CN107758811B - 一种磁分离过滤污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁分离过滤污水处理设备，是由机架（13）、驱动机构（14）、给水用的空心立轴（1）、磁性絮体捕收转环（2）、永磁磁系（6）、磁轭（7）、永磁磁环（8）、磁力沉降槽（10）组合构成，磁性絮体捕收转环（2）为圆筒形回转体结构，磁性絮体捕收转环（2）通过轴承吊装在空心立轴（1）上，永磁磁环（8）安装在空心立轴（1）的下部并位于磁力沉降槽（10）内部居中位置；在磁轭（7）内装沿圆周方向安装永磁磁系（6）。本发明采用两次净化，能同时发挥磁性絮体自然沉降效应和永磁高梯度的过滤吸渣能力，且具有处理量大、不受给水水质限制、出水水质稳定、占地少、投资成本低、抗冲击负荷能力强、可连续运行等优点。

Description

一种磁分离过滤污水处理设备

技术领域

本发明涉及一种污水净化处理设备，特别涉及一种采用磁分离方法净化处理污水的设备，属于污水处理设备领域。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，生活污水和工业废水的排放量呈现数倍、甚至十几倍的增加，加剧了水环境的恶化，严重影响到人们的身心健康甚至影响人们的正常生活。国家环境保护发展规划中重点指出：要继续实施水体污染控制与治理，重点突破“减负修复”的污水处理技术，确保饮用水安全和污泥的无害化处理等。因此，对现有污水处理技术提出更高的要求，经济、高效、节能和简便易行的污水处理技术也不断发展和涌现。磁絮凝、磁分离水体净化技术是一种载体磁选技术，即以细颗粒的磁种作为污水中悬浮污泥的载体，利用强磁分离设备产生的有效磁场力强力吸附磁种，快速有效地完成泥水分离。该工艺技术具有净化时间短、占地省、处理水量大、运行成本低等优势，逐渐受到业界的关注，成为污水物化处理中的一项新工艺技术。

为了解决大量废水、污水的问题，对于工业磁性废水（含铁悬浮物），前期出现的磁分离技术成了一种公知的适合于该类废水处理的技术；而对于非磁性废水，近年来也开始采用磁分离技术来处理，即先投加磁粉和药剂，使磁粉与废水中污染物絮凝成团，再用磁分离设备从废水中将絮凝成团的杂质吸附分离出来，以实现废水的净化。无论是处理磁性废水还是非磁性废水，磁分离水体净化技术的关键是设备本身的性能。

目前，工程应用中的磁分离水体净化设备按永磁材料的集成方式主要分三种，一是磁棒分离净化设备，二是磁滚筒分离净化废水设备，三是磁环分离净化废水设备。磁棒分离净化设备磁场强度高，适合于超细磁性杂质的分离，但卸渣过程比较烦杂，难以适应大水量连续处理要求；磁滚筒分离净化设备由一个磁滚筒和废水槽、刮渣片组成，废水流经磁滚筒外表面，废水中的磁性颗粒物(或磁性絮团)被磁滚筒吸附分离；磁环分离净化废水设备由多个磁环组合而成，所用永磁材料为稀土永磁磁块，废水流经磁环间空隙，废水中的铁磁性颗粒物被磁环吸附，废水得到净化。如中国专利ZL92214041.3公开了一种“处理钢铁厂废水的永磁分离装置”，以及 ZL00222525.5公开了一种“稀土磁环分离净化设备”，这些装置虽然具有磁场强度高，梯度大，盘间流经时间长，吸附分离效果较好等优点，但其同时存在工艺流程长，占地面积大，一次性投资额大，运行稳定性差，处理能力相当有限，且受水质水量变化的影响大，管理比较复杂，设备故障多。另一方面，目前所知的磁分离净化废水装置均存在抗冲击负荷能力不足的问题，即当废水含渣量波动大时，出水悬浮物浓度跟随发生波动，难以保证出水水质符合要求。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种兼具弱磁沉降和强磁分离功能、净化效果更佳、处理量大、不受给水水质限制、出水水质稳定、占地少、投资成本低、抗冲击负荷能力强、可连续运行的磁分离过滤污水处理设备。

