CN105217695B - 一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用，属于工业废水深度处理领域。本发明利用水热法制备出具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒，在此基础上包覆SiO2并嫁接‑NH2基团，制备出Fe3O4@SiO2‑NH2作为磁种使用。将磁种、混凝剂、助凝剂加入到工业废水的二级出水中并搅拌混匀，将混凝后的废水放置在磁场中，在磁场力作用下，带有磁种的絮体从处理废水中快速分离。本发明具有操作方便、装置简单的优点，能够更加有效的降低工业废水的二级出水中的有机物质；与传统化学混凝法相比，沉降时间大大缩短；与现有混凝磁分离法相比，具有更高的去除效率，沉渣量也大幅减小，在深度处理工业废水领域具有较为广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于工业废水深度处理领域，具体地说，涉及利用混凝磁分离技术深度处理废水的方法；更具体地说，涉及一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用。
背景技术
许多工业废水，虽然采用了预处理和生化处理，但某些污染物如TOC、COD、TP、EfOM(包括蛋白质、腐殖酸、多糖)等仍然居高不下，难以达到排放标准，因此需要进一步处理。工业废水中的污染物种类很多，对于具有较强磁性的污染物，可直接用磁分离技术分离；对于磁性较弱的污染物，可先投加磁种如铁粉、磁铁矿、赤铁矿微粒等和混凝剂，使磁种与污染物结合，然后在磁场力作用下使污染物分离。因此混凝磁分离技术逐步应用于工业废水的深度处理，现有的磁分离技术按装置原理可分为磁盘分离和高梯度磁分离法两种；按产生磁场的方法可分为永磁分离和电磁分离(包括超导电磁分离)；按工作方式可分为连续式磁分离和间断式磁分离；按颗粒物去除方式可分为磁凝聚沉降分离和磁力吸着分离。
传统的混凝技术存在沉降时间长、沉渣量大的问题，为了克服这些不足之处，中国专利申请公布号为CN 103241890 A，申请日为2013年5月24日的专利文件公开了一种磁性混凝法处理含铬制革废水的方法，利用化学共沉淀法制备出具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒，将混凝剂、Fe3O4颗粒、絮凝剂加入到含铬制革废水中搅拌；将混合后废水放置在磁场中，在磁场控制下，完成对含絮凝物制革废水的分离，该发明与传统化学混凝法相比，沉淀渣量大大减小，沉淀时间明显缩短，分离效果明显增强。但是该发明在应用上有一定的局限性，对于部分重金属含量较高的废水可能有比较好的去除效果，但对于一些有机物含量高的废水，处理效果有限，且Fe3O4纳米颗粒本身只能具有加速分离的效果，对废水中的污染物没有吸附的效果。
中国专利申请公布号为CN 103400677 A，申请日为2013年6月24日的专利文件公开了一种磁性Fe3O4@SiO2-NH2纳米微球的制备方法，包括磁性Fe3O4纳米微球、磁性Fe3O4@SiO2纳米微球及磁性Fe3O4@SiO2-NH2纳米微球的合成，磁性Fe3O4纳米粒子形貌为球形，粒度均一，分散性良好。王雪等(王雪，孟令友，代莹，邹金龙，Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料对水中单宁酸的吸附性能研究，环境科学学报，2013年33卷8期)采用水热法合成Fe3O4并用改良的stǒber法包覆SiO2，形成核壳结构的Fe3O4@SiO2磁性复合体，然后利用3-氨丙基三乙氧基硅烷在磁性复合体表面修饰上-NH2基团，制备出Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料，最后研究了其对水中单宁酸的吸附性能，研究证实，Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料与Fe3O4@SiO2和SiO2相比，对单宁酸有更好的吸附性能，同时通过外磁场可以达到固液分离的效果。上述制备Fe3O4@SiO2-NH2磁性复合材料的方法制备过程比较繁琐，在水热合成Fe3O4后，分两步合成了Fe3O4@SiO2与Fe3O4@SiO2-NH2，虽然该专利中的方法同样显示出了对模拟单宁酸溶液具有一定的吸附效果，但对于实际的工业废水二级出水的吸附效果没有研究，且在复杂的工业废水中，单纯的把Fe3O4@SiO2-NH2作为吸附剂来处理，效果具有一定的局限性。现有工艺中，混凝磁分离这种方法具有广阔的前景，但是该方法还是存在一些缺点，例如，处理后EfOM含量依然较高，TOC去除效果差。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有的混凝磁分离技术处理废水后存在TOC及EfOM(包括蛋白质、腐殖酸、多糖)超标等问题，本发明提供一种新型磁性纳米磁种及其处理工业生化尾水的方法和应用。利用水热法制备出具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒，在此基础上包覆SiO2并嫁接-NH2基团，制备出Fe3O4@SiO2-NH2作为磁种使用。将磁种、混凝剂、助凝剂加入到工业废水的二级出水中并搅拌混匀，将混凝后的废水放置在磁场中，在磁场力作用下，完成对含有絮凝物的工业废水的二级出水的快速分离，使其达标排放。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型磁性纳米磁种，为核壳结构的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒，其制备步骤为：
(a)将铁盐溶于乙二醇中，然后加入有机酸盐搅拌均匀，在180～200℃条件下反应8～16h，得到具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒，其中，每40mL乙二醇中溶解1.3～1.4g铁盐，铁盐与有机酸盐的质量比例为1:(2～3)；
(b)将步骤(a)中制备得到的Fe3O4纳米颗粒分散于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，在惰性气体保护下加入滴加碱液，然后加入无水乙醇和正硅酸四乙酯，将温度升至45～60℃进行恒温反应，其中，Fe3O4纳米颗粒与十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为1:(2～3)，碱液在反应体系中的浓度为0.1～0.2g/L，无水乙醇与正硅酸四乙酯的体积比例为1:(1～2)；
