CN101423272A - 一种磁絮凝反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理设备，具体是磁絮凝反应器。该磁絮凝反应器主要由产生磁场的线圈和反应容器两部分组成，线圈分为横向和纵向两套，通过时序控制器的运用，可有效控制这两套线圈连续间接运作。该磁路接有脉冲直流电源，线圈中电流方向不断改变，两套线圈又可产生相反的两个方向磁场。在线圈外套有轭铁和冷凝装置，轭铁用来固定线圈和防止磁外漏；冷凝装置通冷凝水来控制线圈工作时的温度。反应器主要分为反应区、缓冲区和沉淀区，外部配有加药系统，来投加絮凝剂。该装置具有能长时间持续运作、磁化时间短、处理效果强、操作简便、工作稳定、节省能耗、运行费用低、产泥量少等特点。

Description

一种磁絮凝反应器
技术领域
本发明属于污水处理设备，具体地说，它涉及一种反应器，尤其是磁絮凝反应器。
背景技术
近年来，随着科学技术的发展和跨学科的综合利用，通过磁场降解污水中的污染物或对污水中带有磁性的物质进行分离等已成为新型的水处理技术。相关研究表明，磁场会对许多物质的理化特性产生一定的影响，利用磁场来改善絮凝剂的絮凝性能，强化絮凝剂的絮凝效果，提高其破乳能力是改善污水处理絮凝沉淀工艺成效的途径之一。目前，国内外研究的用于污水处理的磁发生装置，如公开的专利高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备(专利号：CN89106210.6)、处理钢铁厂废水的永磁分离装置(专利号：CN92108011.5)、利用超导磁分离技术的废水处理系统(专利号：CN200480000539.1)，大多是分离水中一些带有磁性的物质，且这些设备存在运行费用大、作用时间长、占地面积大、作用速度慢等缺点。另外，现有的絮凝沉淀工艺本身还存有基建费用高、投药量大、净化率低、产生污泥量大等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁絮凝反应器。该装置操作简便、磁化时间短、处理效果显著、产生磁场较稳定、对絮凝剂作用强并且能起搅拌作用，能增强絮凝剂的絮凝效果和破乳能力，减少絮凝剂消耗量且产泥量。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：
一种磁絮凝反应器，包括反应容器和电磁发生系统，反应容器由上到下分为反应区、缓冲区和沉淀区，反应容器中设有絮凝剂投加装置；反应容器的中心有自上而下延伸到缓冲区底部的中心圆管；反应容器上设有进水口和排水口，进水口与中心圆管相连，中心圆管的下方设有一圆锥形挡板，挡板下部为沉淀区，在沉淀区底部设有排泥管；在反应容器外部，上下分别对称设置有支架；电磁发生系统是呈螺旋状环绕在反应容器外的纵向线圈、呈十字相对分布在反应容器四周的四组长方形串联线圈、轭铁和冷凝系统组成，轭铁的内侧为线圈，外侧为冷凝系统；所说的四组长方形线圈缠绕在反应容器外部的支架上。
为了便于缠绕线圈和絮凝沉淀反应，设计反应容器上部(反应区、缓冲区)呈圆筒状，下部(沉淀区)呈圆形漏斗状。
上述电磁发生系统中的线圈由两部分组成，其中一部分是呈螺旋状环绕包裹在反应容器外部的线圈，提供纵向的磁场，另一部分是四个长方形线圈成对称缠绕在反应容器外部的支架上，四个线圈串联，提供横向磁场。
本发明的反应器运行时，两套线圈分时序工作，采用脉冲直流电源，通过电流大小控制磁场强度，电源功率根据所需磁场强度而定。在反应容器内可间歇产生上下、左右、前后的磁场，可使反应容器内的磁性絮凝剂处于不断运动状态，在其自身的架桥、网捕、电中和等作用下同污水中的颗粒物质充分结合后沉淀。线圈外包有一层轭铁，可起到固定线圈和防止磁场外漏的作用。轭铁外部有冷凝系统来防止线圈工作时温度过高，可选用水冷，冷凝水从下进水口进入从上部出水口流出。反应容器主体采用导磁材料，污水从反应容器的入水口通入中心圆管进入反应区，圆管深入到反应容器缓冲区上部，经圆锥形挡板阻挡作用在反应区处形成涡旋，并与从加药系统投加的絮凝剂接触混合入反应容器，挡板同圆管下端的喇叭口相连，其作用即可阻挡下端沉淀污泥上涌阻碍进水，又使进入的废水在其上受到阻力而形成涡旋，起到一定混匀作用。絮凝剂由加药系统加入反应容器，由于受到磁力的影响而发生运动，从而同水中颗粒物质结合后沉降。当污水处理一段时间后(处理时间同进水量和反应容器大小有关)，带有污染物的絮凝剂沉降到污泥沉淀区，从排泥管排出。
