CN110577317A - 磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其中，混凝子系统将依次投加混凝剂、磁粉和助凝剂充分反应后的废水排至超磁分离池中；超磁分离子系统中转盘带动单体轴组块实现循环往复运动，单体轴组块带动磁滑块实现在磁套内的上下往复运动，从而实现磁絮体由超磁分离池的磁泥收集坡板分离出来；磁种回收子系统中的射流喷嘴将分离的磁絮体进行强力射流搅拌后过流至磁转鼓，刮泥板将磁种刮离并回收。通过本发明的技术方案，整个系统的磁粉回收率大大提高，减少了磁粉的补充量，降低了整个磁分离系统的运行成本，同时减少了污泥中磁粉对环境的污染，整个系统结构简单、自动化程度高、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统。
背景技术
目前超磁分离的污水，首先进入磁介质高效沉淀系统的混凝区，与PAC充分混合发生反应后，进入磁介质投加区，生成以磁粉为晶核的细小矾花,大大提高矶花的比重，进而增强污泥的沉降性能，污水短暂停留后进入絮凝区，发生絮凝反应，细小矶花结成较大的包裹着磁粉的絮体，絮凝反应后的污水进入沉淀区，迅速进行污泥、水分离的澄清作用。目前磁粉回收的超磁系统多为转鼓状，池内覆盖尺寸固定，池内存在死角，磁絮体污泥收集后，由机械强力搅拌使磁种与污泥分离，该种搅拌方式存在死角，没有接触到搅拌桨的污泥磁絮体不能与磁种分离，能耗大，该种磁转鼓收集方式及磁种强力机械搅拌回收效率较低，远不能满足行业需求。
发明内容
针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，通过改进超磁分离系统的结构形式，采用转盘循环往复运动及联动杆上下往复运动，实现磁絮体的分离，通过射流喷嘴实现磁絮体的分离与磁体回收，整个系统对磁粉回收率可达99％，减少了磁粉的补充量，降低了整个磁分离系统的运行成本，同时减少了污泥中磁粉对环境的污染，整个系统结构简单、自动化程度高、操作方便。
为实现上述目的，本发明提供了一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，包括：混凝子系统、超磁分离子系统、超磁分离池和磁种回收子系统；所述混凝子系统包括混凝反应池、磁混凝反应池和絮凝反应池，所述混凝反应池、所述磁混凝反应池和所述絮凝反应池依次相连通，所述混凝反应池向废水中投加混凝剂，充分反应后所述磁混凝反应池投加磁粉，充分反应后所述絮凝反应池投加助凝剂；所述超磁分离子系统包括转盘、链条、单体轴组块、联动杆、磁套和磁滑块，所述链条套设于两个所述转盘上，多个所述单体轴组块设置于所述链条上，每个所述单体轴组块通过所述联动杆与对应的所述磁滑块相连，所述单体轴组块同时固定所述联动杆、所述磁套和所述磁滑块至所述链条位置，所述磁滑块套嵌于所述磁套内；所述超磁分离池包括池体、磁泥收集坡板和过泥泵，所述池体与所述絮凝反应池的输出口相连通，两个所述转盘一高一低倾斜设置使得所述链条下方联动固定的所述磁套沿所述链条转动方向由低到高部分地浸入所述池体内的液面下，所述磁泥收集坡板倾斜设置于所述池体对应较高的转盘一侧底部，所述磁泥收集坡板的较高一端指向对应较低的转盘一侧，所述磁泥收集坡板的底端收集侧由排泥管线与所述过泥泵入口相连通；所述磁种回收子系统包括射流强力搅拌池、射流喷嘴、磁转鼓、刮泥板和磁种回流泵，所述射流喷嘴设置于所述射流强力搅拌池内，并通过射流管道与所述过泥泵出口相连通，所述射流喷嘴强力射流搅拌后的混合物过流至所述磁转鼓，所述刮泥板将所述磁转鼓上吸附磁种刮离，并由所述磁种回流泵泵送至所述磁混凝反应池。
在上述技术方案中，优选地，所述单体轴组块带动所述联动杆的连接端绕轴心旋转，使得所述联动杆的另一端在直线轨道上进行往复运动，从而带动所述磁滑块在所述磁套内进行上下往复运动。