(c)在步骤(b)恒温反应过程中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，恒温反应时间为10～12h，得到具有核壳结构的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒，3-氨丙基三乙氧基硅烷与Fe3O4纳米颗粒的比例为2～4mL/g。
优选地，所述的步骤(a)在聚四氟乙烯反应釜中进行反应，反应液的总体积为聚四氟乙烯反应釜体积的4/5。
优选地，所述的步骤(a)中的铁盐为氯化铁、硫酸铁中的一种或两种；有机酸盐为无水醋酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种。
优选地，所述的步骤(b)中的惰性气体为氮气；所述的碱液为NH3·H2O、NaOH中的一种；反应体系中Fe3O4纳米颗粒的浓度为2.5g/L；，每1g Fe3O4纳米颗粒需投加2mL无水乙醇和2～4mL正硅酸四乙酯。
一种利用上述的磁性纳米磁种处理工业废水二级出水的方法，其步骤为：
(1)在搅拌的条件下，将步骤(c)中制备得到的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒、助凝剂和混凝剂加入到工业废水二级出水中，搅拌过程中形成具有超顺磁性的絮状团聚物；
(2)将混凝搅拌后的废水置于磁场中进行沉降，然后排出上清液。
优选地，所述的步骤(1)中首先将工业废水二级出水的pH值调节至4～6；Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒的投加量为50～400mg/L；混凝剂的投加量为100～400mg/L，助凝剂的投加量为5～25mg/L。
优选地，所述的步骤(1)中按顺序依次添加Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒、混凝剂和助凝剂；所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁中的一种或几种；絮凝剂为聚丙烯酰胺。
优选地，所述的步骤(1)中投加Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒和混凝剂时搅拌速度为150～200r/min，投加絮凝剂时搅拌速度为80～120r/min。
优选地，所述的步骤(2)中磁场强度为500～5000高斯。
上述的一种新型磁性纳米磁种在工业废水二级出水深度处理中的应用。
本发明的创新点为：在Fe3O4@SiO2-NH2的制备上，本发明分两部分制备，首先运用水热法制备了粒径在500nm左右的均匀Fe3O4球形颗粒，然后用改良的法包覆SiO2同时嫁接-NH2基团，制备过程简单，解决了部分制备方法存在颗粒粒径过小导致残留在出水中的问题。且合适的粒径大小也有使得比表面积增大，提高了-NH2基团含量，提高了吸附效果。传统的混凝磁分离技术中，磁种仅仅起到了磁分离的作用，加速了沉降速度(如对比专利CN103241890A)，但对于混凝剂和助凝剂的投加量并没有减少，沉渣量依然较大。针对对比专利中存在的不足，本发明在磁种上做了一定的改进，在Fe3O4表面包裹了一层致密的SiO2，且嫁接了氨基团，使得磁核本身得到了一层保护，受水质影响较小，氨基基团的嫁接使得在处理一些有机物含量较高的工业废水二级出水中本身有较好的吸附效果，且能重复利用，这样不仅能减少混凝剂和助凝剂的投加量，且沉渣量也会相应减少，整体工艺的去除效果也会增加。这种材料本身在此之前已经有过研究，但在应用上，本发明是首次将其应用于工业废水的混凝磁分离工艺，且在运用过程中发现对于模拟废水中，蛋白质的去除率在90％以上，腐殖酸的去除率在70％以上，多糖的去除率在30％以上，这都远高于普通Fe3O4纳米颗粒的去除效率。采用Fe3O4@SiO2-NH2作为磁种，不仅可以起到磁分离的作用，其表面的SiO2也很好了保护了磁核内部不受水质影响，但是在处理成分复杂的工业废水过程中，单纯的把Fe3O4@SiO2-NH2作为吸附剂来处理，效果具有一定的局限性，发明人在长期摸索实验过程中意外地发现将Fe3O4@SiO2-NH2结合传统的混凝磁分离技术用于工业废水二级出水处理工艺中，取得了意想不到的有益效果，既大大地提高了处理效果，又能很好的得到回收利用。Fe3O4@SiO2-NH2在吸附二级出水中有机物的同时，提高了出水标准，减少了混凝剂和助凝剂的投加量，减少了沉渣量，降低了处理成本，磁分离后，可再生利用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明中制备的新型磁性纳米磁种具有优异的吸附能力，对难生化的有机物处理能力强，有机物去除率高；
(2)本发明中将制备的新型磁性纳米磁种结合混凝磁分离技术对工业废水(包括制药废水、造纸废水、印染废水)二级出水进行深度处理，与传统混凝磁分离法相比TOC去除率提高了20％～30％；
(3)本发明中制备的新型磁性纳米磁种本身具有吸附性，将其结合混凝磁分离技术对工业废水(包括制药废水、造纸废水、印染废水)二级出水进行深度处理时，节约了20％的药剂投加量，而且本发明的磁性纳米磁种可以重复使用，降低了经济成本；
(4)本发明提供的处理工业废水二级出水的方法，整个工艺装置简单，操作方便，与现有技术相比，沉降时间明显缩短且分离效果好，絮凝物沉渣量减少了20％，沉淀脱水效果好，对工业废水二级出水的深度处理有着明显的优势。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
(1)将1.3g FeCl3·6H2O溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.5g无水醋酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应12h，制备得到粒径为500nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g步骤(1)中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NaOH溶液，其中NaOH浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，机械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某制药废水厂二级出水200mL，调节pH为5，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合硫酸铁，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场作用下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某制药废水厂二级出水的进一步处理。