向该磁场反应器中投加负载磁种的絮凝剂，同一般的絮凝沉淀工艺相比，对生活污水，一些工业废水，如印染废水、含油废水、含金属离子等废水都有更好的净化处理效果。基于电磁感应和磁效应机理，在反应器外部，通过配置产磁线圈，使在反应容器内部形成一定磁场强度的涡旋磁场，从而不仅对水起到磁化作用，更提高絮凝剂的絮凝效果和破乳能力，强化与加速污染物同絮凝剂的结合，大大降低絮凝剂的使用量，而取得更好的处理效果。通过设置两套线圈工作分时序，可使带有磁性的絮凝剂颗粒在水中不停运动，又能起到搅拌作用。另外该设备可长时间持续运作，操作简便、节省人力物力、减小反应器容积、节省能耗、降低运行费用、减少产生的污泥量。
总之，本发明具有磁化时间短、效果强、处理废水效果好，操作简单、运行成本低等优点。
附图说明
图1为磁絮凝反应器的结构示意图。
其中，1-反应容器，2-电磁发生系统，10-反应区，11-缓冲区，12-沉淀区，13-进水口，14-中心圆管，15-挡板，16-排泥口，17-出水槽，18-排水口，19-加药装置，20-呈螺旋状环绕在反应容器外的纵向线圈，21-呈十字相对分布在反应容器四周的四组长方形线圈，22-轭铁，23-冷凝系统，24-支架，25-冷却水入口，26-冷却水出口。
具体实施方式
如图1所示，本发明磁絮凝反应器主要由反应容器1和电磁发生系统2组成。反应容器1从上到下分为反应区10、缓冲区11、沉淀区12，由进水口13、中心圆管14、挡板15、排泥口16、出水槽17、排水口18和加药装置19组成。电磁场发生系统2由环绕在反应容器上部(反应区10、缓冲区11)的线圈20、呈十字相对分布在反应容器四周的四组长方形线圈21(四组线圈串联)、轭铁22、冷凝系统23组成。污水从入水口13通入中心圆管14进入容器反应区10，圆管深入到反应容器缓冲区11上部，经圆锥形挡板15阻挡作用在反应区10处形成涡旋，并与从加药装置19投加的絮凝剂接触混合。打开电源，电磁发生系统工作，线圈20和线圈21开始工作，线圈20螺旋包裹着反应容器，线圈21环绕在同反应容器相接的架杆24上。通过设置时序控制器，来控制线圈20和21的工作间隔时间，设定10min交替一次。磁路接脉冲直流电源，使通入线圈的电流方向不停变向，从而产生相反两方面的磁场，如上下方向。电源功率由所需的磁场强度决定。线圈外包有一层轭铁22，可起到固定线圈和防止磁场外漏的作用。电路接通后，冷能系统23也开始运作，该系统呈封闭环套着轭铁22，采用水冷，冷却水从冷凝水入口25进入，从出口26流出。在磁场的作用下，反应容器1内的磁絮凝剂便会发生运动，在其自身的架桥、网捕、电中和等作用下同污水中的颗粒物质充分结合后沉淀。沉淀污泥在沉淀区12积累，当超过沉淀区的2/3时，打开排泥管16上的阀门排出污泥做后续处理。上部澄清液流入排水槽17从排水口18流出。

Claims (4)

1.一种磁絮凝反应器，包括反应容器和电磁发生系统，其特征在于：反应容器由上到下分为反应区、缓冲区和沉淀区，反应容器中设有絮凝剂投加装置；反应容器的中心有自上而下的延伸到缓冲区底部的中心圆管；反应容器上设有进水口和排水口，进水口与中心圆管相连，中心圆管的下方设有圆锥形挡板，挡板下部为沉淀区，在沉淀区底部设有排泥管；在反应容器外部，上下分别对称设置有支架；电磁发生系统是呈螺旋状环绕在反应容器外的纵向线圈、呈十字相对分布在反应容器四周的四组长方形串联线圈、轭铁和冷凝系统组成，轭铁的内侧为线圈，外侧为冷凝系统；所说的四组长方形线圈是缠绕在反应容器外部的支架上。
2、根据权利要求1所说的磁絮凝反应器，其特征在于，所说的反应容器的上部呈圆筒状，下部呈圆形漏斗状。
3、根据权利要求2所说的磁絮凝反应器，其特征在于，其中所说的冷凝系统为水冷式。
4、根据权利要求1所说的磁絮凝反应器，其特征在于，所说的两组线圈通过在时序控制器上设置后，分时段交替工作。
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