CN101913687B - 叠筒式磁力分离净化废水装置 - Google Patents

Abstract

叠筒式磁力分离净化废水装置，包括磁力吸附分离器、传动机构、刮渣机构、排渣机构和进排水机构，其特征在于磁力吸附分离器由两个或两个以上不同直径的同心磁筒构成，其中每个磁筒在环向由一布置有磁体的磁力吸附区和一未布置磁体的非磁卸渣区两部分组成，相邻磁筒之间的空隙构成废水流道；刮渣机构包括刮渣片、防逸片、传动臂和传动架；排渣机构由集渣箱、储渣腔以及设于罐体底部的排渣管构成，储渣腔内设置有防板结叶片；刮渣片和防逸片位于相邻磁筒之间的废水流道中。本发明的非磁卸渣区的同心磁筒结构，与刮渣机构一起，实现了磁体全浸没连续运行，磁体的吸渣能力得以充分发挥，并可以通过增加刮渣片的数量以适应废水中磁性悬浮物浓度的波动。

Description

叠筒式磁力分离净化废水装置

技术领域

本发明涉及一种叠筒式磁力分离净化废水装置，属于从废水中连续分离铁磁性物质的磁力分离净化废水技术领域。

背景技术

冶金、矿山废水中往往含有大量铁磁性杂质，为了实现废水的循环利用或达标外排，需要去除其中的铁磁性杂质，而磁分离技术是一种公知的适合于该类废水处理的技术。随着技术的发展，近年来磁分离也用于非磁性废水处理，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。无论是处理含铁废水还是非磁性废水，磁分离技术的关键是设备本身的性能，包括分离能力（分离精度，即出水悬浮物浓度）、处理能力（处理量大小）、连续运行的自动化程度，以及占地面积、投资成本等。磁分离净化设备的性能主要取决于两个因素：磁体的集成（组装）方式和刮渣卸渣方式。两个因素的有机结合决定了磁分离设备的类型和性能。磁分离净化废水设备的发展过程，就是对上述两个因素的不断突破、改进、完善的过程，从而提高悬浮物的去除能力、提高废水处理能力、减少占地面积、降低设备投资成本。目前，工程应用中的磁分离净化废水设备按磁体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，三是磁盘分离净化废水设备。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，但卸渣比较麻烦，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。磁滚筒分离设备结构简单，制造方便，自动运行稳定，但处理量小。美国工程师及建筑师杂志（ASEA Journal 1977 Volume 50 Nomber 6）发表的“Magnadisc——a new industrial wastewater treatment system for use in the iron and steel industry”（一种用于钢铁工业的新型废水处理系统），该系统用磁盘实现对废水的分离净化，使磁分离用于大水量处理成为了现实。专利（ZL92108011.5）公开了一种磁盘分离净化废水设备，该设备由多个磁盘组合而成，所用磁体为稀土永磁体，废水流经磁盘间空隙，废水中的铁磁性颗粒物被磁盘吸附，废水得到净化。磁盘分离净化设备具有废水处理量大的优点，但存在与磁棒式和滚筒式磁分离设备同样的不足：设备中的磁体只是部分浸没在废水中，未能充分发挥全部磁体的吸渣能力，因而设备的投资成本、占地面积都未能达到最优。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，出水悬浮物浓度可能增大，难以保证出水水质符合要求。