为实现本发明的上述目的，本发明一种磁分离过滤污水处理设备采用以下技术方案：

本发明一种磁分离过滤污水处理设备，包括机架、安装在机架上的驱动机构。它还含有给水用的空心立轴、磁性絮体捕收转环、永磁磁系、磁轭、永磁磁环、磁力沉降槽，所述的磁轭安装在机架上，磁力沉降槽安装在磁轭的下圆盘上，所述的空心立轴通过轴套安装在磁力沉降槽的中上部居中位置；所述的磁性絮体捕收转环为圆筒形回转体结构，磁性絮体捕收转环通过轴承吊装在空心立轴上，空心立轴的上部通过皮带轮与驱动机构相联；永磁磁环安装在空心立轴的下部并位于磁力沉降槽内部居中位置，永磁磁环为中空结构，周围形成的磁场区域，加速磁性絮团污泥的沉降；在磁轭内装沿圆周方向安装至少一组的永磁磁系，永磁磁系可根据磁性絮体捕收转环的大小设置1组、2组或多组，在净化水质的同时，提高水体的处理量。在磁性絮体捕收转环位于永磁磁系、磁轭组合构成的磁场工作区相应区域的位置圆周内装有捕收介质；磁力沉降槽的底部设有底部排渣口，磁力沉降槽的上部设有溢流口，在溢流口与磁性絮体捕收转环磁场区域的上部之间设有导流槽，在磁性絮体捕收转环磁场区域的下部设有清水出口，在磁性絮体捕收转环无磁区的上部设有喷淋清洗装置，在磁性絮体捕收转环无磁区的下部设有溢流排渣口。

所述的永磁磁环由铁氧体磁块和非导磁不锈钢制作而成，排布成中空柱形结构，永磁磁环内、外形成较为均匀的永磁磁场，永磁磁环内的磁场强度控制在300～600高斯；所述的永磁磁系、磁轭组合构成的背景磁场强度控制在4000～7000高斯范围。

所述的磁性絮体捕收转环转速为1-5rpm。

所述的磁力沉降槽的上部为圆筒形，下部为圆锥形，在磁力沉降槽底部出口上方设置了圆锥形挡板，圆锥形挡板锥角为50-70度。圆锥形挡板有助于提高底流浓度和稳定排料。

所述的捕收介质由具有高饱和磁感应强度的导磁不锈钢材料制作而成，根据需要捕收介质取材可以按阵列排布的不同直径的导磁不锈钢棒，或多层叠层的导磁不锈钢拉丝网，或导磁不锈钢钢毛。导磁不锈钢棒可以是1mm、2mm、3mm等不同直径。

在磁力沉降槽的上部圆筒的下部圆周内布设环形斜板，环形斜板的内锥角为45-65度，环形斜板可分1-3层如波纹状水平相套设置。

本发明一种磁分离过滤污水处理设备的污水净化过程为：污水从上部由空心立轴给入到永磁磁环内，永磁磁环为中空结构，周围形成的磁场区域，加速磁性絮团污泥的沉降，细小的磁性絮体产生磁团聚变成较大的磁絮凝体，产生加速沉降，沉降后的含磁性絮体高浓度污泥由磁力沉降槽底部的底部排渣口排出，磁力沉降槽及其内置的永磁磁环完成污水处理的一次净化。磁力沉降槽的溢流液再通过导流槽给入到运行在磁场工作区的磁性絮体捕收转环内，在永磁磁系及磁轭构成的匀强磁场中，依靠捕收介质（聚磁介质）产生的高梯度磁场力过滤、吸附、捕收细颗粒磁性絮团污泥，而清水则穿过磁性絮体捕收转环，从下部清水出口排出；被磁性絮体捕收转环捕收细颗粒磁性絮团污泥随着磁性絮体捕收转环的连续回转带到前部无磁区、后部无磁区，经喷淋清洗装置清洗卸下，在溢流排渣口排出。处理过的水体即完成两次净化。

本发明一种磁分离过滤污水处理设备采用以上技术方案后，兼具弱磁沉降和强磁分离功能，采用两次净化，强化去污效果，净化效果更佳。能同时充分发挥磁性絮体自然沉降效应和永磁高梯度的过滤吸渣能力，且具有处理量大、不受给水水质限制、出水水质稳定、占地少、投资成本低、抗冲击负荷能力强、可连续运行等优点。污水经过了两次净化，水质相比普通设备具有质的飞跃。

附图说明

图1是本发明一种磁分离过滤污水处理设备主剖结构简图；

图2是本发明一种磁分离过滤污水处理设备俯视结构简图；

图3是本发明一种磁分离过滤污水处理设备左视结构简图。

附图标记为：1-空心立轴（给水管）；2-磁性絮体捕收转环；3-溢流口；4-导流槽；5-捕收介质；6-永磁磁系；7-磁轭；8-永磁磁环；9-锥形挡板；10-磁力沉降槽；11-底部排渣口；12-清水出口；13-机架；14-驱动机构；15-前部无磁区；16-后部无磁区；17-喷淋清洗装置；18-溢流排渣口；19-环形斜板。

