《超導磁分離水處理設備》編制說明

浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會團體標準

《超導磁分離水處理設備》

編制說明

一、項目背景

（一）國際情況

自1911年，卡末林-昂內斯意外地發(fā)現(xiàn)，“將汞冷卻到-268.98℃

時，汞的電阻突然消失以及許多金屬和合金都具有與上述汞相類似

的低溫下失去電阻的特性”以來，超導技術便是國際上研究的熱門

方向。后經過邁斯納、奧森菲爾德、倫敦兄弟、弗茹里赫、賈埃瓦、

美國國際商用機器公司、日本川崎國立分子研究所、日本住友電氣

工業(yè)公司等科學家和機構的不斷探索，超導材料的超導溫度從1911

年的4.2K向1987年的140.2K不斷向上突破，并且超導技術在諸

如電子學、微電探測、車輛技術、船舶制造、儲能等方面也被成功

投入運用。

磁分離技術是指利用元素或組分磁勢的差異，借助外磁場對物

質進行處理，從而達到強化分離過程的一種分離技術。而結合了超

導0電阻特性的超導磁分離技術是污水處理領域中極具研究價值的

方向。

例如，日本大阪大學自1987年就開始進行超導磁分離污水處

理的基礎研究，其研制出的超導高梯度磁分離紙廠污水原型機可以

將污水中的COD從1000mg/L降至20mg/L。

（二）國內情況

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相比國際上的科研單位，我國在超導理論以及超導磁分離污水

處理應用的研究工作均起步較晚。

1976年趙忠賢開始從事探索高溫超導體的研究。

1987年2月20日，中國也宣布發(fā)現(xiàn)100K以上超導體。

1987年3月12日，中國北京大學成功地用液氮進行超導磁懸

浮實驗。

1990年中國科學院電工研究所建成了我國第一臺工業(yè)化的超

導磁分離裝置。

2001年4月，340米鉍系高溫超導線在清華大學應用超導研究

中心研制成功，并于年末建成第一條鉍系高溫線材生產線。

2001年7月，香港科技大學宣布成功開發(fā)出全球最細的納米超

導線。

超導技術的高壁壘導致了全國范圍內掌握相關技術的機構和

能夠商業(yè)化生產的企業(yè)數(shù)目仍是寥寥。具有先發(fā)優(yōu)勢的單位將因豐

富的經驗積累占據(jù)明顯的優(yōu)勢地位，成為市場的領導者。

2005年中科院理化所低溫材料及應用超導研究中心開始低溫

超導技術研究，在鋼廠廢水的磁分離凈化試驗。

2015年中國科學院理化技術研究所在磁種材料和超導磁體冷

卻技術上取得創(chuàng)新進展，研發(fā)了國內首臺超導磁分離水處理系統(tǒng)。

2020年10月13日，由中科院理化所低溫材料及應用超導研究

中心、杭州中科凱凌科技有限公司共同研制的一體化超導污水處理

設備在浙江桐廬通過驗收。

我國超導磁分離技術在污水處理領域的獨特優(yōu)勢使得化工行

業(yè)(如造紙、印染回用水的凈化處理)、冶金行業(yè)(如軋鋼、連鑄濁環(huán)

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水、石墨廢水、鋼廠總排水的處理)、石油行業(yè)(如油田回注水、三

元廢水的處理)、煤炭行業(yè)(如礦井水、洗煤廢水的處理)、電力行業(yè)