在上述技术方案中，优选地，所述射流喷嘴采用文丘里喉管结构，所述射流喷嘴设置于所述射流强力搅拌池内部下方，所述射流喷嘴的轴向中心线与水平面向下相交成30°～150°。
在上述技术方案中，优选地，所述射流喷嘴采用4～12个，分别设置于所述射流强力搅拌池内部下方两侧，使得所述射流喷嘴射出的1体积高速射流磁泥能够剪切4倍体积磁泥，同时带动12倍体积池内絮体搅动。
在上述技术方案中，优选地，所述磁套由所述链条带动至较低转盘处时对应的所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下移动至该磁套的底部，所述磁套在随所述链条由低向高运动过程中所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下由所述磁套的底部向上移动，所述磁套由所述链条带动至较高转盘处时对应的所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下移动至该磁套的顶部。
在上述技术方案中，优选地，所述磁套由可传导磁性但不可被磁化的材质制成。
在上述技术方案中，优选地，所述磁滑块体积为所述磁套容积的2/3。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过改进超磁分离系统的结构形式，采用转盘循环往复运动及联动杆上下往复运动，实现磁絮体的分离，通过射流喷嘴实现磁絮体的分离与磁体回收，整个系统对磁粉回收率可达99％，减少了磁粉的补充量，降低了整个磁分离系统的运行成本，同时减少了污泥中磁粉对环境的污染，整个系统结构简单、自动化程度高、操作方便。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统的结构示意图；
图2为图1所示实施例公开的超磁分离子系统的A向结构示意图；
图3为图1所示实施例公开的超磁分离子系统的B向结构示意图；
图4为图1所示实施例公开的磁种回收子系统的C向结构示意图；
图5为本发明一种实施例公开的射流喷嘴的结构示意图。
图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
1.混凝子系统，11.混凝反应池，12.磁混凝反应池，13.絮凝反应池，
2.超磁分离子系统，21.转盘，22.链条，23.单体轴组块，24.联动杆，25.磁套，26.磁滑块，
3.超磁分离池，31.池体，32.磁泥收集坡板，33.排泥管线，34.过泥泵，
4.磁种回收子系统，41.射流强力搅拌池，42.射流喷嘴，43.射流管道，44.磁转鼓，45.刮泥板，46.磁流道，47.磁种回流泵，48.排泥管，49.磁种回流管道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，根据本发明提供的一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，包括：混凝子系统1、超磁分离子系统2、超磁分离池3和磁种回收子系统4；混凝子系统1包括混凝反应池11、磁混凝反应池12和絮凝反应池13，混凝反应池11、磁混凝反应池12和絮凝反应池13依次相连通，混凝反应池11向废水中投加混凝剂，充分反应后磁混凝反应池12投加磁粉，充分反应后絮凝反应池13投加助凝剂；超磁分离子系统2包括转盘21、链条22、单体轴组块23、联动杆24、磁套25和磁滑块26，链条22套设于两个转盘21上，多个单体轴组块23设置于链条22上，每个单体轴组块23通过联动杆24与对应的磁滑块26相连，单体轴组块23同时固定联动杆24、磁套25和磁滑块26至链条22位置，磁滑块26套嵌于磁套25内；超磁分离