本發(fā)明涉及污水處理技術，具體涉及利用表面修飾的超順磁性微粒吸附廢水中污染物，再以高梯度強磁場脫除，實現(xiàn)污水的凈化處理，吸附有污染物的磁性微粒經洗脫后再利用弱磁場回收，實現(xiàn)磁性微粒的循環(huán)使用。

技術背景

傳統(tǒng)污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，將污水中對動、植物及生態(tài)環(huán)境產生危害的污染物從水中脫除，實現(xiàn)水凈化。為了實現(xiàn)污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(huán)的耗材，使得污水處理的運行成本較高。同時在污水處理中會產生大量固體廢棄物，可能造成二次環(huán)境污染。

通過對超順磁性微粒進行包覆和表面修飾，使其能夠吸附富集污水中的帶電懸浮物、納米微粒、難于生物降解的有機物（如碳氟表面活性劑和稠環(huán)芳烴等）、有放射性的或降解后毒性更大的污染物，然后利用高梯度磁場將吸附有污染物的磁性微粒從污水中分離，實現(xiàn)污水的快速凈化，這種高效的污水處理技術因運行成本低、占地面積小、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制備以及磁性設備的設計，但現(xiàn)有技術中大多將磁性粉末作為一種耗材來使用，吸附有污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淀裝置，該磁高密沉淀裝置包括依次連接的快速混合區(qū)、慢速混合區(qū)和磁高密沉淀區(qū)，快速混合區(qū)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。該裝置可通過污泥泵將沉淀到高密沉淀區(qū)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(huán)泵輸送至快速混合區(qū)，循環(huán)利用。該專利通過回收磁種，實現(xiàn)了磁種的回收利用，但是，該專利中磁分離只是污水處理的輔助技術，其沒有考慮強弱兩級磁選和污染物的后續(xù)無害化處理。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有磁分離污水技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種靶向捕獲污水處理方法，解決磁分離污水技術產生難于處理固體廢棄物的技術難題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種靶向捕獲污水處理方法，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污染物無害化處理；

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，捕獲吸附有污染物的磁性微粒；

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

本發(fā)明包括前處理、兩級磁選處理、磁性粉末再生處理和污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污染物，待吸附飽和后，利用第二級高梯度磁場進行磁選處理，將吸附有污染物的靶向捕獲材料從水中捕獲出來，并將處理后的清水排出；被捕獲的靶向捕獲材料經洗脫后再生，再生的微粒經第一級磁選后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(tǒng)；污染物無害化處理后排放或資源化利用。

作為優(yōu)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，以保證吸附有污染物的磁性微粒能夠被磁場捕獲，當磁介質中被微粒填滿后，關閉或移除磁場利用反沖洗將磁粉排放到靜置槽中，靜置分層并將上層清液循環(huán)入廢水混合槽前端。

所述第一級磁選處理設備可選用采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(yōu)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(yōu)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硅、氧化鋁、氧化鈦、聚丙烯酸、酚醛樹脂或密胺樹脂。本發(fā)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(yōu)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(yōu)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(jù)廢水中主要污染物的特性進行選擇：當污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、磺酸基等電離后點負電荷的基團；對于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；水中污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，并在包覆層表面接枝氨基、羥基、羧基等可反應基團，然后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(yōu)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后的單質鐵。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(yōu)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(tǒng)，再依據(jù)污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：

對于膠體微粒和電荷有機分子，通過調節(jié)磁性微粒所處的ph，使磁性微粒與污染物帶有相同電荷實現(xiàn)微粒的脫附；對于碳氟表面活性劑，利用乙醇或異丙醇進行洗脫；對于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(huán)境中使其被氧化溶解；對于印染和焦化廢水中的色素，將吸附有色素的磁性微粒直接干燥后進入微波裂解裝置進行分解；將上述經解吸附、洗脫后或裂解處理后的磁性微粒進行第一級磁選處理，回收磁性微粒。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的靶向捕獲污水處理方法，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，然后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(yōu)選為800~1000目；

