CN1039399A

CN1039399A - 高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备

Info

Publication number: CN1039399A
Application number: CN 89106210
Authority: CN
Inventors: 金承基; 陈风罔; 宋金璞; 潘桂珉; 曲善慈; 孔庆瑾; 扬艳玲
Original assignee: ARCHITECTURE ENGINEERING COLLEGE HARBIN
Current assignee: ARCHITECTURE ENGINEERING COLLEGE HARBIN
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1990-02-07

Abstract

高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备属于给水工程中给水处理系统。已有给水处理工艺存在反应和沉淀时间长、过滤速度慢，尤其在寒冷地区的冬天对低温低浊的水处理往往达不到饮用水标准，设备占地面积大，基建费用高等缺点。本发明采用的高梯度磁分离处理饮用水工艺，分为压力系统和重力系统，这两个系统都由磁助凝、沉淀、高梯度磁性分离和消毒等工序组成。

Description

本发明属于给水工程中给水处理系统。

已有的给水处理工艺存在反应和沉淀时间长（大约为2小时）、过滤速度慢（一般为8～12米/时），尤其在寒冷地区的冬天对低温低浊的水处理往往达不到饮用水标准，对有机物的去除效率低，设备占地面积大，基建费用高等缺点。

本发明的目的：

提供一种具有反应快、滤速快、生产效率高、适应范围广、出水水质优良，并且设备占地面积小的净水工艺流程及其设备。

本发明的内容：

高梯度磁分离处理饮用水工艺分为压力系统和重力系统。当处理水量较小时，采用压力系统，处理水量较大时，采用重力系统。这两个系统都由磁助凝，沉淀、高梯度磁性分离器和消毒等工序组成。在磁助凝工序前要加做为磁种的磁铁粉及混凝剂硫酸铝，磁铁粉可用四氧化三铁粉末或用精磁铁矿石磨细至320目以下：磁铁粉的投加量视原水浊度而定，当原水浊度小于100度时，投加量为100mg～200mg/l，当原水浊度超过100度时，投加量为200mg～300mg/l。用高梯度磁分离器取代砂滤工序，高梯度磁分离器内滤料吸附饱和后进行反冲洗，反冲洗下来的磁铁粉可重复使用，反冲洗时采用水-气混合脉冲式反冲洗，冲洗强度为200米/时，冲洗水量为净水量的1～2%，冲洗水由净水槽供给，压缩空气由空压机供给。高梯度磁分离器净水时，磁分离器的磁通密度为0.8～15千高斯，滤速为150～270米/时;冬季低温低浊期间磁通密度为1.0～1.5千高斯，滤速可控制在150～200米/时;水温超过8℃时，滤速可控制在150～270米/时，磁通密度为0.8～1.2千高斯。高梯度磁分离器内滤料吸附饱和后进行反冲洗，反冲下来的磁性铁泥可直接回用五次以上，当泥铁比超过2.5倍时，可在铁粉回收池内搅拌10～20分钟，使泥和铁粉分离，静止20～30分钟左右排出上部泥浆，下部的磁铁粉可重复使用，或经搅拌后用泵将铁泥送入高梯度磁分离器，使磁铁粉和泥分离，分离后的磁铁粉可重复使用。压力系统中在混合器和反应器之间及反应器和沉淀池之间加预磁器，重力系统中在进水槽和磁助凝反应池之间加预磁器，预磁器是由数块永久磁铁排在一段塑料管两侧组成。

本发明的积极效果：

1、处理给水效率高，水质优良，出水浊度为0～3度，一年四季都能达到饮用水标准。对浊度、色度、细菌都有很高的去除率;对磷酸盐、重金属、氨氮及放射性物质等均有一定的去除率。