发明内容

针对现有的磁分离净化废水设备之不足, 本发明的目的是提供一种能充分发挥磁体的吸渣能力、处理量大、占地少、投资成本低、抗冲击负荷能力强、连续运行的磁力分离净化设备，即叠筒式磁力分离净化废水装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：本发明提供的叠筒式磁力分离净化废水装置，包括磁力吸附分离器、传动机构、刮渣机构、排渣机构以及进排水机构，其中，所述磁力吸附分离器竖直放置于位于罐体中部并固定于罐体内壁的分离器支撑架上；所述磁力吸附分离器由两个或两个以上不同直径的同心磁筒构成，且直径最小的磁筒底部设置有内筒密封挡板，其中每个磁筒在环向由一布置有磁体的磁力吸附区和一未布置磁体的非磁卸渣区两部分组成，且所有磁筒的非磁卸渣区沿磁筒径向呈直线排列为一组，相邻磁筒之间的空隙构成废水流道；所述传动机构由置于罐体顶部的支架、安装于支架上的电机、电机减速机以及由电机减速机带动的传动轴构成；所述刮渣机构包括由传动轴带动的传动架、安装于传动架上并竖向置入废水流道中的传动臂、安装在传动臂上的刮渣片、以及在刮渣片运动方向前端设置的上端固定在传动臂上的防逸片，所述刮渣片与磁筒表面接触；设备运行时电机减速机带动传动架转动，安装在传动臂上的刮渣片在废水流道中转动刮除吸附在磁筒表面的渣；在刮渣片运动方向前端设置防逸片，是为了防止从磁筒表面刮除的渣重新混入废水中而被磁筒再次吸附或混入出水中；在径向，所述防逸片宽度小于废水流道的宽度；刮渣片、防逸片和磁筒表面三者形成一个竖向通道；所述排渣机构由集渣箱、储渣腔以及设于罐体底部的排渣管构成，所述储渣腔由隔板和呈锥型的罐底封隔而成；所述集渣箱固定在分离器支架上，且集渣箱上端口与非磁卸渣区下端正对应，而集渣箱下端口则连接于隔板的开口并与储渣腔相通；当刮渣片运转到磁筒的非磁卸渣区时，排渣管打开，同时由于非磁卸渣区未布置磁体，对渣无磁力吸附，刮渣片刮除的渣就沿刮渣片、防逸片和磁筒表面三者形成的竖向通道向下落入集渣箱，经集渣箱流进储渣腔，最终经排渣管排出。

所述进排水机构由进水管、进水分流罩和出水管构成，进水分流罩固定于内筒密封挡板下底部，且进水管、进水分流罩、由隔板与磁力吸附分离器底部构成的腔体、废水流道以及出水管依次相连通，含铁废水，或非磁性废水经投加磁粉和药剂絮凝后由进水管进入进水分流罩，通过进水分流罩进入罐体内由隔板与磁力吸附分离器底部构成的腔体，然后进入磁力吸附分离器的废水流道中，经磁力吸附分离净化后从磁力吸附分离器上端经出水管排出。

所述储渣腔内设置有防板结叶片，传动轴穿过直径最小的磁筒的内筒密封挡板的中心孔和进水分流罩，并穿过隔板的中心孔与防板结叶片固定连接；传动轴带动防板结叶片转动，以防止储渣腔里面的渣沉积；传动轴与内筒密封挡板和隔板的中心孔的接触部位均采用密封配合。

每个磁筒上还可设置两个或两个以上非磁卸渣区，相应地所有磁筒的非磁卸渣区沿磁筒径向呈直线排列为两组或两组以上，每组非磁卸渣区下端均设置一个集渣箱，集渣箱下端口穿过隔板与储渣腔相通。增设非磁卸渣区的组数可以避免刮渣片、防逸片和磁筒表面构成的竖向通道堆积过多的渣，从而减小刮渣片负荷。

本发明在刮渣片转速一定的情况下，刮渣周期(即磁筒表面吸附的渣被刮除一次所需要的时间)与刮渣片数量成反比关系，即通过增加刮渣片数量，可以缩短刮渣周期。在处理磁性悬浮物浓度变化不大的废水时，刮渣片的数量按进水悬浮物浓度的设计值确定；用于处理磁性悬浮物浓度波动大的废水时，刮渣片数量可以设置有一定的富余量，相对地缩短刮渣周期，以避免磁筒表面因堆积太厚的渣而降低吸渣能力、影响分离精度致使出水悬浮物浓度增加。故本发明中刮渣片不限于一组，即根据废水含渣量的特点刮渣机构可设为两组或两组以上。

最优的，磁筒由磁体、磁体支撑骨架、盖板构成，其中的磁体支撑骨架为不锈钢条焊接而成的圆筒形框架，由磁体承托环和磁体支柱组成，盖板为不锈钢板制成的圆筒，所述磁体为永磁体，磁体放置于磁体承托环上并用内外盖板封闭，盖板上下端与磁体支撑骨架上下端密封连接。刮渣片与磁筒的盖板弹性接触。

