CN106477691A - 一种用于水处理的磁悬浮流化床 - Google Patents

Abstract

利用磁性颗粒与永磁铁，构建磁悬浮层，以拦截水体中的絮凝颗粒，胶体颗粒等水体污染物，并形成活性泥渣层。悬浮层和活性泥渣层能够对水体中的污染物进行拦截、吸附、排斥通过等分离作用，具有良好的水力过滤条件，能够提高水体的净化过滤效果，降低运行成本。

Description

一种用于水处理的磁悬浮流化床

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮流化床，能够对低温低浊水、微污染水、水库水等进行净化，更特别适用于磁性污染水体的净化，能够高效净化水体中的胶体类污染物，提高水体中污染物净化效率，用于水处理等领域。

背景技术

低温低浊水是水处理的一个难题，絮凝困难，形成的絮凝体在水力循环澄清池中不容易形成悬浮层，同时微污染水、建筑灰水也会出现同样的技术难题。

采用膜分离技术直接处理低温低浊水、微污染水、建筑灰水等会形成膜孔堵塞、造价较高的情况。

磁分离技术是利用污废水中的污染物的磁性对其进行磁分离，而对于弱磁性或者非磁性的污染物，则需要投加“磁种”，使其具有更好的磁性，从而达到对水体净化的目的，其磁性净化的水质质量有待进一步提高。

磁悬浮流化床能够让磁性颗粒在磁场中沿磁力线方向排列，形成磁膜，在磁场的作用下，悬浮于过滤的水流之中，同时，对絮凝颗粒拦截形成活性泥渣层，进而形成磁膜过滤和活性泥渣层过滤的双层过滤功能，当泥渣失去活性，可以从排泥管排除，当磁性颗粒形成的磁膜发生堵塞、净化效率降低式时，可以去磁场，利用反冲洗使得磁膜再生，恢复高效净化水体的作用。

磁悬浮流化床针对磁性污染物或者添加“磁种”的非磁性污染物，则可以增加过滤的效果和提高出水水质。

发明内容

本发明的目的是获得一种能够对低温低浊水、微污染水、建筑灰水等水体进行高效净化的设施，特别是对水体中的磁性污染物水体具有较高的净化效率。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案。

利用磁性颗粒和永磁铁构建磁悬浮层，磁悬浮层中的磁性颗粒沿着磁力线方向排列，构建成阵列，形成磁膜，可以对水体中一般的絮凝颗粒、胶体颗粒等进行拦截作用，同时也会对磁性物质进行磁性吸附分离、抗磁性物质的排斥通过分离等作用；通过加药装置，向待处理水体添加絮凝剂和助凝剂（或磁种），形成絮凝体，絮凝体被拦截在磁悬浮层之前，再构成一层絮凝颗粒的过滤层，从而会对水体中污染物进行拦截和净化作用。

如上所述的磁悬浮流化床，优选地以奥氏体不锈钢作为流化床本体的制作材料，也可以选择其他具有较好强度但没有磁性的材料制作。

如上所述的磁悬浮流化床，主体结构上部采用中空的圆筒结构，下部采用中空的圆锥结构，中间构建中心体。

如上所述的磁悬浮流化床，装置的上部采用密封，水从上部流入，从下部流出，以形成压力过滤工况。

如上所述的磁悬浮流化床，采用永磁铁材料构成磁场，也可以采用励磁线圈等构建磁场，也可以构设超导磁场等。

如上所述的磁悬浮流化床，磁性颗粒采用自然界存在的磁铁矿、赤铁矿等磁性材料，也可以采用化学方法制备的磁性材料，磁性颗粒也可以采用包覆改性等方法进行改造。

如上所述的磁悬浮流化床，采用排泥管对泥渣层进行排泥。

如上所述的磁悬浮流化床，若磁悬浮层所构成的过滤，产生的堵塞现象在流化床的顶部压力过大时，则进行反冲洗，或者每隔一定时间对磁悬浮层中的磁性颗粒进行反冲洗。

如上所述的磁悬浮流化床，可以采用气水反冲洗、加药反冲洗等方式进行反冲洗，反冲洗水从底部进入，从顶部流出。

如上所述的磁悬浮流化床，在进水管处设置加药装置，可以对待处理水体进行添加絮凝剂或者助凝剂，以在水体中形成絮凝体。

如上所述的磁悬浮流化床，设置充气装置。

如上所述的磁悬浮流化床，排泥管和磁悬浮层设有一定的距离，并且在排泥时，磁场具有对磁性颗粒的吸附作用，以防止排泥时排泥管吸入磁性颗粒。

如上所述的磁悬浮流化床，顶部磁性颗粒进料口采用法兰构建，以便于拆卸和安装。

如上所述的磁悬浮流化床，当待处理水的流量较小时，可以不设置中心柱。

附图说明

图1是一种磁悬浮流化床的剖面示意图。

图2是一种磁悬浮流化床的结构示意图。

图3是永磁铁的结构示意图。

图1及图2中各数字标号所指代的名称：1-出水管、2-流量控制阀、3-反冲洗水管、4-充气装置、5-排空管、6-磁性颗粒、7-永磁铁、8-絮凝颗粒、9-排泥管、10-排水管、11-中心柱、12-进水管、13-加药装置、14-均衡配水槽、15-磁性颗粒进料口、16-流化床本体、17-电动阀。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3和实施例子对本发明作进一步说明。