2、去除水中有机物效果显著，比传统工艺高50%～70%。耗氧量去除率为50%以上。

3、本发明实现了低磁场（磁通密度为0.8～1.5千高斯）、高流速（150～270米/时）运行。降低了电耗、节约了能源。

4、本发明适用性强，无论是高浊度（1000度）原水，或低温（0℃）低浊（20度）以下原水，处理后出水均能达到饮用水标准。

5、本发明采用磁助凝技术，这是水处理技术中一项开拓性发明，它大大提高了混凝过程，提高预沉效果（反应和沉淀时间约为10～15分钟，从而减轻了高梯度磁分离器的负荷，提高了生产效率，而且出水水质更好。

6、本发明高梯度磁分离器内的填料吸附饱和后，采用水-气混合脉冲式反冲洗，以恢复钢毛的捕获能力，反冲效率可达到95%左右。

7、反冲洗下来的磁性铁泥可直接回用5次以上，当泥铁比超过2.5倍时可进行脱泥处理，处理后的磁铁粉可重复使用，每运转一周期磁铁粉平均损耗2～3克/米³水，这就解决了高梯度磁分离净水工艺的关键性经济问题。

8、本发明生产1米³水的总成本比已有工艺约高1分钱左右，但生产效率高，占地面积小，占地面积为已有工艺的1/3～1/2，因此基建费可节约30%。

9、本发明生产出的水除水质优良外，还是磁化水。磁化水用于医疗可以治疗妇女病、胆结石、肾结石、高血压等多种疾病。磁化水做为锅炉的上水可使老垢脱落，新垢生长慢，这对提高锅炉的热交换效率有重要意义。磁化水用于农业还可以使疏菜和粮食作物早熟和增产。

10、采用本发明可制成大型设备为大中城市供水还可制成中小型设备为小成市和企事业单位供水，尤其可制成给水车为地质、建筑、部队等流动部门供水。

附图说明：

图1为高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备的压力系统流程图;

图2为高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备的重力系统流程图;

图3为高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备中的预磁器的结构示意图。

实施例：

本发明的工艺流程如下：

磁助凝→沉淀→高梯度磁分离→消毒→清水。

和已有给水处理工艺相比，高梯度磁分离处理饮用水工艺流程用高梯度磁分离取代砂滤工序，并增加投放磁铁粉和采用了磁助凝等措施，大大缩短了反应和沉淀时间。

实施例一：

压力系统的工艺流程如图1。原水由水泵1输入到进水槽2，磁铁粉由铁粉桶3投加到进水槽2中，磁铁粉的投加量是随原水的浊度不同而变化，浊度在100度以下时，磁铁粉投加量为100～200mg/l;浊度大于100度时，投加量为200～300mg/l。混凝剂硫酸铝由混凝剂桶4经流量计5，投加到泵6和进水槽2之间的吸水管中，混凝剂投加量在50～80mg/l范围内。然后原水由泵6送到管式混合器7中，混合后的水经预磁器8输入到反应器9。反应器9是下部为圆锥形，上部为圆柱形的涡流压力式反应器。水从反应器9上部流出，流经另一预磁器后进入沉淀池10，沉淀池为压力式斜板沉淀池，下部有排泥斗，清水由上部流出进入高梯度磁分离器11。高梯度磁分离器中间走水内径为290mm，间隙高度为260mm，内填430^＃不锈导磁钢毛，填充率为4～5%。钢毛捕获量为0.2～0.3克/克。高梯度磁分离器所需的直流电是由整流柜15供给的。经高梯度磁分离器净化后的水，经流量计13注入清水池12，消毒后供用户使用，也可不消毒直接供用户使用。

高梯度磁分离器饱和后需进行反冲洗，冲洗水由清水槽12供给，压缩空气由空压机16供给。反冲洗采用气-水混合脉冲式反冲方法，反冲效率为95%，反冲时间为2～3分钟。反冲下来的磁性铁泥被冲到铁粉回收池17中，磁性铁泥可直接用泵4打回铁粉槽3重复用。当泥铁比超过2.5倍时，可用泵14把铁粉回收池17中的磁性铁泥浆循环搅拌10～20分钟，然后静止20～30分钟，排掉上部泥浆，下部磁铁粉可继续使用;也可用泵14把磁性铁泥送入高梯度磁分离器11，使磁铁粉和泥浆分离，分离后将磁铁粉反冲到铁粉回收池17中继续使用。

