源，因廢水中重金屬離子的濃度較低，利用絡合脫除時易造成配體與水的競爭。選用的廢水中含量140ppb的銻離子，本發明利用1000目精製的磁鐵礦粉送入燒結爐中，通入一氧化碳在800℃下還原，使其表面轉變為單質鐵，利用單質鐵的強還原性將重金屬還原固定在磁粉的表面。將還原後的鐵粉在氮氣保護下冷卻，並轉移至粉料倉。利用螺旋進料裝置將水質量千分之五的鐵粉加入到含金屬廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的經分析檢測銻離子濃度小於5ppb遠低於國家的排放新標準(20ppb)可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為8min，從洩鐵口衝出的水進入澄清池，靜置1h後將上層清液循環至混合槽，在混合槽中加入稀硝酸調節體系的ph為5.0並充分攪拌，然後利用磁選機回收其中的磁鐵礦粉。並將殘餘的固體過濾後轉移至電解槽中，利用電解回收其中的重金屬。

實施例7：炸藥廢水的無害化處理工藝

在炸藥廢水中含有芳硝基化合物如將其排防到環境中勢必造成嚴重的環境汙染，常需要進行高級氧化，處理成本極高。利用膜分離含氟表面活性劑運行成本極高，而且也許解決因廢水中殘餘的含氟聚合物微粒帶來的膜堵塞的技術難題。對於硝基氮含量為400mg/l的炸藥廢水，選用共沉澱法合成的納米四氧化三鐵為核心，在其表面包覆二氧化矽，並在其表面嫁接有機胺得到一種可吸附廢水中硝基化合物的吸附材料。經材料放置在磁粉料倉中利用螺旋進料裝置將水質量千分之五的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水中硝氮含量小於5mg/l可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為8min，從洩鐵口衝出的水進入澄清池，靜置1h後將上層清液循環至混合槽，下層漿料經板框壓濾後利用乙醇為溶劑洗脫，洗脫溶液經蒸餾回收溶劑，剩餘的硝基化合物送微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解後氣體送入鍋爐。衝洗後的磁粉經磁選後，循環使用，無磁性汙染物和失去磁性的磁鐵礦粉將排出體系。

實施例8：反滲透膜防堵塞工藝

在利用反滲透膜進行水淨化時，水中殘留的納米微粒和有機物極易造成膜組件的堵塞。本發明利用通常條件下水中有機物和納米微粒帶負電的特點。對於僅過濾後濁度為50ntu的原水，選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為3:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節廢水體系的ph，使汙染物和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之一的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水利用石灰乳調節ph至正常後使用。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置10分鐘後將上層清液循環至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，並在桶內加入氨水，調節漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然後將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性的汙染物和失去磁性的汙染物，經沉澱結塊後送給水泥廠生產水泥。

實施例9：城鎮分散式汙水處理中心的汙水處理工藝

城鎮汙水存在汙水產生源多，如果採用集中處理需要建立大量泵站，基建投資高，而且運行成本高。本發明利用廢水中汙染物帶負電的特點，在廢水中投入帶正電荷的磁性微粒，使汙染物吸附到磁性微粒上，再用磁場脫除實現汙水的淨化。選用1000目的精選磁鐵礦粉通過加入少量硫酸和氨水使其活化，硫酸和氨水的物質的量之比為2:1，然後利用磁選和傳輸設備將具有磁性且表面帶正電的磁鐵礦粉，加入到磁粉料倉中。利用硫酸調節廢水體系的ph，使汙染物和磁鐵礦粉在該ph下帶有相反的電荷。利用螺旋進料裝置將水質量千分之一的鐵粉加入到廢水中，在混合槽內均勻混合後，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水利用石灰乳調節ph至正常後使用。通過設置高梯度除鐵機的洩鐵間隔時間為15min，從洩鐵口衝出的水進入澄清桶，靜置10分鐘後將上層清液循環至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，並在桶內加入氨水，調節漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然後將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環使用，無磁性的汙染物和失去磁性的汙染物，經沉澱結塊後送給水泥廠。

本發明利用強弱兩級磁選配合，確保進入體系靶向吸附材料能夠被後續的高強度磁場捕獲，同時利用，弱磁選系統將因機械磨損和氧化失磁的材料排出系統，保證汙水處理系統穩定運行。該汙水處理工藝，可用於膜過濾前處理，以延遲膜的使用壽命，可用於含氟聚合物合成工藝中，含氟表面活性劑汙水中含氟表面活性劑的回收。也可用於焦化和印染汙水的深度脫色，去除廢水中的重金屬離子等領域。

該發明的使用將大幅降低汙水處理的基建投資和運行成本，同時該技術好實現了汙水中有用資源的高效回收，使汙水處理可產生直接的經濟效益。而且該技術通過集成微波裂解、電解還原等方式實現水中汙染物的無害化處理，不產生二次汙染，這種深度汙水處理技術，在環保要求日趨嚴格的今天具有廣闊的市場前景。

其中，實施例3和7中，表面包覆二氧化矽、並在包覆層嫁接碳氟鏈或有機胺的材料，製備方法可參考如下：

取27.8g的七水合硫酸亞鐵和3.99g氯化鐵配製成50ml溶液，然後加入200ml氨水溶液（100ml濃氨水和100ml去離子水），以300rpm的速率機械攪拌2h。然後將混合物轉移到燒杯中，並將燒杯放置到磁鐵上方，使四氧化三鐵磁性納米顆粒迅速沉澱到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質，並利用去離子水清洗2-3次得到高純度的四氧化三鐵磁性納米微粒；將該四氧化三鐵磁性納米微粒分散到100ml乙醇和200ml去離子水形成的混合溶液中，在50℃下以300rpm的速率攪拌15min後在50℃下加入30ml濃氨水，再過20min後加入20g正矽酸四乙酯，反應1h後加入0.5g氨丙基三甲氧化矽烷於體系中，保持攪拌速率和反應溫度90min後，利用磁鐵將包覆有二氧化矽的磁性納米微粒脫除洗滌乾淨後，在110℃下乾燥8h；然後將製備的磁性納米微粒分散在200ml二氯甲烷中，在40℃下加入1.5g的全氟辛酸,以400rpm速率攪拌15min後，加入5ml的氯化亞碸，並加入2.5m吡啶作為縛酸劑，在保持穩定和攪拌的情況下反應2h，然後加入2.5g聚乙二醇4000，利用磁鐵將製備的磁性納米微粒從體系中分離出來，經洗滌後在100℃下乾燥8h，得到以四氧化三鐵微粒為核心能夠分散在氟醚油中的磁性納米微粒。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。