最优的，本发明设计的刮渣片的长度为磁筒高度的0.9～1.0倍。

最优的，本发明设计的刮渣片是由不锈钢片、铜片或聚氨酯片制成的U型、V型或平板。

最优的，本发明设计的防逸片的长度等于或大于刮渣片的长度。

最优的，本发明设计的每组刮渣机构中的防逸片与刮渣片的环向距离等于或小于非磁卸渣区的环向宽度。

本发明装置分离净化废水的过程是这样实现的：

含铁废水，或非磁性废水经投加磁粉和药剂絮凝后由进水管进入罐体，经过进水分流罩分流后进入磁力吸附分离器的废水流道，渣被磁筒的磁力吸附区吸附在磁筒表面，废水净化后从磁力吸附分离器上端经出水管排出；刮渣片和防逸片在电机减速机驱动下沿废水流道转动，刮渣片将磁筒表面吸附的渣刮除并带入非磁卸渣区，排渣管打开，渣从刮渣片、防逸片和磁筒表面三者形成的竖向通道向下落入集渣箱，经集渣箱流进储渣腔，最终经排渣管排出；当刮渣片再次进入磁力吸附区时排渣管关闭，刮渣片继续转动刮渣。

本发明提供的叠筒式磁力分离净化废水装置具有以下特点：

(1)   采用设置有非磁卸渣区的多层同心磁筒的集成方式，所有同心磁筒完全浸没于废水中持续吸附分离铁磁性物质，全部磁体的吸渣能力得以发挥。

(2)   磁筒上设置的非磁卸渣区，与刮渣片、防逸片、集渣箱、储渣腔和排渣管一起，构成排渣通道，使渣与废水相对隔离，防止渣从磁筒分离后再次进入废水中，保证分离效果。

(3)   刮渣片的数量可以设置有一定的富余量以适应含渣量的波动，因而该发明装置具有较强的抗冲击负荷能力。

(4)   多层同心磁筒结构紧凑，磁筒数量不受限制，因而可以满足大处理量的要求。

本发明提供的设置了非磁卸渣区的同心磁筒结构，与刮渣机构一起，实现了磁体全浸没连续运行，全部磁体的吸渣能力得以发挥，并且刮渣片的数量不受结构形式的限制，可以设置有一定的富余量以适应渣量的波动，因而设备结构紧凑占地面积小、投资成本低、处理量大、抗冲击负荷能力强、分离效果好，是新一代磁力分离净化废水装置。

附图说明

图1是本发明的结构主视示意图。

图2是本发明的结构俯视示意图。

图3是磁体支撑骨架示意图。

图4是磁筒横截面示意图（磁体支撑骨架未示出）。

图中 1.罐体，2.分离器支撑架，3.磁力吸附分离器，4.传动臂，4.1.刮渣片，4.2.防逸片，5.进水分流罩,6.进水管,7.出水管,8.排渣管,9.磁筒，9.1.磁力吸附区，9.2.非磁卸渣区， 10.废水流道，11.集渣箱，12.传动架，13.传动轴，14.电机减速机，15.支架，16.防板结叶片，17.隔板,18.磁体，19.磁体承托环，20.磁体支柱，21.盖板，22.储渣腔，23.腔体，24.电机，25.内筒密封挡板。

具体实施方式

下面结合附图给出实施例以对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例给出的叠筒式磁力分离净化废水装置，由罐体1、分离器支撑架2、磁力吸附分离器3、传动机构、刮渣机构、进水分流罩5、进水管6、出水管7、集渣箱11、防板结叶片16、排渣管8组成。分离器支撑架2是由型钢制成的辐条架，分离器支撑架2位于罐体1中部并固定于罐体1内壁上，磁力吸附分离器3竖直放置于分离器支撑架2上。

结合图2和图1所示，磁力吸附分离器3由两个或两个以上不同直径的同心磁筒9构成，且直径最小的磁筒底部设置有内筒密封挡板25，以防止废水从此处未经分离净化而直接进入出水管7；相邻同心磁筒9之间的空隙为废水流道10。