池3包括池体31、磁泥收集坡板32和过泥泵34，池体31与絮凝反应池13的输出口相连通，两个转盘21一高一低倾斜设置使得链条22下方联动固定的磁套25沿链条22转动方向由低到高部分地浸入池体31内的液面下，磁泥收集坡板32倾斜设置于池体31对应较高的转盘21一侧底部，磁泥收集坡板32的较高一端指向对应较低的转盘21一侧，磁泥收集坡板32的底端收集侧由排泥管线33与过泥泵34入口相连通；磁种回收子系统4包括射流强力搅拌池41、射流喷嘴42、磁转鼓44、刮泥板45和磁种回流泵47，射流喷嘴42设置于射流强力搅拌池41内，并通过射流管道43与过泥泵34出口相连通，射流喷嘴42强力射流搅拌后的混合物过流至磁转鼓44，刮泥板45将磁转鼓44上吸附磁种刮离，并由磁种回流泵47泵送至磁混凝反应池12。
在该实施例中，具体地，通过向混凝反应池11投加混凝剂，充分反应后的混合液进入磁混凝反应池12后投加磁粉；充分反应后的磁混合液进入絮凝反应池13后投加助凝剂；充分反应后的混合液进入超磁分离池3。在混凝子系统1中通过向水中加入絮凝剂、磁种、助凝剂将废水中的悬浮物、胶体凝以磁种为核心聚成粒径较大的絮体，磁絮体流入超磁分离池3。
其中，混凝系统1主要用于实现各种药剂与污水之间的反应，将污水中的污染物通过药剂形成相对稳定的悬浮絮体，将污染悬浮物从水中聚合分离出来，实现对污水的处理。通过混凝反应池11、磁混凝反应池12和絮凝反应池13三个阶段分别进行反应，反应完成后的以磁种为核心的粒径较大的絮体作为本发明超磁分离子系统2的分离主体，将絮体由污水中分离出去，实现污水的处理，进一步地实现磁粉的回收，提高磁种的循环利用率，节省成本。因此可以说，混凝系统1为整个超磁分离子系统2的基础。
如图2和图3所示，在超磁分离子系统2中，主体工作部分为磁滑块26部分，外部套有磁套25，磁套25可采用玻璃钢质或PE材质等表面光滑、可传导磁性但又不被磁化的材质制成。磁滑块26由联动杆24固定连接并进行往复运动，运动周期配合转盘21的周期运动。磁滑块26的上下移动由单体轴组块23提供动力源以及转动方向，单体轴组块23同时起到固定联动杆24、磁套25、磁滑块26至链条22位置，通过联动杆24的轴心的控制装置控制其在预定行程内实现磁滑块26在磁套25内的往复运动。优选地，单体轴组块23带动联动杆24的连接端绕轴心旋转，使得联动杆24的另一端在直线轨道上进行往复运动，从而带动磁滑块26在磁套25内进行上下往复运动。优选地，磁滑块26体积为磁套25容积的2/3。转盘21可实现磁体在池内的搅动，吸引磁泥至固定位置，磁体在磁套25表面的完全脱附是通过磁滑块26在磁套25内的往复运动实现，当需要磁体吸引磁泥时磁块下移至磁套25底部，当磁套25离开水面时，磁滑块26同时上行脱离磁套25底部，此时磁泥混合物完全脱离磁套25，留在水面位置，下沉至磁泥收集坡板32内。
在上述实施例中，超磁分离子系统2主要将污水中相对稳定的磁絮体从污水中吸附出来，然后在污水外分离出来，实现污水的净化。具体地，整个超磁分离子系统2包括几个功能，其一是通过转盘21带动链条22转动，从而带动其下固定的单体轴组块23、联动杆24、磁套25和磁滑块26整体在超磁分离池3中转动，既能通过在池内的搅动对池内的磁絮体实现吸附，又由于两个转盘21倾斜设置的结构，将单体轴组块23、联动杆24、磁套25和磁滑块26整体在超磁分离池3中实现竖直方向上的移动，从而能够将吸附的磁絮体完成向上的移动，从而提供了将磁絮体分离出超磁分离池3的高度基础。