(如電廠循環(huán)水處理)、市政行業(yè)(如市政污水預處理、深度脫磷處理)，

以及其他行業(yè)(如河道水、景觀水治理等)紛紛有望采用這一技術進

行污水處理。

可以說在我國關于超導的發(fā)展中，材料的超導臨界溫度經歷了

從低溫到高溫的突破，成本的變化從高昂轉向更適用于產業(yè)化運作，

品類的豐富性也逐漸從單一變?yōu)榉倍唷＿@意味著，目前我國關于超

導技術的研發(fā)和應用均已步入正軌。

（三）必要性

中國是一個缺水嚴重的國家，在水資源日趨緊張的同時，主要

水系的水體又都遭到不同程度的污染，水污染防治工作日益得到國

家的重視和支持，特別是節(jié)能降耗的污水處理新技術。超導磁分離

水處理技術就是其中之一。

磁分離技術最早應用于選礦和瓷土工業(yè)，1960年前蘇聯(lián)首次用

磁凝聚法處理鋼廠除塵廢水。但是永久磁鐵或電磁鐵的磁場強度有

限，對于弱磁性顆粒處理效果不理想。超導磁分離法與傳統(tǒng)的化學

法、生物法以及普通電磁體磁分離相比，具有投資小、占地少、耗

電量小等優(yōu)點。占地方面，場強可達3~5特斯拉的超導磁體，加上

相應的制冷設備等，占地不超過20?2。能耗方面，由于超導材料

無電阻，超導磁體幾乎不消耗電能，僅維持低溫的制冷機耗電，一

天耗電量不超過100kW·h。成本方面，3~5特斯拉的超導磁體大約

150萬元，對于每天千噸級處理規(guī)模的設備，投資小于200萬元。

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科技賦能，綠水青山。在積極響應國家節(jié)能減排的號召下，極

具應用價值的超導磁分離污水處理技術顯得獨具前景。

二、工作簡況

（一）任務來源

浙江省環(huán)保協(xié)會關于《超導磁分離水處理設備》團體標準的立

項公告（浙環(huán)產協(xié)〔2022〕17號）。

（二）標準制定相關單位及人員

本文件起草單位：杭州中科凱凌科技有限公司

本文件主要起草人：蔡方碩、應喆祺、單新然、劉鵬、任孟月、

黃飛翔。

（三）主要工作過程

為保證本標準的制定質量，標準內容切實可行，標準實施后能

有效規(guī)范超導磁分離水處理設備工作，標準起草組結合實際情況，

經過廣泛調研、綜合分析、多次討論研究和反復修改，起草編制完

成《超導磁分離水處理設備》標準。主要開展工作情況如下：

企業(yè)現(xiàn)場調研及資料收集

標準編制起草小組收集了國家、浙江省、環(huán)保相關企業(yè)等有關

超導磁分離水處理設備工作的相關政策文件、技術文件、典型案例

等材料。并對主要起草單位進行現(xiàn)場調研，主要圍繞超導磁分離水

處理設備主要技術內容、工藝流程等方面進行現(xiàn)場座談調研、探討。

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成立標準工作組

根據(jù)省環(huán)保產業(yè)協(xié)會下達的團體標準《超導磁分離水處理設備》

制訂計劃，浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會為了更好地開展編制工作，牽頭召

開了標準起草準備會，成立了標準工作組，明確了超導磁分離水處

理設備標準研制的重點方向。

其中，工作組成員單位為：浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會、杭州中科凱

凌科技有限公司、中國科學院理化技術研究所、浙江工業(yè)大學、浙

江賽特膜技術有限公司、浙江一清環(huán)保工程有限公司。

召開立項論證會

2022年9月23日，浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會組織召開《超導磁分

離水處理設備》團體標準立項論證會。對超導磁分離水處理設備工

作的技術要求、環(huán)境管理要求、安全管理要求、應急管理要求及主

要工藝流程等方面內容加以論證和研討，并提出了標準修改完善建

議。

起草標準征求意見稿

2022年10月，根據(jù)相關材料，總結杭州中科凱凌科技有限公

司等5家起草單位超導磁分離水處理的成功經驗和做法，并借鑒省

內外先進經驗，起草標準，形成標準征求意見稿，在線上線下進行

公開。共對X余家單位/個人征求了意見，收到具體意見X條，采

納X條、不采納X條。

三、標準編制原則和主要內容

（一）編制原則

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本標準兼顧科學性、實用性、統(tǒng)一性、規(guī)范性的原則，嚴格按

照GB/T1.1-2020要求進行制訂。

1．內容框架

運用標準化原理和方法，剖析超導磁分離水處理設備的核心要

素，確定主要技術內容及整體標準框架。

2．政策匹配

在標準制定過程中，確保相關的技術內容與國家和省市所發(fā)布

的政策、技術文件相一致，與行業(yè)發(fā)展相協(xié)調，在此基礎上，結合

實際，以科學性、合理性和可操作性為原則，制定標準。

3．任務導向

杭州中科凱凌科技有限公司及其他環(huán)保產業(yè)相關企業(yè)以規(guī)范

超導磁分離水處理技術的應用、提供更為細化的解決方案和優(yōu)化處

理實際問題的能力為導向，結合現(xiàn)階段的實際情況，開展標準研制。

（二）確定團體標準主要內容的依據(jù)