2）利用硫酸調節(jié)廢水體系的ph，使污染物和磁選微粒帶有相反的電荷，將污水質量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：利用離心管道泵將污水輸入第二級強磁選設備中，流出的清水利用石灰乳調節(jié)ph至正常后使用；設置第二級強磁選設備的泄鐵間隔時間為8-15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置至上層完全清澈后，將上層清液循環(huán)至前端混合槽內，下層漿料利用泥漿泵輸入再生桶，并在桶內加入氨水，調節(jié)漿液ph至磁性微粒與被吸附污染物具有相同的電性；

4）將步驟3）中的分散液循環(huán)至第一級弱磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性的污染物和失去磁性的污染物，經無害化處理后排放。

作為優(yōu)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(tài)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(yōu)選，上述步驟3）通過調節(jié)磁性微粒分散液的ph或利用有機溶劑，將污染物從磁性微粒表面脫附，再進入第一級磁選處理，將污染物和失去磁性的磁性微粒排出污水系統(tǒng)。

本發(fā)明選取具有超順性的微粒作為原料，通過包覆和化學改性制得能夠通過靜電作用、化學和物理吸附富集分散、溶解廢水中特定污染物的靶向捕獲微粒。將微粒與廢水混合后利用高梯度磁場，將吸附有污染物的靶向捕獲微粒從水中脫除實現(xiàn)污水的凈化。然后通過調節(jié)ph、有機溶劑洗脫等方式使污染物與微粒脫附，后利用弱磁選回收靶向捕獲微粒，并將因氧化和機械磨損失磁的微粒排出系統(tǒng)，并依據(jù)污染物的特性開發(fā)污染物無害化和資源化處理技術，不產生附帶污染。

本發(fā)明中污染物無害化處理對于不同污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；對于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；對于難于降解的有機物則經干燥后進入微波裂解裝置，將其分解可燃燒的小分子化合物加以利用；對膠體微粒可同于也可通過微波裂解裝置將其中的有機物分解后，將無機物制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，經堿液噴淋后進入鍋爐中進行燃燒，得到固體殘渣依據(jù)處理的廢物特性可填埋或進行資源化處理；或將吸附有污染物的磁性微粒干燥后直接微波處理，將吸附在靶向微粒表面的有機污染物分解，再利用一級弱選后使靶向材料循環(huán)回用。

相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明采用前處理、兩級磁選處理、磁性粉末再生處理和污染物無害化處理方法，利用強弱兩級磁選系統(tǒng)配合，保證進入污水處理系統(tǒng)的磁性微粒能夠被后續(xù)的高梯度磁場脫除，保證了清水中基本無吸附有污染物的磁性微粒；通過選擇不同的磁性微粒可實現(xiàn)污水中污染物的分類分離，為污水中污染物的資源化利用奠定基礎。而且本發(fā)明可在較低成本下對現(xiàn)有技術難于處理的污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，并可以依據(jù)污水的分布建立分散式污水處理系統(tǒng)。

2、本發(fā)明利用磁場強度較弱的磁選機對進行污水處理的磁性微粒進行優(yōu)選。然后，將磁性較強的微粒與污水混合，待吸附飽和后，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污染物的磁性微粒捕獲下來，可靠性和穩(wěn)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(xiàn)污水不同組成污染物的分離和分類濃縮，并實現(xiàn)污水的凈化。

3、本發(fā)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污染物脫除或分解。濃縮后的污染物經分離提純而回收或進行無害化處理。將脫除污染物的磁性微粒循環(huán)至弱磁選系統(tǒng)，將仍然具有強磁性的微粒經再生后重新進入系統(tǒng)進行循環(huán)套用，并利用弱磁選系統(tǒng)將因機械磨損和化學氧化而失去磁性微粒排除系統(tǒng)。最終排出系統(tǒng)的污染物和失去磁性的微粒，經干燥脫水后進入微波裂解裝置，將其中的有機污染物分解為甲烷、一氧化碳、乙烯等可燃氣體得以利用。并利用微波裂解的還原氣氛將污染物中高價金屬離子轉變?yōu)槎栊越饘?，從而實現(xiàn)對危險廢棄物的無害化處理。

4、本發(fā)明實現(xiàn)了有機物和重金屬等污染物的無害化處理，在整個過程中無危險廢棄物產生。最重要的是該技術進行污水處理集成度較高，利用占地面積小、處理能力強的磁分離設備進行污水處理，大大降低了污水處理的基建投資。因其附屬設施少，可實現(xiàn)污水就近分散處理，減少污染物再傳輸過程中泄露、擴散的危險。