具体实施方式

为了达到快速高效处理污水的目的，对经磁絮凝处理的污水形成的磁性絮体进行不同方式的对待处理，由于磁性絮体的絮团颗粒大小不同，较大的颗粒沉降速度很快，几乎靠重力作用就可完成快速沉降；较小的微细颗粒由于沉降速度慢，需要足够的时间才能澄清，所以根据磁性絮体凝团的特点，采用磁力和重力相结合的方式，即在磁力沉降槽中颗粒较大的磁性絮体絮团在重力和磁力的作用下率先快速沉降并从磁力沉降槽底部排料口排出，颗粒较小的磁性絮体絮团由于来不及沉降则随清水流体在磁力沉降槽上部溢出，自流进入处于强磁场工作区的磁性絮体捕收转环,在高梯度磁场作用下被吸附捕收，达到水质快速有效澄清的目的

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种磁分离过滤污水处理设备作进一步详细说明。

由图1所示的本发明一种磁分离过滤污水处理设备主剖结构简图并结合图2、图3看出，本发明一种磁分离过滤污水处理设备是由机架13、安装在机架13上的驱动机构14、给水用的空心立轴1、磁性絮体捕收转环2、永磁磁系6、磁轭7、永磁磁环8、磁力沉降槽10等组合构成。磁轭7安装在机架13上，磁力沉降槽10居中安装在磁轭7的下圆盘上，磁力沉降槽10的上部为圆筒形，下部为圆锥形，在磁力沉降槽10底部出口上方设置了圆锥形挡板9，圆锥形挡板9锥角为50-70度。所述的空心立轴1通过轴套安装在磁力沉降槽10的中上部居中位置；磁性絮体捕收转环2为圆筒形回转体结构，磁性絮体捕收转环2通过轴承吊装在空心立轴1上，空心立轴1的上部通过皮带轮与驱动机构14相联；永磁磁环8安装在空心立轴1的下部并位于磁力沉降槽10内部居中位置，永磁磁环8由铁氧体磁块和非导磁不锈钢制作而成，排布成中空柱形结构；在磁轭7内装沿圆周方向对称安装两组永磁磁系6，在磁性絮体捕收转环2位于永磁磁系6、磁轭7组合构成的磁场工作区相应区域的位置圆周内装有捕收介质5；磁力沉降槽10的底部设有底部排渣口11，磁力沉降槽10的上部设有溢流口3，在溢流口3与磁性絮体捕收转环2磁场区域的上部之间设有导流槽4，在磁性絮体捕收转环2磁场区域的下部设有清水出口12，在磁性絮体捕收转环2的前部无磁区15、后部无磁区16的上部设有喷淋清洗装置17，在磁性絮体捕收转环2的前部无磁区15、后部无磁区16的下部设有溢流排渣口18。

经絮凝处理后含磁性絮体的污水自给水用的空心立轴1的上部给入，经永磁磁环8，进入磁力沉降槽10，永磁磁环8由普通铁氧体磁块和非导磁不锈钢制作而成，排布成中空柱形结构，在永磁磁环8周围形成较为均匀的永磁磁场，磁场强度控制在300～600高斯左右，含磁性絮体污水通过永磁磁环8后，在磁力的作用下，细小的磁性絮体产生磁团聚变成较大的磁絮凝体，产生加速沉降，在磁力沉降槽10底部出口上方设置了锥形挡板9，有助于提高底流浓度和稳定排料，沉降后的高浓度污泥由磁力沉降槽10的底部排渣口11排出，澄清液经磁力沉降槽10上部溢流口3排出。

澄清液由磁力沉降槽10上部溢流口3排出时，溢流口沿整个圆周方向等高面设置，形成水平溢流面。完成第一次沉降净化后的上层澄清液还含有少量微细的磁絮凝体，从上部溢流口3平缓的溢出，通过导流槽4流入磁性絮体捕收转环2进一步净化。