1.范圍

本文規(guī)定了超導磁分離水處理設備的規(guī)范性引用文件、產品分

類與型號命名、使用條件、技術要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則、使用

說明、標志、包裝、運輸與貯存。等內容。本文件適用于黑臭水體、

工業(yè)廢水、市政污水、農村污水等處理用的超導磁分離水處理設備。

2.規(guī)范性引用文件

規(guī)范性引用文件的主要內容依據(jù)是超導磁分離水處理設備所

涵蓋的技術規(guī)范或標準。這些規(guī)范或標準是由專門的標準化組織制

定和發(fā)布的，它們規(guī)定了該領域和行業(yè)的技術規(guī)則、指南和最佳實

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踐。

規(guī)范性引用文件通常包含了一個或多個標準或規(guī)范，這些標準

或規(guī)范描述了必須遵循的具體要求或規(guī)則，以確保產品、服務或過

程的一致性、安全性、可靠性和質量等方面的要求。這些標準或規(guī)

范可以涉及技術規(guī)范、設計規(guī)范、測試規(guī)范、安全規(guī)范、管理規(guī)范

等各種方面。

因此，這些規(guī)范或標準的要求必須被遵循，以確保標準、規(guī)范、

指南、方法、規(guī)則或其他技術文件的正確執(zhí)行。

3.術語和定義

確定術語和定義的主要內容依據(jù)是領域內的共識和規(guī)范。在一

個超導磁分離水處理的領域，有一些術語和定義是廣泛接受的，因

為它們在該領域中有特定的含義，并被廣泛使用。這些共識和規(guī)范

通過學術文獻、專業(yè)組織、行業(yè)標準等途徑來確定。此外，術語和

定義也根據(jù)實踐中的經驗和實證研究進行調整和更新，以適應該領

域的發(fā)展和變化。因此，術語和定義的確定是建立在領域內專業(yè)知

識和實踐的基礎之上的。

4.產品分類與型號命名

超導磁分離水處理設備的產品分類和型號命名通常由一系列

代表其特征的字母和數(shù)字組成。

根據(jù)能否通過移動被用于不同的地點，設備分類被分為了固定

式設備和移動式設備。其依據(jù)為行業(yè)知識和實踐經驗。

其型號命名主要依據(jù)以下內容：

產品系列名稱由生產單位自行定制，用于區(qū)分市面上不同廠商

的設備。

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超導磁分離水處理設備的結構形式是一個重要的分類依據(jù)。通

常有鏈式、往復式等多種結構形式可供選擇，具體選擇哪種結構形

式取決于用戶的具體需求和水源特性。

超導磁分離水處理設備的處理能力也是一個重要的分類依據(jù)，

通常以單位時間內處理的水量來衡量。

5.使用條件

超導磁分離水處理設備的使用條件依據(jù)原水條件和環(huán)境條件

中的標準，例如GB/T5226.1-2019、GB/T7932等，考慮制定。相

關法規(guī)和標準保證了設備的使用效果。

6.技術要求

規(guī)定了外觀質量、整體性能、制造與安裝、環(huán)境要求、配套設

施相關的技術要求。設備團體標準中的技術要求依據(jù)了國家相關法

規(guī)和標準、行業(yè)標準和經驗、研發(fā)機構的研究成果等多個方面，旨

在確立環(huán)保設備技術的基本性能、安全要求和最新技術進展，例如

來自于《杭州中科凱凌科技有限公司企業(yè)標準Q/ZKKL001-2020》、

GB/T18920、JB/T5936、GB/T985.1等相關文件。

7.檢驗方法

從外觀質量、整體性能、制造與安裝要求、環(huán)境要求以及配套

設施五個方面對檢驗方法提出了指導。檢驗的結論判定考慮法律法

規(guī)要求、科學研究成果、技術先進性、經濟適用性以及其他標準的

參考，其依據(jù)了GB/T12467.3、GB3177、GB/T14253-2008、GB/T

26155.1、GB/T3768等相關國標。

8.使用說明、標志、包裝、運輸與貯存

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規(guī)定了使用說明書的編寫和各類標志應的使用應符合GB/T