此外，单体轴组块23与联动杆24联合作用，将单体轴组块23的圆周运动转换为联动杆24的直线往返运动，从而实现磁滑块26在磁套25内的上下往复运动。如此一来，既能在整体上在转盘21的驱动下完成在整个超磁分离池3中的搅动过程，也能在单体轴组块23的驱动下完成磁滑块26在磁套25内的上下往复运动。在磁滑块26运动到磁套25底部时，能够将超磁分离池3内较低位置的磁絮体吸附在磁套25外壁上，在磁滑块26由磁套25底部向上移动到较高位置时，磁套25底部吸附的磁絮体受到磁力作用很弱，在重力作用下磁絮体就会由磁套25外壁脱离，从而具备了将磁絮体由污水中分离出来的结构基础。
优选地，在上述实施例提供的分离磁絮体的结构基础上，磁套25由链条22带动至较低转盘21处时对应的磁滑块26在单体轴组块23的带动下移动至该磁套25的底部，使池中磁絮体不断向磁套25聚集，磁套25在随链条22由低向高运动过程中磁滑块26在单体轴组块23的带动下由磁套25的底部向上移动，将磁絮体带至近水位面，磁套25由链条22带动至较高转盘21处时对应的磁滑块26在单体轴组块23的带动下移动至该磁套25的顶部，由于此时磁套25底部无磁性，使得磁絮体全部留在高位点下液面处，成自由落体下落至磁泥收集坡板32内。磁泥体在磁泥收集坡板32内不断沉降，由过泥泵34通过排泥管线33排出超磁分离池3。
其中，磁泥收集坡板32的设置方式对于磁絮体的分离也有影响。磁泥收集坡板32相对于水平面的倾斜角度如果过大和/或延伸长度过短，则张开覆盖较小较小，因此只有达到该覆盖角度覆盖范围内的磁絮体才能被收集到，而如果相对于水平面的倾斜角度过小和/或延伸长度过长，则磁泥收集坡板32上会淤积大量的磁絮体无法沿着磁泥收集坡板32向下滑动到底部由排泥管线33排出。优选地，磁泥收集坡板32相对于水平面的倾斜角度设置为30°～60°，延伸长度为延伸至覆盖2～3组磁套25的区域。
如图4和图5所示，在磁种回收子系统4中，磁絮体通过过泥泵34提供动力，由多个射流喷嘴42射入射流强力搅拌池41中。优选地，射流喷嘴42采用文丘里喉管结构，射流喷嘴42设置于射流强力搅拌池41内部下方，射流喷嘴42的轴向中心线与水平面向下相交成30°～150°。优选地，射流喷嘴42采用4～12个，分别设置于射流强力搅拌池41内部下方两侧，使得射流喷嘴42射出的1体积高速射流磁泥能够剪切4倍体积磁泥，同时带动12倍体积池内絮体剧烈搅动。数个射流喷嘴42的组合布置能够以较大的射流速度作用于磁絮体，破坏磁絮体的稳固机构，使磁体与污泥完全分离。强力射流搅拌后磁、泥混合物过流至磁转鼓44，磁种被磁转鼓44吸附，并在刮泥板45位置刮离磁转鼓44，所回收磁种由磁流道46流至磁种回流泵47，并通过磁种回流管道49泵送至磁混凝反应池12进行磁种再利用。磁种回收子系统4产生的污泥经由排泥管48外排。该磁种回收子系统4安装使用方便，磁泥分离效果好，在整个搅拌过程中无死角，节约能耗；而且机械故障隐患少，使用寿命长，后期免维护，节约成本。
在上述实施例中，射流喷嘴42的设置方式对于磁种回收具有较大的影响。射流喷嘴42的作用在于通过喷出的由超磁分离池3分离出的磁絮体浓度较高的磁泥混合物，在过泥泵34提供的动力作用下，射流喷嘴42喷出的液体具有较高的速度，在喷出的射流磁泥相互作用以及喷出的射流磁泥与射流强力搅拌池41中已有的液体相作用的过程中，对磁泥中的磁絮体形成较高的剪切力，又因为多个射流喷嘴42的喷射作用，整个射流强力搅拌池41的液体形成剧烈的搅动，也对磁絮体的稳固结构具有比较大的破坏作用，从而将磁种与污泥完全分离。具体的射流喷嘴42的设置方式可参照图1和图4，在角度上和位置上形成错位，以便形成足够的剪切作用。当然，在具体实施过程中，本领域技术人员也可根据具体实践情况对射流喷嘴42的设置方式进行调整，以达到需要的剪切作用。