关闭出水管（1）、排空管（5）、排泥管（9）和排水管（10）、打开磁性颗粒进料口（15），使得磁悬浮流化床的上部与大气相通。

打开进水管（12），使磁悬浮流化床基本充满水，然后关闭进水管（12），打开排水管（10）。

打开法兰组建的磁性颗粒进料口（15），在每个磁性颗粒进料口（15）均匀地添加磁性颗粒（6）。

打开反冲洗水管（3），调节反冲洗水管（3）上的流量控制阀（2），使得磁性颗粒（6）位于设定的磁场区域。

在磁悬浮流化床的磁场区域，采用机械力等为磁悬浮流化床添加永磁铁（7），使得磁性颗粒（6）在设定的磁场区域形成磁悬浮层。

关闭反冲洗水管（3），关闭磁性颗粒进料口（15），打开进水管（12），打开排空管（5），关闭排水管（10），打开加药装置（13），向水体中加絮凝剂和助凝剂。

经过一段时间，当排空管（5）处的出水满足要求时，打开出水管（1），关闭排空管（5），磁悬浮流化床进入水体净化过程。

在水体净化的过程中，磁悬浮层前的絮凝颗粒（8）等逐渐形成一种活性泥渣悬浮层，可以对水体中的污染物进行拦截净化等作用。

每隔一定时间打开排泥管（9），以降低泥渣过滤层的高度，排泥时，永磁铁（7）不移除，以对磁性颗粒（6）进行吸附，防止其通过排泥管（9）排出磁悬浮流化床。

当磁悬浮层中的堵塞造成流化床上部的压力较大时，或者每隔一定时间，可以对磁悬浮层中的磁性颗粒（6）进行反冲洗。

磁性颗粒（6）反冲洗时，关闭进水管（12），关闭加药装置（13），打开排水管（10），关闭排泥管（9）和排空管（5），打开反冲洗水管（3），移去永磁铁（7）以利于对磁性颗粒（6）的反冲洗，因为移去永磁铁（7）后，磁性颗粒更容易分散。

磁性颗粒（6）反冲洗时，可以打开充气装置（4），用气水反冲洗的方式进行反冲洗。

反冲洗后，移加永磁铁（7），在设定的磁场区域增加磁场，此时，磁性颗粒（6）重新形成磁悬浮层，关闭反冲洗水管（3），打开排空管（5），关闭排水管（10），打开进水管（1），重新构建泥渣悬浮层。

当排空管（5）处的出水满足要求时，打开出水管（1），关闭排空管（5），磁悬浮流化床进入水体净化过程。

可以从磁性颗粒进料口（15）对磁悬浮流化床进行磁性颗粒（6）的添加补充。

Claims (10)

1.一种用于水体净化的磁悬浮流化床，其特征在于利用永磁铁构建磁场，磁性颗粒在磁场力的作用下悬浮于磁场处，拦截水体中絮凝颗粒等形成活性泥渣层，进而磁悬浮层和活性泥渣层可以对水体中的污染物进行吸附、拦截、排斥通过等分离作用，其磁悬浮流化床包括出水管（1）、流量控制阀（2）、反冲洗水管（3）、充气装置（4）、排空管（5）、磁性颗粒（6）、永磁铁（7）、絮凝颗粒（8）、排泥管（9）、排水管（10）、中心柱（11）、进水管（12）、加药装置（13）、均衡配水槽（14）、磁性颗粒进料口（15）、流化床本体（16）、电动阀（17）。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于流化床本体（16）采用奥氏体不锈钢材料制作，也可采用具有较高强度的非磁性材料制造。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于磁性颗粒（6）可采用天然磁铁矿、赤铁矿等磁性材料制作，也可以采用化学等方法制作的磁性颗粒，磁性颗粒可进行表面包覆改性等。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于磁性颗粒（6）的粒径可以为纳米级、微米级、毫米级、厘米级等。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于永磁铁（7）采用两个对称结构的半圆环结构，也可以采用两个对称结构的“L”型等结构。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于构建磁场的方式也可以采用励磁线圈等或者采用超导磁场等构建磁场。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于水从上部通过均衡配水槽均匀进入，从底部流出，装置在上部的结构采用密封，以形成压力通过活性泥渣层和磁悬浮层，也可以采用水从底部流入，从上部流出的方式。

8.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于采用在进水管（12）上设置加药装置（13），以在水体中形成絮凝体，同时设置排泥管（9），失去活性的絮凝颗粒采用排泥管（9）排出。

9.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于磁悬浮层的反冲洗可以通过改变水流的强度，气水反冲洗，加药（例如改变冲洗水的酸碱度）等方式对构建磁悬浮层的磁性颗粒进行反冲洗。

10.根据权利要求1所述的磁悬浮流化床，其特征在于当处理的水流量较小时，中心柱（11）可以不设置，当设置时，其为中空的密闭结构。