綜上，本發(fā)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污染物，并利用磁場實現(xiàn)了污染物和污水的快速分離。并配套特定回收和無害化處理裝置，可實現(xiàn)含難降解污染物、重金屬、膠體微粒等傳統(tǒng)污水處理技術難于處理的廢水的處理和資源回收。采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(tǒng)，保證進入系統(tǒng)磁性微粒都能夠被后續(xù)的強磁場捕獲；同時因雙級磁選實現(xiàn)了磁性微粒的循環(huán)套用，在污水處理過程中不產生附帶污染。該技術設備集成度高，將污水處理的各個工段集成到占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，而且耗材磁性材料制備工藝簡單，運行成本低。最重要的是該技術實現(xiàn)了污水污染物的資源化利用，使污水處理能夠有直接收益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1地表水凈化處理工藝流程；

圖2是本發(fā)明實施例2廢水中聚四氟乙烯脫除系統(tǒng)工藝流程；

圖3是本發(fā)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(fā)明實施例4和實施例5焦化污水深度脫色和印染污水脫色工藝流程；

圖5是本發(fā)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。

對于大多數(shù)地表水而言，其主要污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。這些污染大多帶有負電荷，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(jié)ph即可實現(xiàn)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，然后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(jié)廢水體系的ph，使污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后，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(jié)ph測試其濁度為5.2ntu。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置10分鐘后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，并在桶內加入氨水，調節(jié)漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然后將該分散液輸入進入弱磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性的污染物和失去磁性的污染物，經沉淀結塊后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(huán)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，殘余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，然后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(jié)該體系的ph，使污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后，利用離心管道泵輸入高梯度除鐵機中，流出的清水濁度小于0.2ntu可直接進入膜分離系統(tǒng)。在膜分離回收全氟辛酸的過程中，聯(lián)產樹脂生產所需的去離子水，經提濃后的全氟辛酸溶液進入全氟辛酸回收系統(tǒng)實現(xiàn)全氟辛酸的回收。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置10分鐘后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，并在桶內加入氨水，調節(jié)漿液ph至磁鐵礦粉與聚四氟乙烯微粒相同的電性。然后將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性的污染物和失去磁性的靶向吸附材料，經酸化后分離回收。

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，在使用后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(huán)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余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，選用共沉淀法合成的納米四氧化三鐵為核心，在其表面包覆二氧化硅，并按照將碳氟鏈和聚乙二醇4000按摩爾比0.5-5：1嫁接到二氧化硅包覆層的表面，制得一種可專門用于富集廢水中含氟表面活性劑的材料。將合成得到材料經6000gs的磁選機磁選后，傳輸?shù)酱欧哿蟼}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后，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于1.0ppm。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置10分鐘后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層料漿經干燥后利用3倍固體質量的乙醇沖洗，沖洗后的磁性材料進入磁選系統(tǒng)回收循環(huán)。將溶解有全氟辛酸的乙醇溶液，轉移至蒸發(fā)系統(tǒng)，利用蒸發(fā)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(huán)化合物，難于生物降解呈深褐色，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，然后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(jié)該體系的ph，使污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后，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度小于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泄鐵間隔時間為8min，從泄鐵口沖出的水進入澄清池，靜置1h后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料經板框壓濾后，濾渣經干燥后進入微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解后氣體送入鍋爐，固體顆粒分散在水中加入磁選系統(tǒng)進行初次預選后，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性污染物和失去磁性的磁鐵礦粉，制成建筑材料。

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(xiàn)在多少采用的高級氧化但成本極高。本發(fā)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，然后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(jié)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后，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于0.02，無明顯顏色可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為8min，從泄鐵口沖出的水進入澄清池，靜置1h后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料經板框壓濾后，濾渣經干燥后進入微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解后氣體送入鍋爐，固體顆粒分散在水中加入磁選系統(tǒng)進行初次預選后，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性污染物和失去磁性的磁鐵礦粉，用于制成建筑材料。