根据上述实施例提出的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，对磁粉回收率可达99％，减少了整个处理系统磁粉的补充量，降低了整个磁分离系统的运行成本，同时减少了污泥中磁粉对环境的污染，整个系统结构简单、自动化程度高、操作方便，实现了对磁粉回收的高效快速的运行，适合于磁种回收。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，包括：混凝子系统、超磁分离子系统、超磁分离池和磁种回收子系统；
所述混凝子系统包括混凝反应池、磁混凝反应池和絮凝反应池，所述混凝反应池、所述磁混凝反应池和所述絮凝反应池依次相连通，所述混凝反应池向废水中投加混凝剂，充分反应后所述磁混凝反应池投加磁粉，充分反应后所述絮凝反应池投加助凝剂；
所述超磁分离子系统包括转盘、链条、单体轴组块、联动杆、磁套和磁滑块，所述链条套设于两个所述转盘上，多个所述单体轴组块设置于所述链条上，每个所述单体轴组块通过所述联动杆与对应的所述磁滑块相连，所述单体轴组块同时固定所述联动杆、所述磁套和所述磁滑块至所述链条位置，所述磁滑块套嵌于所述磁套内；
所述超磁分离池包括池体、磁泥收集坡板和过泥泵，所述池体与所述絮凝反应池的输出口相连通，两个所述转盘一高一低倾斜设置使得所述链条下方联动固定的所述磁套沿所述链条转动方向由低到高部分地浸入所述池体内的液面下，所述磁泥收集坡板倾斜设置于所述池体对应较高的转盘一侧底部，所述磁泥收集坡板的较高一端指向对应较低的转盘一侧，所述磁泥收集坡板的底端收集侧由排泥管线与所述过泥泵入口相连通；
所述磁种回收子系统包括射流强力搅拌池、射流喷嘴、磁转鼓、刮泥板和磁种回流泵，所述射流喷嘴设置于所述射流强力搅拌池内，并通过射流管道与所述过泥泵出口相连通，所述射流喷嘴强力射流搅拌后的混合物过流至所述磁转鼓，所述刮泥板将所述磁转鼓上吸附磁种刮离，并由所述磁种回流泵泵送至所述磁混凝反应池。
2.根据权利要求1所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述单体轴组块带动所述联动杆的连接端绕轴心旋转，使得所述联动杆的另一端在直线轨道上进行往复运动，从而带动所述磁滑块在所述磁套内进行上下往复运动。
3.根据权利要求1所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述射流喷嘴采用文丘里喉管结构，所述射流喷嘴设置于所述射流强力搅拌池内部下方，所述射流喷嘴的轴向中心线与水平面向下相交成30°～150°。
4.根据权利要求3所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述射流喷嘴采用4～12个，分别设置于所述射流强力搅拌池内部下方两侧，使得所述射流喷嘴射出的1体积高速射流磁泥能够剪切4倍体积磁泥，同时带动12倍体积池内絮体搅动。
5.根据权利要求1所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述磁套由所述链条带动至较低转盘处时对应的所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下移动至该磁套的底部，所述磁套在随所述链条由低向高运动过程中所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下由所述磁套的底部向上移动，所述磁套由所述链条带动至较高转盘处时对应的所述磁滑块在所述单体轴组块的带动下移动至该磁套的顶部。
6.根据权利要求1所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述磁套由可传导磁性但不可被磁化的材质制成。
7.根据权利要求1所述的磁粉回收及磁絮体快速分离的超磁分离系统，其特征在于，所述磁滑块体积为所述磁套容积的2/3。
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