上层澄清液在上升溢流途中经过环形斜板19，环形斜板19的内锥角为45-65度，环形斜板19可分1-3层如波纹状水平相套设置。经过环形斜板19进一步附着、过滤后的澄清液从溢流口3溢出通过导流槽4自流进入处于强磁场工作区的磁性絮体捕收转环2，在高梯度磁场作用下被吸附、捕收、过滤，捕收介质5由具有高饱和磁感应强度的导磁不锈钢材料制作而成，根据需要介质取材可以阵列排布的1mm、2mm、3mm等不同直径的导磁不锈钢棒，也可以多层叠层的导磁不锈钢拉丝网或者的导磁不锈钢钢毛充填，捕收介质5在磁性絮体捕收转环2位于磁场工作区相应区域的位置圆周布满安装；磁性絮体捕收转环2为圆柱形回转体结构，水平位置吊架在中空立轴1上，由驱动装置14驱动以1-5rpm的速度水平转动；强磁场工作区是由永磁磁系6、磁轭7组合构成，磁系由钕铁硼磁材制作。磁性絮体捕收转环2工作转动时，途径由永磁磁系6、磁轭7组合构成圆弧磁系段强磁场工作区为吸附、捕收区，由永磁磁系6、磁轭7组合构成背景磁场强度可达到4000～7000高斯。此时在磁力沉降槽10中来不及沉降随清水流体在磁力沉降槽10上部溢出出逃的颗粒较小的磁性絮体絮团，自流进入处于强磁场工作区的磁性絮体捕收转环2，在高梯度磁场作用下被吸附捕收，过滤后的较高水质的清水则穿过磁性絮体捕收转环2，从清水出口12排出，完成第二次过滤净化；而当途经前部无磁区15、后部无磁区16时为卸渣区，被磁性絮体捕收转环2工作转动捕收到微细的磁絮凝体则随着磁性絮体捕收转环2的连续转动被喷淋清洗装置17喷淋水冲洗卸下，自流到溢流卸渣口18排出。

Claims (3)

1.一种磁分离过滤污水处理设备，包括机架（13）、安装在机架（13）上的驱动机构（14），其特征在于：它还含有给水用的空心立轴（1）、磁性絮体捕收转环（2）、永磁磁系（6）、磁轭（7）、永磁磁环（8）、磁力沉降槽（10），所述的磁轭（7）安装在机架（13）上，磁力沉降槽（10）安装在磁轭（7）的下圆盘上，所述的空心立轴（1）通过轴套安装在磁力沉降槽（10）的中上部居中位置；所述的磁性絮体捕收转环（2）为圆筒形回转体结构，磁性絮体捕收转环（2）通过轴承吊装在空心立轴（1）上，空心立轴（1）的上部通过皮带轮与驱动机构（14）相联；永磁磁环（8）安装在空心立轴（1）的下部并位于磁力沉降槽（10）内部居中位置；在磁轭（7）内装沿圆周方向安装至少一组永磁磁系（6），在磁性絮体捕收转环（2）位于永磁磁系（6）、磁轭（7）组合构成的磁场工作区相应区域的位置圆周内装有捕收介质（5）；磁力沉降槽（10）的底部设有底部排渣口（11），磁力沉降槽（10）的上部设有溢流口（3），溢流口（3）沿整个圆周方向等高面设置，形成水平溢流面，在溢流口（3）与磁性絮体捕收转环（2）磁场区域的上部之间设有导流槽（4），在磁性絮体捕收转环（2）磁场区域的下部设有清水出口（12），在磁性絮体捕收转环（2）无磁区的上部设有喷淋清洗装置（17），在磁性絮体捕收转环（2）无磁区的下部设有溢流排渣口（18）；所述的永磁磁系（6）、磁轭（7）组合构成的背景磁场强度控制在4000～7000高斯范围；所述的磁力沉降槽（10）的上部为圆筒形，下部为圆锥形，在磁力沉降槽（10）底部出口上方设置了圆锥形挡板（9），圆锥形挡板（9）锥角为50-70度；所述的捕收介质（5）由具有高饱和磁感应强度的导磁不锈钢材料制作而成，捕收介质（5）取材为按阵列排布的不同直径的导磁不锈钢棒，或多层叠层的导磁不锈钢拉丝网；在磁力沉降槽（10）的上部圆筒的下部圆周内布设环形斜板（19），环形斜板（19）的内锥角为45-65度，环形斜板（19）可分1-3层如波纹状水平相套设置。

2.如权利要求1所述的一种磁分离过滤污水处理设备，其特征在于：所述的永磁磁环（8）由铁氧体磁块和非导磁不锈钢制作而成，排布成中空柱形结构。

3.如权利要求1或2所述的一种磁分离过滤污水处理设备，其特征在于：所述的磁性絮体捕收转环（2）转速为1-5rpm。

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