此实施例的操作参数如下：

磁铁粉投加量 100～300mg/l

硫酸铝投加量 50～80mg/l

处理水量 200～300米³/日

水的停留时间 15～20分钟

运转周期 1～6小时

铁粉损失量 2～3克/米³水

反冲洗强度 200米/时

反冲洗水气比（3～4）：100

反冲洗时间 2～3分钟

反冲洗用水量净水量的1～2%

实施例二：

重力系统的工艺流程如图2。原水由水泵1打入进水混合池22，同时由铁粉桶3将磁铁粉也加入到进水混合池22中，混凝剂硫酸铝由混凝剂桶4经流量计5加入到进水混合池22中。混合后的水经预磁器8进入反应池23，反应后的水依靠重力压差流入沉淀池24，在沉淀池中含磁铁粉的大块絮凝沉淀到池底部，沉淀到池底部的铁泥定期排放到铁粉回收池17中。沉淀池上部出水依靠重力压差从下部进入到高梯度磁分离器11，从高梯度磁分离器11出来的净水经流量计13流入清水贮存池25，清水用泵26打入清水槽12，也可直接供给用户。高梯度磁分离器的反冲工序和压力系统相同，直流电是由整流柜15供给的;压缩空气是由空压机16供给的;反冲洗水是由清水槽12供给的。铁粉回收池17内脱泥后的磁铁粉用泵14打回铁粉桶3继续使用。

实施例一、二中的预磁器8的结构如图3。水经过中间的方形塑料管19，在管19的两侧排列数块永久磁铁21，永久磁铁21由塑料箱18支撑，20为连接管通的法兰盘。

Claims

1、高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备属于给水工程中给水处理系统，它是由磁助剂、沉淀、高梯度磁分离和消毒等工序组成，其特征在于磁助凝工序前要投加做为磁种的磁铁粉及混凝剂，用高梯度磁分离器取代砂滤，增加预磁器以提高反应和沉淀的效果。

2、根据权利要求1所述的高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备，其特征在于做为磁种的磁铁粉是四氧化三铁粉末或用精磁铁矿石磨细至320目以下的粉末;磁铁粉的投加量视原水浊度而定，当原水浊度小于100度时，投加量为100mg～200mg/l;当原水浊度超过100度时，投加量为200mg～300mg/l。

3、根据权利要求1所述的高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备，其特征在于高梯度磁分离器内的滤料吸附饱和后要进行反冲洗，反冲洗下来的磁铁粉可重复使用，反冲洗时采用水-气混合脉冲式反冲洗，冲洗水由净水槽供给，压缩空气由空压机供给。

4、根据权利要求1所述的高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备，其特征在于高梯度磁分离净水时，磁分离器的磁通密度为0.8～1.5千高斯，滤速控制在150米～200米/时;水温超过8℃时，滤速控制在150米～270米/时，磁通密度为0.8～1.2千高斯。

5、根据权利要求3所述的高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备，其特征在于高梯度磁分离器内的滤料吸附饱和后进行反冲洗，反冲下来的磁性铁泥可直接回用五次以上，当泥铁比超过2.5倍时，可在铁粉回收池内搅拌10～20分钟，使泥和磁铁粉分离，静止20～30分钟左右排出上部泥浆，下部的磁铁粉可重复使用，或经过搅拌后用泵将铁泥送入高梯度磁分离器，使磁铁粉和泥分离，分离后的磁铁粉可重复使用。

6、根据权利要求1所述的高梯度磁分离处理饮用水工艺及设备，其特征在于压力系统中在混合器和反应器之间及反应器和沉淀池之间加预磁器，重力系统中在进水槽和磁助凝反应池之间加预磁器，预磁器是由数块永久磁铁排在一段塑料管两侧组成。