结合图4和图2所示，每个磁筒9在环向由磁力吸附区9.1和非磁卸渣区9.2两部分组成，磁力吸附区9.1布满磁体18，非磁卸渣区9.2不布置磁体；所有磁筒9的非磁卸渣区9.2沿磁筒径向呈直线排列为一组；当然，本发明也可以在每个磁筒9上沿环向均匀设置两个或多个非磁卸渣区9.2，相应地所有磁筒9的非磁卸渣区9.2沿磁筒径向呈直线排列为两组或多组。再结合图1和图2所示，传动机构由置于罐体1顶部的支架15、安装于支架15上的电机24、电机减速机14和由电机减速机14带动的传动轴13构成；刮渣机构包括由传动轴13带动的传动架12、安装于传动架12上并竖向置入废水流道10中的传动臂4、安装在传动臂4上的刮渣片4.1、以及在刮渣片4.1运动方向前端设置的上端固定在传动臂4上的防逸片4.2，刮渣片4.1的长度等于磁筒9高度的0.9～1.0倍，刮渣片4.1是由非导磁的不锈钢片、铜片或聚氨酯片制成的U型、V型或平板。防逸片4.2的长度等于或大于刮渣片4.1的长度；在径向，防逸片4.2宽度小于废水流道10的宽度；刮渣机构中的防逸片4.2与刮渣片4.1的环向距离等于或小于非磁卸渣区9.2的环向宽度；防逸片4.2由非导磁不锈钢板制成。刮渣片4.1、防逸片4.2和磁筒表面三者形成一个竖向通道。

进水分流罩5固定于直径最小的磁筒的内筒密封挡板25下底部，进水分流罩5为喇叭形不锈钢穿孔管，且进水管6、进水分流罩5、罐体1内由隔板17与磁力吸附分离器底部构成的腔体23、废水通道10以及出水管7依次相连通。

每组非磁卸渣区9.2下方设置一个集渣箱11，且集渣箱11上端口与非磁卸渣区9.2下端正对应，而集渣箱11下端口与由隔板17和呈锥型的罐底封隔而成的储渣腔22相通；储渣腔22内设置有防板结叶片16，传动轴13穿过内筒密封挡板25和进水分流罩5，并穿过隔板17的中心孔与防板结叶片16固定连接；传动轴13与内筒密封挡板25和隔板17的中心孔的接触部位均采用密封（动密封）配合。

结合图3和图1所示，磁筒9由磁体18、磁体支撑骨架、盖板21构成，其中的磁体支撑骨架为非导磁不锈钢条焊接而成的圆筒形框架，由磁体承托环19和磁体支柱20组成，磁体18放置于磁体承托环19上并用内外盖板21封闭，盖板21上下端与磁体支撑骨架上下端焊接密封。磁体18为铁氧体或钕铁硼等永磁体。盖板21为非导磁不锈钢板制成的薄壁圆筒，但直径最小的磁筒内表面盖板为钢板制成的圆筒且底部焊接有用钢板制成的内筒密封挡板25，以防止废水从此处未经分离净化而直接进入出水管7；其中内筒密封挡板25中心开孔，传动轴13经由此中心孔（动密封）到罐体1下部带动防板结叶片16转动。

设备运行时，含铁废水，或非磁性废水经投加磁粉和药剂絮凝后，由进水管6经进水分流罩5后进入罐体1内由隔板17与磁力吸附分离器底部构成的腔体23，然后流入磁力吸附分离器3，渣被磁筒的磁力吸附区9.1吸附在磁筒表面，废水净化后从磁力吸附分离器3上端经出水管7排出；刮渣片4.1和防逸片4.2在电机24和电机减速机14驱动下沿废水流道10转动，刮渣片4.1将磁筒9表面吸附的渣刮除并带入非磁卸渣区9.2，此时排渣管8打开，渣从刮渣片4.1、防逸片4.2和磁筒表面构成的竖向通道落入集渣箱11、储渣腔22，经排渣管8排出；当刮渣片4.1再次进入磁力吸附区9.1时排渣管8关闭，刮渣片4.1继续沿废水流道10转动刮渣。

本专业技术人员按上述附图及具体实施方式内容进行设计、加工、组装即可实施本发明，但上述给出的实施例不能被理解为对本发明保护范围的限制，因而本专业的技术人员根据上述本发明的设计思想和内容所做出的非本质改进和调整（比如将本发明中磁筒固定、刮渣机构转动改为刮渣机构固定、磁筒转动等）也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种叠筒式磁力分离净化废水装置，包括磁力吸附分离器（3）、传动机构、刮渣机构、排渣机构以及进排水机构，其特征在于：