测试某制药废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表1所示：
表1某制药废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高了15％～30％左右。
实施例2
(1)将1.5g Fe2(SO4)3溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.8g柠檬酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应12h，制备得到粒径为500nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g上述步骤中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NH3·H2O溶液，，其中NH3·H2O浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，机械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某造纸废水厂二级出水200mL，调节pH为4，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合硫酸铁，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某造纸废水厂二级出水的进一步处理。
测试某造纸废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表2所示：
表2某造纸废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高15％～30％以上。
实施例3
(1)将1.3g FeCl3·6H2O溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.5g无水醋酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应12h，制备得到粒径为500nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g上述步骤中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NaOH溶液，其中NaOH浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，然后水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某印染废水厂二级出水200mL，调节pH为5，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合硫酸铁，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某印染废水厂二级出水的进一步处理。
测试某印染废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表3所示：
表3某印染废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高15％～30％以上。
实施例4
(1)将1.3g FeCl3·6H2O溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.5g无水醋酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下反应12h，制备得到粒径为450nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g步骤(1)中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NaOH溶液，其中NaOH浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，机械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某制药废水厂二级出水200mL，调节pH为5，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合氯化铝，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场作用下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某制药废水厂二级出水的进一步处理。
测试某制药废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表4所示：
表4某制药废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高了10％～30％左右。
实施例5
(1)将1.5g Fe2(SO4)3溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.8g柠檬酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下反应12h，制备得到粒径为450nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g上述步骤中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NH3·H2O溶液，，其中NH3·H2O浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，机械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某造纸废水厂二级出水200mL，调节pH为4，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合硫酸铝，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某造纸废水厂二级出水的进一步处理。