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(yè)廢水中重金屬離子的排放時引起環(huán)境污染的主要來源，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(fā)明利用1000目精制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?yōu)閱钨|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。將還原后的鐵粉在氮氣保護下冷卻，并轉移至粉料倉。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后，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于5ppb遠低于國家的排放新標準(20ppb)可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為8min，從泄鐵口沖出的水進入澄清池，靜置1h后將上層清液循環(huán)至混合槽，在混合槽中加入稀硝酸調節(jié)體系的ph為5.0并充分攪拌，然后利用磁選機回收其中的磁鐵礦粉。并將殘余的固體過濾后轉移至電解槽中，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(huán)境中勢必造成嚴重的環(huán)境污染，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余的含氟聚合物微粒帶來的膜堵塞的技術難題。對于硝基氮含量為400mg/l的炸藥廢水，選用共沉淀法合成的納米四氧化三鐵為核心，在其表面包覆二氧化硅，并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后，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于5mg/l可直接排放。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為8min，從泄鐵口沖出的水進入澄清池，靜置1h后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料經板框壓濾后利用乙醇為溶劑洗脫，洗脫溶液經蒸餾回收溶劑，剩余的硝基化合物送微波裂解裝置，設置裂解溫度800℃，裂解后氣體送入鍋爐。沖洗后的磁粉經磁選后，循環(huán)使用，無磁性污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凈化時，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(fā)明利用通常條件下水中有機物和納米微粒帶負電的特點。對于僅過濾后濁度為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，然后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(jié)廢水體系的ph，使污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后，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(jié)ph至正常后使用。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置10分鐘后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，并在桶內加入氨水，調節(jié)漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然后將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性的污染物和失去磁性的污染物，經沉淀結塊后送給水泥廠生產水泥。

實施例9：城鎮(zhèn)分散式污水處理中心的污水處理工藝

城鎮(zhèn)污水存在污水產生源多，如果采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(fā)明利用廢水中污染物帶負電的特點，在廢水中投入帶正電荷的磁性微粒，使污染物吸附到磁性微粒上，再用磁場脫除實現(xiàn)污水的凈化。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，然后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(jié)廢水體系的ph，使污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后，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(jié)ph至正常后使用。通過設置高梯度除鐵機的泄鐵間隔時間為15min，從泄鐵口沖出的水進入澄清桶，靜置10分鐘后將上層清液循環(huán)至混合槽，下層漿料利用泥漿泵打入再生桶，并在桶內加入氨水，調節(jié)漿液ph至磁鐵礦粉與粘土微粒相同的電性。然后將該分散液輸入進入磁選裝置，使磁鐵礦粉得以循環(huán)使用，無磁性的污染物和失去磁性的污染物，經沉淀結塊后送給水泥廠。

本發(fā)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后續(xù)的高強度磁場捕獲，同時利用，弱磁選系統(tǒng)將因機械磨損和氧化失磁的材料排出系統(tǒng)，保證污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行。該污水處理工藝，可用于膜過濾前處理，以延遲膜的使用壽命，可用于含氟聚合物合成工藝中，含氟表面活性劑污水中含氟表面活性劑的回收。也可用于焦化和印染污水的深度脫色，去除廢水中的重金屬離子等領域。

該發(fā)明的使用將大幅降低污水處理的基建投資和運行成本，同時該技術好實現(xiàn)了污水中有用資源的高效回收，使污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(xiàn)水中污染物的無害化處理，不產生二次污染，這種深度污水處理技術，在環(huán)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，表面包覆二氧化硅、并在包覆層嫁接碳氟鏈或有機胺的材料，制備方法可參考如下：

取27.8g的七水合硫酸亞鐵和3.99g氯化鐵配制成50ml溶液，然后加入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。然后將混合物轉移到燒杯中，并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淀到燒杯的底部，倒掉上部的水和雜質，并利用去離子水清洗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后在50℃下加入30ml濃氨水，再過20min后加入20g正硅酸四乙酯，反應1h后加入0.5g氨丙基三甲氧化硅烷于體系中，保持攪拌速率和反應溫度90min后，利用磁鐵將包覆有二氧化硅的磁性納米微粒脫除洗滌干凈后，在110℃下干燥8h；然后將制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后，加入5ml的氯化亞砜，并加入2.5m吡啶作為縛酸劑，在保持穩(wěn)定和攪拌的情況下反應2h，然后加入2.5g聚乙二醇4000，利用磁鐵將制備的磁性納米微粒從體系中分離出來，經洗滌后在100℃下干燥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。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)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(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。