所述磁力吸附分离器（3）竖直放置于位于罐体(1)中部并固定于罐体(1)内壁的分离器支撑架（2）上；所述磁力吸附分离器（3）由两个或两个以上不同直径的同心磁筒(9)构成，且直径最小的磁筒底部设置有内筒密封挡板（25），其中每个磁筒(9)在环向由一布置有磁体的磁力吸附区（9.1）和一未布置磁体的非磁卸渣区（9.2）两部分组成，且所有磁筒(9)的非磁卸渣区（9.2）沿磁筒径向呈直线排列为一组，相邻磁筒(9)之间的空隙构成废水流道(10)； 

所述传动机构由置于罐体(1)顶部的支架（15）、安装于支架（15）上的电机减速机（14）和由电机减速机（14）带动的传动轴（13）构成；

所述刮渣机构包括由传动轴（13）带动的传动架（12）、安装于传动架（12）上并竖向置入废水流道(10)中的传动臂（4）、安装在传动臂（4）上的刮渣片（4.1）、以及在刮渣片（4.1）运动方向前端设置的上端固定在传动臂（4）上的防逸片（4.2）；在径向，所述防逸片（4.2）宽度小于废水流道(10)的宽度；

所述排渣机构由集渣箱（11）、储渣腔（22）以及设于罐体(1)底部的排渣管（8）构成，所述储渣腔（22）由隔板（17）和呈锥型的罐底封隔而成；所述集渣箱（11）固定在分离器支撑架（2）上，且集渣箱（11）上端口与非磁卸渣区（9.2）下端正对应，而集渣箱（11）下端口则连接于隔板（17）的开口并与储渣腔（22）相通；所述储渣腔（22）内设置有防板结叶片（16），传动轴（13）穿过内筒密封挡板（25）的中心孔和进水分流罩（5），并穿过隔板（17）的中心孔与防板结叶片（16）固定连接；传动轴（13）与内筒密封挡板（25）和隔板（17）的中心孔的接触部位均采用密封配合；

所述进排水机构由进水管（6）、进水分流罩（5）和出水管（7）构成，进水分流罩（5）固定于内筒密封挡板（25）下底部，且进水管（6）、进水分流罩（5）、罐体(1)内由隔板（17）与磁力吸附分离器（3）底部构成的腔体（23）、废水流道（10）以及出水管（7）依次相连通。

2.根据权利要求1所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述每个磁筒(9)上设置两个或两个以上非磁卸渣区（9.2），相应地所有磁筒(9)的非磁卸渣区（9.2）沿磁筒径向呈直线排列为两组或两组以上。

3.根据权利要求1所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣机构为两组或两组以上。

4.根据权利要求1所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述磁筒(9)由磁体(18)、磁体支撑骨架、盖板(21)构成，其中的磁体支撑骨架为不锈钢条焊接而成的圆筒形框架，由磁体承托环(19)和磁体支柱(20)组成，磁体(18)放置于磁体承托环(19)上并用内外盖板(21)封闭，所述盖板为不锈钢板制成的圆筒，盖板(21)上下端与磁体支撑骨架上下端密封连接；所述磁体（18）为永磁体。

5.根据权利要求4所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣片（4.1）与磁筒(9)的盖板（21）弹性接触。

6.根据权利要求1或5所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣片（4.1）的长度为磁筒(9)高度的0.9～1.0倍。

7.根据权利要求1或5所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣片（4.1）是由不锈钢片、铜片或聚氨酯片制成的U型、V型或平板。

8.根据权利要求6所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣片（4.1）是由不锈钢片、铜片或聚氨酯片制成的U型、V型或平板。

9.根据权利要求1所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述防逸片（4.2）的长度等于或大于刮渣片（4.1）的长度。

10.根据权利要求1所述的叠筒式磁力分离净化废水装置，其特征在于：所述刮渣机构中的防逸片（4.2）与刮渣片（4.1）间的环向距离等于或小于非磁卸渣区（9.2）的环向宽度。

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