测试某造纸废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表5所示：
表5某造纸废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高10％～30％以上。
实施例6
(1)将1.3g FeCl3·6H2O溶解至40mL乙二醇中，超声溶解，投加3.5g无水醋酸钠，搅拌混匀，将40mL溶解样品转移至50mL的聚四氟乙烯反应釜中，在190℃下反应12h，制备得到粒径为480nm左右的均匀球状超顺磁性Fe3O4纳米颗粒；
(2)在室温下(25℃)，取2.5g十六烷基三甲基溴化铵和200mL去离子水，搅拌溶解，投加1g上述步骤中制备的Fe3O4纳米颗粒，补加300mL去离子水机械搅拌10min，在氮气保护下，滴加60mg NaOH溶液，其中NaOH浓度为1mol/L，滴加速度为1滴/min，械搅拌20min；在常温下加入3mL无水乙醇和3mL正硅酸四乙酯，然后水浴加热至55℃恒温反应2h；
(3)投加3mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，继续恒温反应10h；待反应结束后，反复用无水乙醇与去离子水清洗，真空干燥后得到Fe3O4@SiO2-NH2；
(4)取某印染废水厂二级出水200mL，调节pH为5，投加200mg Fe3O4@SiO2-NH2，在150r/min下机械搅拌5min，投加1mL浓度为40mg/L的聚合氯化铁，在150r/min下机械搅拌15min，投加1mL浓度为4mg/L的聚丙烯酰胺，在80r/min下机械搅拌5min，然后在500高斯磁场下，30s内完成对磁性絮状体的分离，排出上清液，完成对某印染废水厂二级出水的进一步处理。
测试某印染废水厂二级出水在使用本实施例的方法处理前后各污染物的浓度，测试结果如表6所示：
表6某印染废水厂二级出水中各污染物的去除率
测试结果表面与普通Fe3O4磁种相比，各类污染物指标去除率提高10％～30％以上。
Claims (8)
1.一种新型磁性纳米磁种，其特征在于：为核壳结构的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒，其制备步骤为：
(a)将铁盐溶于乙二醇中，然后加入有机酸盐搅拌均匀，在180～200℃条件下反应8～16h，得到粒径为450nm、480nm或500nm具有超顺磁性的Fe3O4纳米颗粒，其中，每40mL乙二醇中溶解1.3～1.4g铁盐，铁盐与有机酸盐的质量比例为1:(2～3)；
(b)将步骤(a)中制备得到的Fe3O4纳米颗粒分散于十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，在氮气气体保护下滴加NH3·H2O或NaOH，然后加入无水乙醇和正硅酸四乙酯，将温度升至45～60℃进行恒温反应2h，其中，反应体系中Fe3O4纳米颗粒的浓度为2.5g/L；每1g Fe3O4纳米颗粒需投加2mL无水乙醇和2～4mL正硅酸四乙酯，Fe3O4纳米颗粒与十六烷基三甲基溴化铵的质量比例为1:(2～3)，碱液在反应体系中的浓度为0.1～0.2g/L；
(c)在步骤(b)恒温反应过程中，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，恒温反应时间为10～12h，得到具有核壳结构的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒，3-氨丙基三乙氧基硅烷与Fe3O4纳米颗粒的比例为2～4mL/g。
2.根据权利要求1所述的一种新型磁性纳米磁种，其特征在于：所述的步骤(a)在聚四氟乙烯反应釜中进行反应，反应液的总体积为聚四氟乙烯反应釜体积的4/5。
3.根据权利要求2所述的一种新型磁性纳米磁种，其特征在于：所述的步骤(a)中的铁盐为氯化铁、硫酸铁中的一种或两种；有机酸盐为无水醋酸钠、柠檬酸钠中的一种或两种。
4.一种利用权利要求1中所述的磁性纳米磁种处理工业废水二级出水的方法，其步骤为：
(1)首先将工业废水二级出水的pH值调节至4～6，在搅拌的条件下，将步骤(c)中制备得到的Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒、助凝剂和混凝剂加入到工业废水二级出水中，搅拌过程中形成具有超顺磁性的絮状团聚物，Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒的投加量为50～400mg/L；混凝剂的投加量为100～400mg/L，助凝剂的投加量为5～25mg/L；
(2)将混凝搅拌后的废水置于磁场中进行沉降，然后排出上清液。
5.根据权利要求4所述的一种处理工业废水二级出水的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中按顺序依次添加Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒、混凝剂和助凝剂；所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁中的一种或几种；絮凝剂为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求5所述的一种处理工业废水二级出水的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中投加Fe3O4@SiO2-NH2纳米颗粒和混凝剂时搅拌速度为150～200r/min，投加絮凝剂时搅拌速度为80～120r/min。
7.根据权利要求6所述的一种处理工业废水二级出水的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中磁场强度为500～5000高斯。
8.权利要求1中所述的一种新型磁性纳米磁种在工业废水二级出水深度处理中的应用。
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