9969-2008和GB2894-2008的規(guī)范。編寫時，充分考慮用戶的語言

習慣和使用習慣。另外，明確了包裝、運輸、貯存環(huán)節(jié)中的具體操

作細節(jié)。其來自于《杭州中科凱凌科技有限公司企業(yè)標準Q/ZKKL

001-2020》。

四、采用國際標準和國外先進標準情況及與國際同類標準水平

的對比說明

無。

五、主要試驗驗證情況和預期達到的效果；

超導磁分離水處理設備應從外觀質量、整體性能、制造與安裝、

環(huán)境監(jiān)測以及配套設施五個方面進行試驗驗證。

其中，通過目視檢查、觸摸檢查、測量檢查額、檢驗報告判定

外觀質量是否符合市場上對于全新產品應有的外觀的期望。例如，

表面應平整光滑，無明顯的裂紋、毛刺；設備的各部件應拼接緊密，

不得出現(xiàn)松動、歪斜；設備的各部件尺寸應符合設計要求，不得出

現(xiàn)過大或過?。辉O備應具備良好的氧化防護，不得出現(xiàn)生銹、氧化；

設備應具備良好的耐腐蝕性能，不得出現(xiàn)腐蝕、銹蝕等問題。

性能方面，按照GB/T14253-2008中的規(guī)定，采用目視檢驗，

通過定值和變值量具檢測超導磁體磁感應強度、計量泵的流量數(shù)據(jù)、

電流大小、鏈條轉速。以實現(xiàn)設備產生強度穩(wěn)定、均勻的磁場和一

定的分離效率。

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制造與安裝方面，通過目視檢查結合相關的標準要求，對焊接、

涂裝進行驗證。另外，混凝沉淀裝置、超導裝置等箱體進行敞口水

箱的滿水試驗。檢查目標為，檢查制造方面是否有缺陷。例如，箱

體形變、滲漏等情況。

對于噪聲檢驗，按照GB/T3768的規(guī)定，可以在超導磁分離水

處理設備負載而其它設備關停的情況下，在其周圍合理選取4個距

離設備1米，距離地面1.55m±0.075m的測量點進行檢測，并選取

最大值作為檢測結果。該檢測的效果是能夠在噪聲水平超出限值后

采取相應措施進行調整，確保噪聲不會對工作環(huán)境和工作人員造成

影響。另外，超導磁體、磁鼓邊緣處的磁感應強度測量按GB/T

38947-2020的規(guī)定執(zhí)行，確保磁場不會對人體和設備造成安全隱患。

按照GB/T26155.1中的規(guī)定，可以采用對設備施加單一故障和

通過操作面板設定和調整參數(shù)，用目視檢測的方法查看設備是否有

相應的反饋和相應的變化來檢驗功能要求。以該方法確保配套設施

的運行可靠。

六、與現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策及相關標準的協(xié)調性

（一）目前國內主要執(zhí)行的標準

無

（二）本標準與相關法律、法規(guī)、規(guī)章、強制性標準相沖突情況

不存在與強制性標準相沖突的情況，也不存在標準低于相關國

標、行標和地標等推薦性標準的情況。

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（三）本標準引用了以下文件

GB/T191包裝儲運圖示標志

GB/T700碳素結構鋼

GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差

GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高能束焊的推薦

坡口

GB/T2894安全標志及其使用導則

GB/T3047.1高度進制為20mm的面板、架和柜的基本尺寸系

列

GB/T3177產品幾何技術規(guī)范(GPS)光滑工件尺寸的檢驗

GB/T3280不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶

GB/T3768聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級和聲能量級采用

反射面上方包絡測量面的簡易法

GB/T3797電氣控制設備

GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）

GB/T4237不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶

GB/T5226.1-2019機械電氣安全機械電氣設備

GB/T7932氣動對系統(tǒng)及其元件的一般規(guī)則和安全要求

GB/T8923.1涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評

定

GB/T8978污水綜合排放標準

GB/T9969工業(yè)產品使用說明書總則

GB/T11901水質懸浮物的測定重量法

GB/T12467.3金屬材料熔焊質量要求第3部分：一般質量要

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求

GB/T14253-2008輕工機械通用技術條件

GB/T18711選煤用磁鐵礦粉試驗方法

GB/T18920城市污水再生利用城市雜用水水質

GB/T18921城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質

GB/T26155.1工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)用智能電動執(zhí)行機構

第1部分:通用技術條件

GB/T37400.12重型機械通用技術條件第12部分：涂裝

GB20426煤炭工業(yè)污染物排放標準

GB28742污水處理設備安全技術規(guī)范

GB50242建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范

GB50268給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范

HG/T20569機械攪拌設備

JB/T5936工程機械機械加工件通用技術條件

JB/T5946工程機械涂裝通用技術條件

七、貫徹標準的要求和措施建議

建議盡快發(fā)布本標準并自發(fā)布之日起1個月實施。建議標準實

施后組織標準宣貫，使標準應用單位了解標準內容，促進標準實施

應用。

八、廢止現(xiàn)行團體標準的建議

無。

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九、涉及的著作權、專利信息

序號