今年2月20日在江蘇鹽城發(fā)生的水污染事件,就是因為被評為鹽城市“十大標兵企業(yè)”的標新化工有限公司偷排30噸含酚鉀鹽廢水,導致20萬居民飲用水污染,給人民生活和環(huán)境造成危害。
■專家解讀
解讀人:李來風(中科院理化所研究員、博導)
關(guān)鍵點:穿脫“西服”的“磁種子”
李來風:工業(yè)廢水主要來自化工廠、制藥廠、造紙廠、紡織廠、發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)院、重金屬工業(yè)等,其中以醫(yī)藥、化工和造紙行業(yè)的廢水排放量最大。污水里的污染物無外乎無機、有機酸堿鹽離子,或者高分子有機物。值得注意的是,這些污染物本身并沒有磁性,磁鐵是無法吸出無磁性的東西。
這個時候就需要用到“磁種子”,就是帶有磁性的鐵磁顆粒。讓污染物吸附在“磁種子”上,然后被磁鐵吸出,就達到了凈化廢水的效果。最簡單的“磁種子”,就是四氧化三鐵。
然而,“磁種子”進到污水里去,怎樣去吸附有機的東西?吸不住怎么辦?
日本人想到了一個辦法———加入絮凝劑。絮凝的污染物與“磁種子”包裹在一塊,通過磁場帶出??墒切跄齽┍旧砭褪墙j(luò)合物,還是會造成二次污染。
我們想到,在“磁種子”表面上聚合一層有機物,形成各種表面官能團,這些活性基團與污染物鏈接,然后再把“西服”(即吸附,由于李來風多少帶些口音,筆者乍聽成了“西服”)脫掉,這樣“磁種子”還可以繼續(xù)使用。這一靈感來自于醫(yī)學上使用的靶向藥物,通過磁場導向,將帶有藥物的磁性顆粒引導人體指定部位然后釋放,好比定向炸彈。
通過研究廢水成分,多數(shù)工業(yè)廢水中的污染物就是這些,經(jīng)過調(diào)整“磁種子”表面官能團種類,可適用于多種廢水處理。
多數(shù)離子性污染物有極性,可以吸附在各種官能團上,可某些重金屬污染物卻不能被吸附,對此,我們想到給“磁種子”穿上一層纖維素的外衣,這些纖維素便可以吸附重金屬,同樣,這樣的“磁種子”脫了“西服”也可以重復使用。
突破點:成本與體積的節(jié)省
李來風:傳統(tǒng)的工業(yè)廢水處理方法主要有化學法和生物化學法,這些方法的問題在于投資大、運行成本高、反應時間長、占地面積大、能耗高等。
超導磁分離處理廢水設(shè)備的體積非常小,比如場強可達三至五特斯拉的磁體,加上相應的制冷設(shè)備加起來占地不過20平方米。
能耗方面,當電流達到100—200安培時,其電壓很低,只有1—2伏,所以總功率相當于一兩百瓦。超導磁體需要低溫維持,制冷設(shè)備的壓縮機功率在八九千瓦,而溫度到了就不再需要額定功率運行。據(jù)估算一天耗電量小于一百攝氏度,
成本方面,超導磁體是個很成熟的技術(shù),3到5特斯拉的超導磁體,大約需要150多萬,孔徑在10厘米左右,一天處理一千多噸廢水,問題不大。設(shè)備都是一次性投資,磁種子材料也沒有多貴。也就是說每天千噸級的處理規(guī)模投資小于200萬元。
將超導磁分離技術(shù)應用在廢水處理,這個技術(shù)在國內(nèi)算是一種新技術(shù)。與傳統(tǒng)的化學、生物處理法相比,單位面積小,反應時間短,處理周期短。占地僅為傳統(tǒng)污水處理的1%,整個系統(tǒng)緊湊,可以靈活運輸,特別適合中小型企業(yè)的污水處理。
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